工业互联网赋能天津制造业高质量发展的路径及对策研究

◎文/刘小军 袁 君

“索洛悖论”认为企业在IT方面的投资对其生产率的收效甚微，这种现象也被称为“生产率悖论”。但是随着新一代信息技术的快速发展与广泛应用，工业互联网的迅速普及并带来了新一轮产业革命的浪潮，2020年我国工业互联网带动产业发展指数达72.8，尤其对制造业和信息服务业的带动作用最为突出，指数均超82，近年来世界各国逐年公布的数字经济数据足以用实践挑战并打破“索洛悖论”。学者何小钢等通过实证研究表明我国企业并不存在“索洛悖论”。从理论与实践中都证明了“索洛悖论”的悖论，这为天津制造业可依托工业互联网提高生产率并实现智能化发展提供了切实可行的路径。

天津在京津冀协同发展的国家战略中被定位为全国先进制造研发基地，制造业是天津的根基，也是天津经济发展的战略支撑。天津有着雄厚的制造业基础，从“飞鸽自行车”到“天津一汽”，一直致力于打造制造业强市，实现制造业高质量发展。工业互联网作为新一代信息技术和工业经济深度融合的产物，在与制造业深度融合的同时也推动了制造业向智能化转型发展。“十四五”期间，天津着力构建“1+3+4”现代工业产业体系并坚持“制造业立市”，加快制造业高端化、智能化、绿色化发展，随着5G技术、大数据及物联网等新兴技术飞速发展，天津作为有着深厚制造业沉淀和完备产业体系的港口工业城市，若能抓住工业互联网与制造业融合的契机，也就抓住了全球新一轮产业革命的制高点。因此，研究工业互联网推动天津制造业智能化发展具有极为重要的现实意义。

一、工业互联网赋能制造业高质量发展机理

工业互联网是2012年被美国通用电气GE提出的新概念，但近年来发展十分迅速，目前已被应用于数十个国民经济大类中，工业互联网作为信息化和工业化深层次广范围高水平融合、新一代信息技术和工业经济虚实结合的产物，在赋能天津制造业高质量发展中发挥着重要作用，本文认为主要通过以下机理实现。

（一）基于价值链—竞争优势机理

美国学家波特提出价值链分析法，用来分析企业竞争优势。企业从生产前的采购到最终产品的服务环节构成价值链的活动，随着分工的细化，企业想在价值链中占据有利地位，就要最大幅度的发挥自己的比较优势，强长板、补短板，提升企业的生产效率和产品附加价值。

从微笑曲线（图1）看，制造业企业的价值链分为三个环节，包含研发、设计等的前端环节；包含加工、组装的中端环节和包含品牌、物流、营销等的后端环节。随着经济全球化进程的加快与新一代信息技术的发展，制造业企业的微笑曲线会越来越陡峭，天津制造业要想提升竞争力，不能局限于低附加值的加工包装等中端环节，要向前后端发展争取更多的附加值。在工业互联网发展的浪潮下，把工业互联网信息产业融合嵌入到传统制造业企业中。在微笑曲线前端，通过工业互联网产业技术高效的信息搜集与整合，掌握市场需求变动，及时准确地反馈吸收消费者的需求，使研发设计环节更加个性化；在后端，工业互联网提供更加个性化的产品服务，将其融入到天津制造业企业的品牌营销等环节中，使得制造业在各个环节都能增加其附加值。

图1 制造业微笑曲线

（二）基于价值链—创新理论机理

波特认为每个企业都是由九种活动——五种基本活动和四种支持活动（表1）以独特方式联结在一起构成的价值链。只有当一个企业能够比竞争对手更出色或更低价地开展这九种活动，才会获得竞争优势。创新最重要的是自主创新，企业只有掌握了核心技术，才能摆脱受制于人的“卡脖子”现状。在工业互联网蓬勃发展的当下，利用工业互联网产业的知识和技术的溢出效应，再加大科技研发投入，天津制造业企业就会达到降低活动成本的效果。首先，工业互联网可以应用于天津制造业的内外部后勤和生产经营等基本活动中，通过搭建工业互联网发展平台来完善企业的内外部后勤体系，与制造业硬件设备及专业技术人员无缝衔接；其次，利用工业互联网的创新应用实现技术和信息共享，促进企业的技术开发和基础设施活动等支持活动，同时开发和应用各类场景云化App。借助工业互联网的创新驱动增加产品的附加值，以低价高质的产品输出来增加竞争优势，提高天津制造业的竞争力，实现高质量发展。

