工业互联网发展的多维度观察

傅荣校

【摘要】中国、美国、德国三个主要制造业国家有关工业互联网的发展推进，一方面，已经形成了一种需要衔接且源于各自国家工业化理论阐发的概念簇;另一方面，作为必须互补的下一代工业化竞争战略，各国需要处理好竞合关系。当前，从统筹规划下的目标导向、精准发力的政策安排看，我国的工业互联网三步走的战略目标清晰、推进有力，但显然还是主要利用政策工具解决问题。因此，必须要注意互联网运用及下一代信息技术发展的不确定性所带来的统筹风险，防止政策工具失灵、防止产业圈养，避免成为工业互联网发展的障碍。

【关键词】工业互联网  制造业  生产力

【中图分类号】T-09                            【文献标识码】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2020.13.001

引言

从根本上说，美国的工业互联网、德国的工业4.0和中国的智能制造到工业互联网，是基于各国比较优势的工业化理论阐述出来的不同概念，因而，认识整体工业互联网需要梳理这一概念簇。工业互联网具有两面战略属性，一方面，有工业化大国和强国的竞争战略设计意图;另一方面，在工业互联网时代各国有着刚性的合作需求。鉴于生产关系必须适应生产力发展的规律性，我国利用政策工具推进的工业互联网发展，尽管目标清楚，但目标达成过程中要解决的问题很多，因而，在目标导向和精确发力的同时，又需要发挥市场作用与灵活调整。

作为一种需要相关比较的概念簇认识视角

尽管日本、英国、法国等主要工业国家已经争相进行未来工业发展的布局，[1]但显然世界三大制造业国家——美国、德国和中国，有关未来工业发展的愿景、战略、政策的阐述是具有代表性的。三个主要制造业国家分别运用了不同的概念表达同一领域，形成了一种概念簇，即美国2012年提出工业互联网，德国2013年提出工业4.0，我国于2015年提出“中国制造2025”，2017年之后则采用工业互联网概念，并在2018年之后的“新基建”布局中，把工业互联网当作重点的发展领域之一。

“工业互联网”的概念，最早由美国通用电气公司（GE）于2012年7月提出。美国于同年发布了《先进制造发展战略》，将工业互联网作为发展“信息技术+材料技术+制造技术”的重点创新方向。2014年8月，通用电气（GE）、IBM、思科、英特尔和AT&T等美国五家行业龙头企业联手组建了工业互联网联盟（Industrial Internet Consortium——以下简称IIC），将这一概念大力推广开来，先后有30多个国家的260多家企业加盟，由GE、IBM、Intel等公司牵头成立了22个试验验证平台。IIC于2015年6月发布了第一版工业互联网参考架构（IIRA），2017年2月发布了IIRA第二版。2013年4月，德国工业界在汉诺威工业博览会上提出了“工业4.0”，德国政府把工业4.0列入《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一;2015年7月，德国工业4.0平台也发布了工业4.0参考架构模型（RAMI4.0）。2016年的汉诺威工业博览会上，美国IIC与德国“工业4.0”开始实现架构对接。

中国则较早与德国“工业4.0”对接，并开展合作。2015年5月，国务院正式印发《中国制造2025》，部署全面推进实施“三步走”的制造强国战略。2016年2月1日，在工业和信息化部（以下簡称工信部）的指导下，我国工业互联网产业联盟（以下简称联盟）在北京成立，作为《中国制造2025》和“互联网+”融合发展的必要支撑。2016年，联盟发布了我国工业互联网体系架构1.0版本;2019年8月，联盟发布了我国工业互联网体系架构（2.0版本），这一版本突出数字孪生基本原理功能，融入网络、数据、安全新技术。联盟下一步则将部署与美国的IIC（IIRA）、德国工业4.0平台（RAMI4.0）的主流架构对接工作。

总体上，作为一种新事物和新概念，各国对于工业互联网的认识是在逐步深化的。美国通用电气（GE）公司2012年12月发布《工业互联网：突破智慧与机器的界限》白皮书，认为工业互联网是数据、硬件、软件与智能的流动和交互;[2]IIC则是这样表述的，“工业互联网是由实物、机器、人与计算机机器网络组成，拥有人工智能制造、过程控制与个体感知、整合任何性质的网络而进行数据整合与数据分析的全球开放式智能工业系统”。[3]德国工业4.0的核心，主要特征是“智能+网络化”，即依靠网络化的信息物理系统（CPS）形成智能工厂，从而达到智能制造，生产智能产品。当然，有学者认为，“无论是美国的工业互联网，还是德国的工业4.0，均具有互联、集成、数据、服务的创新特征”。[4]

