数据驱动背景下的工业互联网平台生态化发展

徐柳怡

[摘    要] 工业互联网平台是新一代数字技术与现代工业深度融合的产物，基于工业互联网平台数据驱动的价值网络正在成为推动制造业转型升级的新引擎。从工业互联网平台的发展趋势来看，主要呈现四大特点，即工业互联网平台加速赋能全球制造业、新技术与新理念的融合进一步深化、数字经济巨头和特色工业互联网平台将成为行业主导、生态培育成为工业互联网平台竞争焦点。近年来，作为中部地区唯一的工业互联网标识解析国家顶级节点，武汉工业互联网平台发展呈现出融合应用与创新活跃、平台体系逐步完善的良好局面，但同时也面临平台创新支撑能力有限、企业“上平台用平台”规模效益待提升、区域工业互联网平台生态体系建设待完善等问题和痛点。实现武汉工业互联网平台高质量发展，首先，要以技术为核心，在加强工业互联网平台关键共性技术研发及应用的同时，提升工业互联网平台创新支撑能力，推动工业互联网平台创新载体建设；其次，要以融合为抓手，完善平台发展的组织体系，尤其要壮大本地平台中枢体系，加强大中小企业融通发展，并培育平台应用复合型人才；最后，要以制度为保障，加强工业互联网产业生态布局，完善平台发展标识体系的建设及推广应用，构建平台发展的健康生态。

[关键词] 工业互联网平台；数字技术；武汉经验；数据价值变现；制造业转型；产业升级

[中图分类号] F426.6;F49  [文献标识码] A  [文章编号] 1002-8129（2024）01-0086-11

工业互联网平台是工业互联网的核心与中枢，相当于工业互联网的“操作系统”，其本质是通过人、机、物的全面互联，构建数据化商业生态系统，促进产业链各环节的资源整合与协同发展，推动形成全新的工业生产制造和数智化服务体系[1]。随着新一代信息技术与制造业深度融合，工业互联网平台助力制造业转型升级日益成为全球共识。在顶层设计上，我国陆续出台了一系列围绕工业互联网网络、平台、安全三大功能体系的政策，从2017年国务院出台《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，到工信部于2020年发布《关于推动工业互联网加快发展的通知》以及2021年出台实施《工业互联网创新发展行动计划（2021—2023年）》，试图以制度创新来推动产业和各类企业大力发展工业互联网或深化工业互联网平台应用[2]。在微观基础上，以西门子MindSphere、海尔COSMOPlat、阿里supET、华为FusionPlant等为代表的工业互联网平台快速发展，且已显现出重大应用价值，正在进一步推动平台生态重构。

近年来，武汉工业互联网平台建设量质并进，促进行业转型升级效果显著，特别是在后疫情时代以工业互联网平台为载体的新型工业模式已成为区域生产和经济复苏的发力点。但在建设过程中，也暴露出一些亟待解决的问题，需要进一步完善相关体制和政策环境，推动工业互联网平台在更广范围、更深程度、更高水平上融合创新[3]，为武汉市经济高质量发展注入新动能。

一、工业互联网平台：数字技术驱动的工业新生态

基于工业互联网平台的产业生态系统以集成创新为主要模式，将工业企业、互联网企业、第三方开发者、信息技术企业等主体在云端集聚，整合大数据、云计算、工业科学等生态资源，形成海量开放平台与工业用户之间相互促进、双向迭代的生态体系[4]，围绕专业化深耕、跨界合作、技术创新应用等方面，为产业数字化转型提供动力支撑（见图1）。

（一）基于TOE框架的工业互联网平台建设机制分析

“技术—组织—生态”模型（Technology-Organization-Environment，TOE）由Tornatzky和Fleisher兩位学者于1990年首次提出，主要用于研究多层次技术应用场景对技术实现效果的作用机理，该理论认为企业对技术、组织、生态三个逻辑层面的感知是新技术应用与创新的关键因素。工业互联网平台建设是对5G、人工智能、区块链等新技术综合采纳与创新的过程，因此作为创新扩散理论的衍生和发展，TOE框架为研究工业互联网平台价值实现提供了一个很好的理论视角[5]。