表1 价值链的两类活动

二、天津工业互联网赋能制造业发展现状

工业互联网作为新工业革命的重要基础设施，为天津制造业智能化发展提供了新动能和新机遇。目前天津的工业互联网和制造业的发展既取得了一些良好成效，也存在一些不足。

（一）取得的成效

1.注重工业互联网基础设施建设并出台政策支持

天津响应国家号召，深入贯彻落实工业互联网发展战略，近年来出台一系列政策，并由天津的制造业和互联网行业的企业一同成立了天津工业互联网产业联盟，致力于打造全国先进制造业研发基地。天津注重发展云平台资源共享服务，积极促进制造企业购买并利用云服务产品，在加快工业互联网基础设施创新应用的同时也促进了企业向智能化转型，为了更好地实现企业智能化，提高云服务平台资源的利用效率，并给予制造业企业资金与技术的支持。截至2020年底，天津已累计建成11个国家新型产业示范基地，滨海新区担当工业产值增长的主力军，近年来工业产值平均占比高达55%，发挥了龙头示范作用，滨海新区高技术制造业发展较快，2020年实现产值同比增长4.7%。

2.工业互联网与制造业融合初显成效

天津在建设制造业强市的进程中注重创新引领，推动科技转变为制造业的生产力，2020年智能制造投资增长22.9%，并累计建成68家国家级企业技术中心，聚焦工业互联网等新一代信息技术，实现人、机、物互联互通，建设新型产业集群。尽管受新冠疫情影响，但在工业互联网等新兴技术的助推调节下，2020年天津工业增加值由一季度的-16%增长至全年的1.6%，在工业中占比高达72.9%的制造业尤其是高技术制造业发展势头良好，受疫情冲击影响较小。

（二）存在的不足

1.工业互联网企业与平台数量不多且质量不高

天津工业互联网企业数量相对较少，占比仅在1%～5%之间，与北京等拥有众多工业互联网龙头企业与科研院所的工业互联网先导城市还有一定差距。数据统计显示，天津工业企业上云用数赋能指数和工业互联网平台活跃指数在全国排名中并不靠前，只有工业互联网投入产出相对较好，投入产出比大于4，位居第二梯队，但平台间的投入产出比差异较大，发展并不均衡，国内主要的工业互联网平台的企业总部并没有位于天津，且2019年公布的中国工业互联网50佳没有位于天津的企业。

天津制造业近年来在国家政策的扶持下，得到了较快的发展，但实际上，天津主要以加工贸易、附加值低的制造业为主，属于劳动密集型的产业，在价值链定位上是低价值的模仿者，而非创新主导者。长期以来，始终处于价值链的中低端位置，科研能力和自主创新意识不足，掌握不了核心技术就会在价值链中被低端锁定，缺乏国际竞争力，陷于往复循环状态而制约制造业高质量发展进程。

2.工业互联网与制造业还未深度融合且创新能力不足

现阶段，虽然天津工业互联网和制造业的融合发展初显成效，但未构建完善的科研创新体系，制造业创新能力还是不足以支撑制造业智能化进程，传统制造业占比仍较高，高新技术制造业等一些新兴产业只是崭露头角，还未占据主导地位。产业创新能力不强，使得制造业大而不强，全而不优，关键技术仍受制于人，面临“卡脖子”“掉链子”等问题，在天津制造业高质量发展的进程中起了一定的制约作用。