我国对于工业互联网的认识，受政策文本采用的概念影响比较大，相对具有政策灵活性特点。2015年～2017年，国务院相关政策文件的关键词经历了从“中国制造2025”，到“互联网+协同制造”，到“互联网+先进制造业”，再到“工业互联网”的变迁。鉴于工业互联网的行业主管部门是工信部，这也可以理解为信息化和工业化深度融合的新型工业化道路基本延伸。在2017年11月的《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》（以下简称《指导意见》）中，工业互联网的建设被理解为工业互联的网，而不是工业的互联网，即工业互联网一定姓“工”。[5]从实施主体上看，工业互联网需要ICT（信息和通信技术）企业能够发挥先锋作用，但主体还是实体经济企业。

对于工业互联网建设内容，《指导意见》有着明确规定，即“工业互联网通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系，打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施，形成智能化发展的新兴业态和应用模式”。[6]我国最高行政政策文本中对于工业互联网内容的基本表述，成了其他部门政策和现实推进的指导与引导。2019年，我国联盟发布的工业互联网体系架构（2.0版本），就是以《指导意见》为基础的。

作为一种符合互联网发展趋势的工业化战略认识视角

工业互联网的本质是工业领域的革命，理论基础是云制造理论，而发展工具是“互联网+”，发展的核心思想是共享经济模式。[7]然而，跟改造第三产业的消费型互联网相比，改造第二产业的工业互联网与其既有共同点又有差异。

互联网本质是一种共享模式，从信息共享的通信模式，到物联网的万物互联模式，到人与人互联的人群社交模式，可以在服务业中发挥巨大效应。在消费互联网改造第三产业即服务业领域，我国取得了巨大成就，凭借互联网叠加价值效应，利用国内的巨大市场、经济快速发展、消费需求提升的优势，我国消费互联网以平台、数据、物流、服务等一体化融合形式，创造出一种基于订单、交易、支付、评价、信用体系建设于一体的互联网消费服务模式，改变了第三产业生态，取得了互联网经济的巨大成绩。因而，互联网的深化运用在改变社会之后，向代表生产力层面的第二产业，甚至第一产业延伸运用，成为一种必然。从这个层面理解，工业互联网就是互联网改变第二产业的概念，跟消费互联网有着共性。也就是说，作为产业改造的互联网+，在任何产业叠加上，都存在跨界融合、创新驱动、重塑结构、开放生态、连接一切和尊重人性等共同的特性，以及遵守顶层设计、数据共享、云上服务、智能运用和安全保障的基本思路，正如邬贺铨院士指出的那样：“发展工业互联网需要新思路，要推动IT（信息技术）与OT（运营技术）融合，IT企业与OT企业紧密合作尤为必要。”[8]

但是，跟以消费为特征的互联网+服务业相比，互联网+工业不是简单的两者相加，工业互联网场景下的企业生产网络通常不需要全球联网，企业内网连接设备的多样性使标准化难度较大，企业对工业互联网需求是个性化的。工业互联网具有全维度、全流程、全企业、全要素的连接和融合特征，即“互联网不单单是与某个具体门类工业的融合，而是可覆盖到所有传统工业门类;互联网不仅仅是与工业企业的某环节融合，而是与采购、销售、客服等一系列环节均可实现融合;互联网不只是与传统工业部门融合，而是与所有的传统产业融合，尤其还涵盖与传统生产性服务业的融合，进而促进传统产业转型升级”。[9]因而，从商业模式上看，传统消费互联网主要是基于全球网络互联而增大消费价值，其模式无法直接复制到工业互联网领域，工业互联网给企业带来的转型价值，主要表现为企业经营效率与产品质量的提升，或单位产品的消耗资源与能源节约。