1. 工业互联网平台建设的技术层面。从工业互联网平台的承载主体来看，首先要考虑数字基础设施的可获得性及配置效率。同时，技术因素的很多特征如兼容性、开放性、复杂性都会影响工业互联网平台的采纳和扩散[6]。此外，具有多元化技术优势的平台能够极大促进企业知识与技术的重新组合，从而优化供应链和价值链。

2. 工业互联网平台建设的组织层面。由于技术资源隶属于不同主体，各种投入较大的主体在提供平台资源时，保障各成员利益成为平台协同创新的关键影响因素。因此，组织特征和组织体系也决定了组织在使用先进、复杂技术时的意愿。在工业互联网平台赋能企业数字化转型时，组织结构、组织规模、管理体制和人才体系等都是需要考虑的组织因素[7]。

3. 工业互联网平台建设的生态层面。工业互联网平台建设是复杂又漫长的系统工程，其利用效果会受到外在生态环境的影响，市场环境、社会环境和政策法规环境等均是影响组织采用平台的外部因素。平台需要建立完善的投入、共享和利益均衡体系，通过促进跨行业、跨区域平台之间的良性互动，实现工业互联网平台赋能产业集群数字化转型[8]。

（二）工业互联网平台的演进路径

工业互联网平台的大规模应用，将带来全社会制造资源的网络化动态配置，使制造资源由封闭走向开放，加快构建数据驱动型的制造业创新生态体系。当前，我国工业互联网平台尚处于初级发展阶段，其建设与应用发展涉及众多建设主体，是一项典型的复杂系统工程。在平台发展演进过程中，从探索到完善、从混乱到有序，需要一个动态优化、迭代演进的过程[9]。各类工业互联网平台应基于自身优势和发展目标，在基础设施建设、核心功能建设、平台应用发展、开放生态构建等方面，按照如图2所示的成熟度演进路径持续开展平台能力建设。

（三）工业互联网平台的发展趋势

1. 工业互联网平台加速赋能全球制造业。历经10年的培育和发展，全球范围内工业互联网平台发展前景广阔且日益成熟化，目前工业互联网平台是全球第一大细分平台类型。尽管在商业模式、盈利路径、安全治理等方面存在一些问题和挑战，但并不影响国际巨头加速布局工业互联网平台。数据显示，2021年国外工业互联网平台领域的年收入规模已经超过100亿美元[10]。可以预见，当前全球工业互联网平台正处于格局创立的关键期和规模化扩张的窗口期。根据国外资讯公司IoT Analytics公布的数据显示，全球工业互联网平台市场规模快速上涨，复合年增长率将达32%。当前，我国具有影响力的工业互联网平台超过150家，已在30多个重点行业得到了深度应用（见图3），工业企业上云用数赋能指数为63.41，企业上云上平台态势明显（见图4），数据驱动生产方式初步形成，平台赋能效应不断凸显。

2. 新技术、新理念的融合进一步深化。工业互联网平台的核心能力蕴含于工业知识与新技术的深度融合应用，不强调技术本身的先进性，而强调对于生产力的综合赋能效应。近年来，各企业正积极探索面向设计仿真、生产控制、质量监测、供应链协同等不同工业场景中新技术与工业互联网平台的深度融合，拓展了平台发展空间，为打造产业生态提供基础保障。随着机器学习、语言识别、智能合约、防伪溯源、边缘计算、量子计算等技术的升级迭代，工业互联网的融合与创新将进一步升级，交叉融合了多学科、多技术、多理念的新型工业互联网解决方案将成为各行各业数字化转型升级的重要基石。例如，依托工业互联网平台，通过构建数字孪生驱动的孪生车间，将实体车间向虚拟车间一一映射，实现一体化企业数字运营管控模式，从而提高工厂的运转效率与安全性。

3. 数字经济巨头和特色工业互联网平台将成为行业主导。数字化、网络化、智能化是工业互联网的核心，数字经济巨头在云计算、大数据、人工智能等底层技术方面优势显著，其主导的工业互联网平台将继续成为产业数字化升级过程中的主导力量。在具体行业和场景中，资深企业和专家对特定行业和场景的认知和理解更为深入，其打造的特色工业互联网平台，将成为特定行业和场景中产业数字化转型的主导力量。近年来，为构筑面向未来的产业竞争新优势，国际工业巨头和互联网企业相继推出自己的工业互联网平台。2021年巨头平台市场集中度由44%提升至67%，整个工业互联网平台市场的形态和结构正在发生变化。按照平台建设运营的主体划分，主要分为以下四种类型（见表1）[11]。