据 《天津统计年鉴2020》显示，天津2019年制造业开展创新的企业占制造业企业总数的59.2%，实现创新的企业比重为56.9%，虽高于行业平均值，但是较采矿业和信息传输、软件和信息技术服务业还有较大差距，且占全市制造业比重最大的滨海新区的制造业企业开展创新企业的比重不高，可以看出，天津制造业创新能力和水平的不足，外加支持力度达不到工业4.0要求，目前天津制造业企业大部分还处于工业3.0甚至2.0的阶段，这在很大程度上对工业互联网平台的发展造成了制约。而且天津制造业和工业互联网企业跨界合作和融合发展程度并不理想，一方面原因是同时精通制造业和新一代信息技术的人才数量较少，另一方面是由于制造业和工业互联网产业的发展还处于相对独立状态，目前为止天津仅有50家左右的工业企业与电信运营企业达成初步合作意向，还未实现深度合作，但随着5G技术的应用与普及，工业互联网会逐渐应用在制造业的生产经营过程中并与之进行深度融合发展。

三、工业互联网赋能天津制造业高质量发展路径

制造业的高质量发展需要高质量的产品设计、制造过程和资源作为依托，这同时也是制造业最基本的三种要素，高质量的产品设计离不开算法和数据，高质量的制造过程需要高质量的机器设备和工艺设计，高质量的制造资源需要高质量的原材料，工业互联网作为一种新型生产要素加入到制造业高质量发展的过程中，跨时空、跨地区、跨厂房联接工业设备，实时管控大范围分布的机器设备和企业供应链，更加全面准确地进行数据采集、分析和处理，通过工业互联网云平台将共享的数据用于产品模型、业务模型和市场预测，使制造业企业的人、机、物做到互联互通，使制造业过程成一个闭环，在更大的范围内优化制造业的资源配置，最终促进制造业的优化发展。本文认为工业互联网主要以促进制造业高端化、智能化和绿色化三方面为路径推动天津制造业的高质量发展。

（一）工业互联网推动天津制造业向高端化制造模式转型

天津制造业处在全球价值链的中低端地位，主要由于低端制造业产能过剩且高端制造供给不足所致，推动制造业高端化发展是天津制造业向高质量发展的重要途径之一。工业互联网通过以下两个方面推动制造业向高端化制造模式转型：一是工业互联网带动制造业生产装备高端化。制造业企业通过广泛应用工业互联网体系，在制造业生产装备上安装传感器，让整个生产流程“上云”，将生产装备的加工及运行数据连接上传至工业互联网云平台，平台收集到数据后进行整合、建模处理分析和优化，再反馈给企业，整个过程高效且透明，有助于提升制造业生产装备运行的效率和质量；二是工业互联网带动制造业产品高端化。2015年天津飞鸽自行车和互联网企业合作推出一款“超级自行车”，作为一种综合运用互联网和制造业的产品，该智能自行车在当时拥有较高的销量，可见互联网可以推动制造业产品的高端化。现阶段，随着工业互联网的发展，工业互联网和制造业会碰撞出更多的创新点，推动产品高端化的效果也会更加明显。制造业企业运用工业互联网，可以通过5G、大数据和云计算等技术在工业互联网云平台上收集智能产品的相关数据信息加以整合与利用，提升产品的附加值，从价值链低附加值环节走向高附加值环节，实现制造产品高端化转型。产品的高端化发展有助于品牌的高端化发展，提升制造业自身竞争力，促使制造业整体迈向高端化进程，进而实现天津制造业高质量发展。

（二）工业互联网推动天津制造业向智能化制造转型

智能化发展为制造业高质量发展提供了契机，为实现天津经济高质量发展，进行智能化转型、走向智能工厂是必然。而在当下，新一轮信息技术革命席卷而来，工业互联网的快速发展为天津制造业走向智能化，进而打造智能工厂提供了支持。智能制造的实质是信息技术与制造业深度融合而成的一种生产方式，工业互联网作为信息技术与制造业融合发展的产物，在推动制造业智能化转型过程中发挥着重要作用。工业互联网与制造业协同发展，智能技术与制造业深度融合，随着工业互联网云平台的广泛运用，使得制造业生产要素更为有效配置，更加自由流动，使制造业生产效率不断提高。工业互联网与制造业的融合发展会激发制造业企业的创新潜能，推动生产制造的智能化，使制造业组织管理更加柔性化，生产服务更加个性化，形成要素资源共享和高效运作的制造业工业互联网体系，加快天津制造业向高质量发展。