美国提出工业互联网、德国提出工业4.0，都是一种面向未来工业的博弈战略。美国工业互联网战略于2012年上升为国家战略，既涉及到基于网络及工业化的机器、设备、集群，但更在于将美国强大的软件技术、工业物联网、大数据进行深度结合，其目标是在关键的工业领域掀起工业再革命，促进转型升级。同时，美国主导的IIC，已经成为全球最主要的工业互联网推广组织，尽管美国本国还有诸如工业互联网产业联盟（AII）架构，但IIC成为未来全球工业互联网推进的枢纽，是大概率事件。由德国产、学、研协同制定的工业4.0，作为德国的下一步工业化战略，其目标在于应用物联网、人工智能等新技术，维持并且进一步提升德国工业的国际竞争能力，以此应对来自美国、日本等这类制造业强国，也包括应对中国这类制造业大国的挑战。从2016年开始，德国的工业4.0平台就集聚全国制造业龙头企业和研究机构，针对架构、标准、安全、测试床等关键共性问题，与IIC的技术协同和产业协作，开展工业4.0平台与IIC对接，实质性推进美德强强联合。有学者明确指出：“从当前中美德及其他发达国家的工業互联网发展态势上看，一是全球工业互联网两极多元的总体格局日渐清晰;二是以工业互联网平台为核心的生态竞争不断升级;三是以标准化为战略制高点的前瞻性布局全面提速。”[10]因而，可以说工业互联网战略具有国际关系中普适的竞合（竞争-合作）特征。

从2002年开始，我国走工业化与信息化“两化融合”的新型工业化道路，到“两化深度融合”（2013）再到“中国制造2025”（2015），进而到中国的工业互联网（2017）提出，显然有着后发工业化国家实现跨越式发展，进而由工业化大国走向工业化强国的明确战略意图。作为主要工业化指标的制造业生产总值，我国在2010年之后实现了三连升：即当年超过了美国，又在2016年超过美国和日本之和，2018年更超过美国、日本、德国三国制造业生产总值之和。然而，我国工业化依然处于大而不强的阶段。第四次工业革命的核心是制造业的数字化、网络化、智能化，但目前我国制造业的竞争力仍具有第二次工业革命（工业2.0）的特征，即规模化和低成本，工业3.0不到10%，这就亟需借助工业互联网的布局，实现工业化大国升级成为工业化强国的战略目标。正如工信部原副部长杨学山指出的：“构建制造强国现代工业体系，既要有互联网视野，也要有信息技术视野，更要有工业发展视野，将三种视野深度融合，互相配合，才能实现工业由大变强，才能实现工业高质量发展。”[11]

从时间与目标达成度上看，2015年提出的中国制造分三步走的目标与2017年提出的发展工业互联网分三步走的目标，两者是一致的，都符合我国“两个一百年”的奋斗目标设定。其中，工业互联网发展战略目标是：在2018～2020年是起步阶段，初步建成工业互联网网络基础设施、标识解析体系、平台体系、安全保障体系;到2035年，建成国际领先的工业互联网网络基础设施和平台、技术与产业体系、工业互联网全面深度应用并在优势行业形成创新引领能力，安全保障能力全面提升，重点领域实现国际领先;到本世纪中叶，工业互联网网络基础设施全面支撑经济社会发展，工业互联网创新发展能力、技术产业体系以及融合应用等全面达到国际先进水平，综合实力进入世界前列。

从时间序列上看，尽管美国和德国的工业互联网战略布局在先，协同合作在先，但我们仍有理由预期，通过竞合关系的战略布局和具有制度优势的政策工具运用，我国在工业互联网领域完全有可能重现消费互联网的发展局面，最终成为全球第一方阵中的佼佼者。

作为一种推进生产力发展的政策工具认识视角

工业互联网属于生产力范畴，其有构成生产力的三大基本要素：以生产工具为主的劳动资料（网络、平台、数据），引入生产过程的劳动对象（物件、机器、车间、企业），具有一定生产经验与劳动技能的劳动者（人才）。另外，工业互联网建立在高科技基础上，物联网、移动互联、云计算、大数据、人工智能、区块链、5G等技术，应用于生产制造过程，融入生产力诸基本要素之中，能够转化为巨大的实际生产能力。跟生产力的自然关系相对应，生产关系是一种社会关系，即劳动主体在产品生产创造过程中，形成的劳动互助、合作关系，主要用国家法律、政策、制度来确定、解释与调整，从这个意义说，工业互联网的生产关系就是法律政策和制度调节的关系。鉴于目前工业互联网主要由国家政策工具推进，因而，可以从我国政策文本内容分析，说明工业互联网发展中的生产关系是要如何适应生产力发展的。