4. 生态培育成为工业互联网平台竞争焦点。企业依托工业互联网平台整合研发资源、供应商资源、用户资源，实现供应链数据的横向集成和纵向集成，从原来只提供单一产品或场景，加速向提供柔性制造、供应链金融、数字工厂等全场景生态解决方案转变，带动产业链上下游价值增值。目前全球领先的工业互联网平台均在加速构建自身的新型能力体系，以大规模应用牵引形成开放价值生态。如GE Predix平台注重开放合作和协同创新，汇聚超过33000位软件开发者和300个合作伙伴，共同形成以平台为核心的制造业新生态；西门子MindSphere平台与埃森哲、SAP、微软和Evosoft等合作伙伴在工业App和微服务等方面开展深入合作，目前已实现约100万台设备和系统的互联互通[12]。

二、国内外基于工业互联网平台的价值创造新生态

工业互联网平台具有分布式、开放性、多元化等特点，带来了基于智能制造、工业大数据的商业模式创新，能够吸引全球的开发者、生产者和消费者，从而形成“制造+服务”的价值创造新生态[13]。

（一）西门子MindSphere平台：智能制造和智能服务融合的新商业模式

2016年，西门子推出的MindSphere是全球首个面向工业数据分析的工业互联网平台，也是德国工业4.0平台的典型代表。西门子庞大的工业设备基础和覆盖众多行业的专业知识，为MindSphere带来独特的数据采集和价值挖掘优势，能够有效打破“数据孤岛”。该平台采用基于云的开放物联网架构，为企业提供大数据分析挖掘、工业App开发以及智能应用增值等数字化服务，通过采用“即插即用”的数据接入方式，所有的机器、系统、工厂均可非常容易地与互联网数字平台形成有效对接，实现用户实时获取访问现场数据[14]。进一步地，基于数据衍生的制造模式创新和商业模式创新，有助于数字运营平台构建智能开放的价值运营平台，将企业与企业、企业与消费者之间进行有效匹配，为设备制造商和最终客户实现提升设备可用度、优化能源效率、保障工业信息安全和提高工艺效能这四大核心价值。

与其他工业互联网平台相比，凭借其全球领先的数据采集与分析能力以及友好的开发环境，MindSphere的生态開放性更强。数据采集开发者、应用程序开发人员、系统集成商、渠道合作伙伴、设备制造商等都是这条生态价值链上不可或缺的一部分。在全球范围内，西门子与众多合作伙伴开发出了50余种应用程序，不断推动以MindSphere为平台的生态系统建设。

（二）阿里犀牛智造：云算法定义的在线工厂

以阿里犀牛智造为代表的云端制造模式，体现了软硬解耦从单机走向系统的发展趋势。阿里犀牛智造在过去几年的探索，就是建立一个云原生的数字化解决方案，通过推动单机设备、智能产线、工艺优化、车间管理、经营管理、产品开发等全面云化，实现需求分析、研发设计、工艺优化、排产计划、制造执行、物流管理的云端决策、下发到边缘和工厂执行，实现端到端的供需精准匹配，以及小批量和高频换线。

当前制造业已经从以信息技术驱动的IT时代进化到以数据驱动创新的DT时代，云端制造实现了端到端的全链路优化，犀牛智造基于云构造了一个制造体系，为传统制造业建立了一套云原生的解决方案；实现了需求、设计、研发、供应链的全局优化，以高质量、透明化的长尾特征来满足海量、多元化的市场需求，实现了全生产要素、全产业链、全生命周期的实时、精准、高效，这也是工业互联网、工业4.0、智能制造追求的目标。

（三）格创东智：基于工业互联网平台的产品品质控制解决方案

格创东智成立于2018年，是TCL基于产业愿景而战略孵化的工业互联网平台企业。2019年6月，格创东智发布了首个针对制造业生产现场的工业智能应用平台——“东智平台”，为赋能生产工程师的自助式开发生态提供了有力支撑，目前已实现物联接入、数据分析、应用开发技术融合融通的完整闭环。2022年，东智平台入选工信部遴选的14家“跨行业跨领域工业互联网平台”名单，成为湖北唯一的国家级“双跨”平台[15]。