（三）工业互联网推动天津制造业向绿色制造转型，走可持续发展道路

在京津冀协同发展的国家战略背景下，不仅要追求经济的协同发展，更要意识到经济快速发展带来的负外部效应，尤其制造业一度非环境友好型的运营模式，天津在未重视发展循环经济的过程中对生态环境造成了一定程度的破环，“十四五”规划期间，加快新旧动能转换，制造业绿色发展也是制造业高质量发展的必然要求。制造业由能源使用粗犷型转变为能源节约型，要大力推进制造业的绿色转型发展，而要实现绿色转型发展，相关的科技能力必须要跟上。现阶段，工业互联网的发展，新一代信息技术为制造业绿色转型发展赋予了智能化的同时也赋予了绿色化的新特征，工业互联网和制造业融合发展的过程不断促进制造业的绿色发展，提高绿色制造的效率和经济效益，先建立制造业绿色发展实验平台，再进一步完善相关的技术支撑体系。

在绿色研发设计过程，首先，利用工业互联网的云计算技术，为绿色研发设计提供模拟环境和远程计算的技术支持，降低制造业企业绿色转型的成本，然后通过工业互联网云平台的专业软件工程，对企业的绿色研发环节进行优化，最后通过云平台实现产品绿色化供给与需求的匹配并精准对接；在绿色生产流程中，帮助制造业企业通过远程控制和精准预测等手段更高效地完成制造环节的节能减排；另外在资源回收利用过程中，工业互联网可以帮助制造业企业进行对产品的追溯管理和资源整合共享，提高产品回收利用率，实现循环经济，走可持续发展道路。

四、工业互联网赋能天津制造业高质量发展的对策建议

（一）鼓励天津制造业和工业互联网联合发展

在工业互联网赋能制造业高质量发展的过程中，要强化天津制造业企业的业务水平，鼓励两产业联合发展，加强与阿里、航天科工、华为等知名工业互联网企业、科研院所合作。企业是推动制造业和工业互联网联合发展的主体，要注重企业的主体地位和作用，从企业内部入手进行两产业的深度联合发展。

另外，制造业企业和工业互联网企业可以通过股份联盟或者契约式联盟的方式实现多元发展。近几年，上汽和阿里携手打造互联网汽车；宝马和百度联合研发自动化驾驶技术；东风和华为合作研究智能汽车等行为，都是制造业和互联网企业合作发展并取得一定成果的案例，这一系列的发展战略，超越了以往纵向或者横向一体化，使得制造业和工业互联网企业资源共享、优势互补，并在此基础上结成合作伙伴关系，用“会说话的数据”促进制造业智能化生产。

（二）加速工业互联网渗入制造业产业链的各个环节

制造业高质量发展的法宝之一就是智能制造，智能制造的核心是实现信息技术和物理实体的结合，工业互联网信息系统的作用就是把物理实体设备连接到互联网上，让制造业生产链中的各个环节具有计算、通信、精准控制、远程协调和自我管理的功能，实现虚拟信息网络与现实物理世界的融合。

通过工业互联网渗入制造业产业链的各个环节，每个流程的物理设备都连接上工业互联网，如条形码、二维码、工业传感器、处理器、ERP等技术应用在制造业的各流程中。另外，可以在制造业生产线上加装传感器，用来收集温度、压力、动能等数据，一起传送到工业互联网平台上，实现数据的公开共享透明。这些数据还可以被用来分析消费者的使用行为，按照个性化需求控制和使用智能化产品，以便为消费者提供更好更便捷的使用体验和售后服务解除价值链中的“低端锁定”问题，真正做到向高质量发展。

（三）加速“产、学、研”融合，培养既懂工业互联网又懂制造的高端人才

天津工业互联网和制造业未深度融合且创新力不足的重要原因之一就是人才的缺乏，针对这一现状，要充分利用天津诸多院校及科研所，将其对接制造业和工业互联网的龙头企业，共同构建产业学院和产学研实践基地，以工业互联网企业和制造业企业的产业需求为导向，鼓励工业互联网平台企业引进经验丰富的制造业技术型人才，促进数据人才和技术人才的多元化发展，着力解决关键技术问题，为企业输送高质量人才，提高企业的创新能力。