《中国制造2025》《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》都明确提出要加强工业互联网建设。工信部作为行业主管部门，是在国务院的统一部署下，积极开展工业互联网建设行动，包括推进工业互联网重大问题研究，指导成立工业互联网产业联盟，启动有关工业互联网的建设试点示范，制订工业互联网建设评估体系，安排资金支持等行为。同时，上海、天津、浙江、江苏、广东、山东、湖南、辽宁等省市，也纷纷出台了相应的政策与落实方案进行联动响应。

2015年5月，国务院印发了《中国制造2025》，随后出台与互联网+协同制造、工业转型升级、智能制造等概念相配套关联的政策文本;2017年11月，《指导意见》中代表工业化升级的工业互联网成为我国两化深度融合有关政策文本的核心概念，与工业互联网的网络、平台、标识解析体系、APP、工业大数据、数字中心、工业云、企业上云、安全、5G+等概念的政策文本配套关联，并在2018年以后的新型基础设施建设[12]（以下简称“新基建”）概念下，作了新的政策安排。

我国工业互联网的建设内容，循着工业互联网体系架构中的网络—平台—安全的功能体系（如图1所示），利用政策工具推进建设。

从2018～2020这三年工业互联网政策文本看，利用工业互联网重构未来工业生产体系，具有我国制度优势下的统筹规划色彩。另外，从工信部2018年6月颁布的《工业互联网发展行动计划（2018年～2020年）》（以下简称《行动计划》）和2020年3月颁布的《工业和信息化部办公厅关于推动工业互联网加快发展的通知》（以下简称《发展通知》）这两个政策文本中，明显看出我国工业互联网的政策工具特点：一是目标导向，二是精准发力。

第一，网络体系。根据2019年1月工信部和国家标准化委员会颁布的《工业互联网综合标准化体系建设指南》（以下简称《标准化体系建设指南》）的说明，网络体系是工业互联网的基础，将连接对象延伸到工业全系统、全产业链、全价值链，可实现人、物品、机器、车间、企业等全要素，以及研发、设计、生产、管理、服务等各环节的泛在深度互联，包括网络联接、标识解析、边缘计算等关键技术。《行动计划》提出了既有“初步建设工业互联网网络基础设施和标识解析体系”这样的质性目标，更有建成5个标识解析国家顶级节点、标识注册量超过20亿的量化目标。《发展通知》则进一步设置了更具体的量化目标：打造10个标杆网络，推动100个重点行业龙头企业、1000个地方骨干企业开展工业互联网内网改造升级;鼓励各地组织1～3家工业企业与基础电信企业深度对接合作，利用5G改造工业互联网内网;面向垂直行业新建20个以上标识解析二级节点，新增标识注册量20亿。另外，工信部还出台了工业互联网网络建设及推广指南等专项政策文本。

第二，平台体系。根据《标准化体系建设指南》说明，平台体系是工业互联网的核心，是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体。平台体系包括平台与数据、工业APP等关键技术。《行动计划》在2020年的质性和量化目标是：初步形成工业互联网平台体系，分期分批遴选10个左右跨行业跨领域平台，推动30万家以上工业企业上云，培育超过30万个工业APP。在《发展通知》中则进一步明确要求：一是引导平台增强5G、人工智能、区块链、增强现实/虚拟现实等新技术支撑能力，强化设计、生产、运维、管理等全流程数字化功能集成。二是遴选10个跨行业跨领域平台，发展50家重点行业/区域平台。三是推动重点平臺平均支持工业协议数量200个、工业设备连接数80万台、工业APP数量达到2500个。为了进一步推进平台体系建设，工信部还出台工业互联网APP培育工程、平台建设与推广指南、平台评价方法、工业大数据、数据中心、工业云、企业上云等精准发力的政策文本。

第三，安全体系。根据《标准化体系建设指南》说明，安全体系是工业互联网的保障，通过构建涵盖工业全系统的安全防护体系，打造满足工业需求的安全技术体系和相应管理机制，识别和抵御来自内外部的安全威胁，化解各种安全风险，是工业互联网可靠运行，实现工业智能化的安全可信保障。《行动计划》的2020年质性和量化目标是：初步建立工业互联网安全保障体系，建立健全安全管理制度机制，全面落实企业内网络安全主体责任，制定设备、平台、数据等至少10项相关安全标准，同步推进标识解析体系安全建设，显著提升安全态势感知和综合保障能力。而在《发展通知》中，则明确要求为：一是建立企业分级安全管理制度。二是完善安全技术监测体系，监测覆盖150个重点平台、10万家以上工业互联网企业。三是健全安全工作机制，对20家以上典型平台、工业企业开展现场检查和远程检测，对100个以上工业APP开展检测分析，增强APP安全性。四是加强安全技术产品创新，鼓励企业创新安全产品和方案设计，遴选10个以上典型产品或最佳实践。同时，工信部及相关部门出台了《加强工业互联网安全工作的指导意见》、《网络数据安全标准体系建设指南》（征求意见稿）等推进工业互联网安全体系建设的专项政策文本。