与美云智数、海尔卡奥斯以及树根互联等同样背靠大集团的平台相比，格创东智并不做底层平台，而是聚焦生产制造领域提供场景化的智能制造解决方案。在品质分析领域，东智平台通过对生产过程中的质量影响因子进行识别，实时自动预测产品性能特征值，达到全面监控产品质量、提高工厂良率、缩短生产周期等目的。首先，格创东智从泛半导体行业孵化而来，具备雄厚的数据采集、数据处理、边缘计算、云边协同能力。其次，以“面向生产现场”和“数据价值变现”为研发方向，平台基于对生产现场的深度理解之上，通过高效挖掘数据价值来解决问题，赋能工业数据价值变现[16]。最后，东智平台2.0已发展成为数据、算力、算法三要素完备的工业智能优化系统，目前平台已沉淀工业模型近3万个、积累工业App超1万个。

三、武汉工业互联网平台的发展现状及主要问题

（一）武汉工业互联网平台发展整体情况

武汉市作为中部唯一的工业互联网标识解析国家顶级节点（武汉），现已接入二级节点23个，标识注册总量超过60亿，并接入了江西、湖南等中部省份的二级节点；2020年～2022年武汉连续成功举办中国“5G+工业互联网”大会，充分发挥了辐射汇聚作用。武汉工业互联网平台发展呈现出融合应用创新活跃、平台体系逐步完善的良好局面，主要体现在以下方面：

1. 协同创新突破关键共性技术。武汉拥有超过220个国家级创新平台，其中国家信息光电子创新中心的超高速硅光芯片国际领先。国家数字化设计与制造创新中心研发了全球首台集“测量—操作—加工”于一体的机器人智能加工装备。在半导体三维集成等领域也相继布局了6个省级制造业创新中心。

2. 建设工业互联网平台体系。15个国家级双跨平台中有9个在武汉设立分支机构。面向光电子、汽车、装备等重点行业积极培育工业互联网平台13个，例如东风汽车依托东风云建设汽车行业工业互联网平台，联想数据智能依托联想武汉Leap工业互联网平台，格创东智依托华星光电建设泛半导体行业工业互联网平台等。2021年烽火通信一批项目入选工信部工业互联网平台创新领航应用（见表2），其中长飞“5G+全光网络”工业互联网平台带动设备效率提高20%，产品不良率降低10%。

3. 打造工业互联网公共服务平台。建设国家服务平台，落地建设信通院中部基地、国家工业互联网研究院湖北分院、国家工业大数据中心湖北分中心，依托中信科建成了国家级“5G+工业互联网”公共服务平台，支持E-works成为全国智能制造联盟牵头单位之一。建设全市统一的“武汉云”为企业提供上云服务，与华为、腾讯等达成云服务合作协议，目前武汉市上云企业超过7万家。

4. 深化工业互联网平台行业应用。推行企业智能化改造全覆盖，每年投入超过10亿元专项资金，对全部规上企业实现智能化诊断；推进传统产业转型升级，推动武汉市765家企业实施数字化生产线改造。2021年，富士康（武汉）获评“全球灯塔工厂”，通过大规模引入先进分析和柔性自动化技术，劳动生产率提高86%，质量损失减少38%，交货周期缩短至48小时。

（二）面临的主要问题

在巨大的制造业体量和资源背景下，武汉工业互联网平台的技术和业务准备度日趋成熟，但与国内外工业互联网标杆企业相比，在规模效益、商业模式、要素支撑等方面尚存在不足。通过实地调研了解到，制造服务业特别是为制造企业提供数字化服务的工业互联网平台在推进过程仍面临诸多问题和困境。

1. 技术层面，平台创新支撑能力有待增强。武汉制造业门类齐全，行业跨度较大，迫切需要借助跨系统、跨行业、跨领域工业互联网平台的支撑，实现工业资源的互联互通和高效配置。当前，武汉工业互联网平台关键技术的本土供给能力不足，尤其是高端工业软件和工业控制系统几乎被国外企业垄断。总体上看，具备跨行业共性技术、方法工具、工业机理模型，能够为企业提供系统解决方案的工业互联网平台存在较大缺口。此外，聚焦本地优势行业可提供个性化服务支撑的平台并不多，特别是不少工业互联网平台因缺乏足够的应用场景进行试验，使用效率偏低，严重影响了平台服务内容和生态的构建。

2. 组织层面，企業“上平台用平台”规模效益亟待提升。随着国家数字化转型的政策不断推进，武汉市各区开展上云上平台的企业持续增多，但因价值创造和投资回报周期较长，企业整体资源云化水平还不高。据了解，80%以上的机器设备没有联网，平台带来的效率提升仍不及产业链原有合作模式。同时，大部分平台与制造业适配度不高，无法形成高价值的商业模式，短期内还难以满足制造业智能化升级的市场需求，需要进一步提升本地平台的示范推广应用和复制效应。此外，随着工业互联网平台的技术研发和业务深化，面临“培养复合型人才难”和“留人难”的窘境，也会导致平台发展迟滞，造成前期投入高额损耗。

3. 生态层面，区域工业互联网平台生态体系建设有待完善。武汉工业互联网平台建设取得初步成效，其枢纽作用的发挥离不开区域合作。从实际看，武汉工业互联网平台集群化优势不足，尚未形成差异化的平台体系。数字时代，制造业与服务业边界日趋模糊，武汉现有的制造业政策在扶持手段、行政审批、监管方式等方面与新兴产业发展需求不匹配。由于协议标准不一、接口不同，目前武汉仍是多种标识解析体系共存，加之缺乏统一的工业互联网公共服务平台和协同服务体系，数据难以在企业或行业之间共享、融合，对进一步实现跨平台协同应用产生了限制。

四、武汉工业互联网平台高质量发展推进策略

建设与推广工业互联网平台是一项周期长、复杂度高、系统性强的工程。在奋力打造数字经济一线城市战略目标的引领下，武汉亟须充分把握工业互联网平台带来的发展机遇，顺应其发展规律和演变趋势，从夯基础、提能力、建生态等方面发力，加速实现工业互联网平台跨越式增长和高质量发展。

（一）以技术为核心，突破平台发展的重要环节

1. 加强工业互联网平台关键共性技术研发及应用。加强PLC（可编程操控器）、DCS（分布式控制系统）等工业控制系统与5G技术的融合创新，发展普适性强、复用率高的基础共性工业App。围绕电子信息、汽车、生物医药等重点领域，组织有实力的工业企业与软件企业“揭榜”开展核心技术协同攻关，加快突破平台关键瓶颈技术。系统推进中试平台建设，打造出基本可用的国产化产品[17]。通过建立基础信息库、模型库和工具库等产品知识库，以便捷灵活的方式为企业提供专业、精准的服务，降低平台技术门槛和应用成本。

2. 提升工业互联网平台创新支撑能力。以工业互联网平台为基础，培育一批熟悉细分行业生产技术工艺设备的工程服务公司和系统解决方案服务商，不断提升解决方案供给能力。在技术和数据安全的前提下，支持工业互联网平台企业开放开发工具包和应用接口，提升平台的应用能力。

3. 推动工业互联网平台创新载体建设。构建多层级创新平台体系，重点引进和建设国家级重点实验室、工程（技术）研究中心、院士工作站、国家企业技术中心等各类研发机构，开展项目合作、技术研发和人才培养。依托中国信科、烽火通信、联想、东风汽车等行业龙头企业，以产业联盟等多元化形式整合创新资源和创新成果，建设一批融入国际化发展的开源社区。

4. 强化网络基础技术支撑。根据武汉市5G网络建设的统一部署和基地建设需求，形成F5G与5G互促互补的双千兆高品质网络连接，支持ICT企业、电信运营商、高校等机构围绕工业场景需求，开展工业5G芯片/模组/网关、IPv6+、TSN、IPv6分段路由等关键技术攻关，推动产品研发与产业化发展。

（二）以融合为抓手，完善平台发展的组织体系

1. 壮大本地平台中枢体系。加快平台在垂直行业落地推广，支持联想物联智能、金山工业云等争创国家工业互联网跨行业、跨领域平台，孵化一批与行业深度契合、示范效应显著的场景化解决方案。针对武汉市“3581”产业体系数字化转型共性需求，推动龙头制造企业、通信运营商、标识解析商等组建联合体，共建行业级工业互联网平臺，带动产业链整体改造升级。协调推进华为武汉云、金山云、浪潮云、阿里云、腾讯云、中国电子云等的落地与发展，积极推动辖区内企业及各类平台对接全国性工业互联网平台。