另外，5G作为打通工业互联网平台最后一公里的桥梁，我国实施了“5G+工业互联网”512工程内容，[13]即打造5个产业公共服务平台，内网建设改造覆盖10个重点行业，形成至少20大典型工业应用场景。除5G+工业互联网，人工智能用以提高工业PaaS层核心竞争力、大数据中心作为构建工业数据处理体系，在“新基建”的战略政策中，又与工业互联网一起作为重点发展领域，进行统筹规划、协调发展的政策安排。

我国工业互联网产业联盟，在某种意义上也是政策工具的产物。目前，联盟成员数量达到1460家，设立了“13+12+X”组织架构，在工信部的指导下，依托各工作组和特设组，与联盟成员单位共同努力，先后从工业互联网顶层设计、技术研发、标准研制、测试床、产业实践、国际合作等多方面开展工作，从2017年始召开一年一度的“工业互联网峰会”，发布了工业互联网白皮书、工业互联网平台、测试床、优秀应用案例等系列成果，广泛参与国内外大型工业互联网相关活动，为政府决策、产业发展提供智力支持，联盟已经成为我国具有国际影响力的工业互联网产业生态载体。

结语

作为一种面向未来工业布局的发展战略，当前世界上主要制造业国家的工业互联网，既有竞争属性又有合作属性。但鉴于工业互联网平台为核心的生态竞争不断升级、标准化为战略制高点的前瞻性布局全面提速，美国IIC和德国工业4.0平台已经对接和强强合作，联合著名的跨国企业平台，并共同推进“标准与互操作”，倒逼我国联盟必须加紧布局并开放合作，否则就会失去先机。当然，我国工业互联网发展中存在的问题是普遍的，包括缺乏关键核心技术、跨行业构建平台能力不足、标准化体系不完善、制造支撑产业薄弱、工业数据采集和分析能力不足、开源社区和工业互联网APP开发队伍建设滞后、信息安全领域薄弱环节较多等问题，但我们的制度优势是在于统筹规划下的目标导向和精确发力。不过，产业的政策工具是双刃的，在互联网与新一代信息技术高速发展的形势下，技术运用与市场的不确定性会增加目标达成的风险。因而，作为生产关系的政策工具需要不断调整，防止产业圈养，才能避免成为工业互联网发展的障碍。

注释

[1]尹丽波：《发达国家竞相布局工业互联网》，《人民邮电报》，2019年2月26日。

[2]Evans， P. C. and Annunziata， M.， Industrial Internet： Pushing the Boundaries of Minds and Machines， General Electric， 2013.

[3]Industrial Internet Consortium， "The  Industrial Internet reference architecture technical document"， 2015-06-30， http：∥www.iiconsortium.org/white-papers.htm.

[4][9]纪成君、陈迪：《“中国制造2025”深入推进的路径设计研究——基于德国工业4.0和美国工业互联网的启示》，《当代经济管理》，2016年第2期。

[5][11]杨学山：《应重定义、有目标、走实在路》，《中国信息化周报》，2019年5月13日。

[6]《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，2017年11月27日，http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-11/27/content_5242582.htm？trs=1。

[7]張立尧：《A公司的工业互联网平台发展战略研究》，硕士学位论文，首都经济贸易大学，2016年。

[8]张学军、王保平：《工业互联网浪潮》，北京：中信出版社，2019年，序言。

[10]王峰、杨帅：《工业互联网发展态势及政策建议》，《开放导报》，2017年第2期。

[12]2018年12月19日至21日召开的中央经济工作会议定义了基础设施建设，把5G、人工智能、工业互联网、物联网定义为“新型基础设施建设”。目前，我国“新基建”包括5G基建、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等七大板块。

[13]参见《工业和信息化部办公厅关于印发“5G+工业互联网”512工程推进方案的通知》（工信厅信管（2019）78号）目标内容，2019年11月19日。

责 编/肖晗题