2. 加强大中小企业融通发展。围绕纺织服装、电子信息、汽车汽配等重点行业，建立工业互联网重点企业库，形成大型企业引领推广、中小企业广泛应用的融通发展格局，带动中小企业数字化水平同步提升。支持大企业打造未来工厂、智能工厂等标杆项目，建立产业链协同创新平台，鼓励其向平台化转型发展。推动中小微企业通过“平台+Apps”“上云上平台”等模式实施数字化升级，在生产制造环节推广“机器换人”，应用低成本、模块化智能模组等实施数字化改造，发展全生产环节自动化、数字化。

3. 培育平台应用复合型人才。发挥武汉“黄鹤英才”计划、东湖新技术开发区“3551”工程、黄陂区“木兰英才”计划等政策作用，加强人才培育，每年专项培养和引进5G、工业互联网专业人才1000名以上。依托平台应用创新推广中心、人才实训基地等载体，开展校企间订单式人才培养合作，建设人才培养、人才认证、人才对接的综合服务体系，有效提升行业数字人才供给能力。

（三）以制度为保障，构建平台发展的健康生态

1. 加强工业互联网产业生态布局。强化区域发展统筹规划，发挥各区自身优势，推动形成优势互补、各具特色、要素集聚的发展格局。支持东湖新技术开发区、黄陂区共同创建国家级工业互联网产业示范基地，努力创建全国一流的工业互联网产业先导区、技术策源地和生态集聚区。强化武汉在工业互联网领域的全国性品牌，鼓励两区举办工业互联网领域高层次国际论坛、会展，打造协作交流展示权威平台，形成创新蓬勃发展的产业生态。选择数字化基础好的产业园区重点布局工业互联网产业资源，谋划一批重大项目，跟踪和协调项目落地各项工作。

2. 完善平台发展标识体系建设及推广应用。强化工业互联网标识解析国家顶级节点的区域数据枢纽功能，加快构建辐射中部的二级节点体系。支持采用主动标识、区块链+标识等技术拓展网络化标识覆盖范围，加快标识解析在光电子信息、汽车、数控等行业的规模化应用，推进建设若干标识解析递归节点，培育形成标识解析产业生态。着力推进长飞、华中数控等领军企业建设一批行业级二级节点，开展典型集成创新或标识融合解决方案应用。

3. 完善工业互联网平台安全保障。政府部门应加强工业互联网平台信息安全立法与管理，研究制定统一的公有云安全标准，保障平台各方合法权益。推动建设工业互联网安全态势感知平台[18]，积极推动东湖新技术开发区、黄陂区重点企业建设主动探测、被动诱捕和企业侧对接等系统，构建“国家—省区市—企业”三级协同的安全保障体系。大力培育平台安全服务商，鼓励开展安全防护、安全监测、安全管理等平台安全产品研发及产业化利用，提升产业链供应链安全水平。

4. 加强产融精准对接。统筹市级财政专项资金，扩大相关领域的政策覆盖面，可通过补贴方式鼓励企业购买平台服务，助力平台快速拓展市场。支持金融机构与平台企业全流程对接合作，深入企业生产经营场景，创新提供多样化金融服务，降低平台融资成本。探索建立工业互联网地方产业基金，为企业发展、并购等提供资金支持。鼓励社会资本参与工业互联网平台建设和运营，充分利用创业板、科创板等政策机制推动工业互联网平台产融结合，形成“生产服务+商业模式+金融服务”数字化生态。

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[17]  北京市经济和信息化局关于印发《北京工业互联网发展行动计划（2021-2023年）》的通知[EB/OL].北京市人民政府网，2021-12-24.http：//www.beijing.gov.cn/zhengce/zhengcefagui/202112/t20211228_2574143.html.

[18]  武汉大学工业互联网研究课题组.“十四五”时期工业互联网高质量发展的战略思考[J].中国软科学，2020，（5）.

[责任编辑：汪智力 朱苗苗]