工信部信软司李颖:全球工业互联网发展实践及启示

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人类社会经历了农业革命、工业革命,正在经历信息革命。互联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术与经济社会各领域的全面深度集成,正在催生以线上线下一体、信息与物理融合为特征的新产品新模式新业态,推动全球产业数字化、网络化、智能化变革,为世界经济打造新动能、开辟新道路、拓展新边界。国际金融危机发生以来,发达国家高度重视虚拟经济和实体经济的协调发展,纷纷实施“再工业化”战略,重塑制造业竞争新优势。一些发展中国家也在加快谋划和布局,积极参与全球产业再分工。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,日益成为新工业革命的关键支撑,对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性影响。

李广乾  

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一、发展工业互联网是各国面向未来的共同选择

  

近年来,世界经济陷入低迷,全球增长动能不足,传统增长引擎对经济的拉动作用减弱,但新的经济增长点尚未形成。要打造富有活力的新增长模式,挖掘各国和世界经济增长新动力,必须变革传统的增长方式,在创新中寻找出路。工业互联网一头连着制造,一头连着网络,既通过技术创新促进了生产力的发展,又通过模式创新丰富和重塑了生产关系,成为各国争相投入、不容有失的共同选择。

   李广乾,国务院发展研究中心

一是工业互联网是新工业革命的关键基础设施。工业互联网本质上是基于云平台的制造业数字化、网络化、智能化基础设施,为企业提供了跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的全面互联互通平台,使企业可以在全局层面对设计、生产、管理、服务等制造活动进行优化,为企业的技术创新和组织管理变革提供了基本依托。同时,企业通过工业互联网平台,获得了在更大范围内打破物理和组织边界的能力,便于打通企业内部、供应链上下游、供应链之间的数据孤岛,实现资源有效协同,形成无边界组织,实现价值创造从传统价值链向价值网络拓展。

  

二是工业互联网成为制造业转型升级的现实路径。工业互联网是新一代信息技术与现代工业技术深度融合的产物,是一套涵盖数字化、网络化、智能化等通用目的技术的综合技术体系。工业互联网的本质是通过构建精准、实时、高效的数据采集互联体系,实现工业经济全要素、全产业链、全价值链的资源优化配置,提高全要素生产率,推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革。一方面,工业互联网可挖掘传统制造业发展潜力,通过引入新技术、新管理、新模式,为制造业插上互联网的翅膀、注入信息化的基因,加快传统制造业转型升级步伐。另一方面,工业互联网加速先进制造业发展步伐,催生了智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化衍生、数字化管理等新型制造模式,推动制造业开启智能化进程。

   编者按:

三是工业互联网有助于各国获得竞争新优势。基于平台的赢者通吃竞争模式正在加速从消费领域向制造领域演进,谁能在工业互联网的竞争中占得先机,谁就能够把握住未来的主动权,重构制造业研发模式、生产方式和组织形态,以工业互联网为核心的生态之争正成为主要国家竞争的新焦点。美国工业互联网联盟、德国工业4.0平台组建的主要目的在于,通过整合产学研用各方资源突破核心技术、开展测试验证、制定行业标准和推广解决方案,打造制造业新生态,不断强化制造业竞争优势和垄断地位。

   2017年全国两会期间,全国人大代表、海尔集团总裁周云杰发表看法,认为“工业互联网平台一定会成为第四次工业革命的核心”。周云杰总裁联合其他工业企业的代表共同提交议案,希望从政策和法律的顶层设计切入,全方位地支持工业互联网平台的建设。相信不久会有不少国内大型企业加入到工业互联网平台的竞争中来。

在全球新一轮科技革命和产业变革中,信息技术与各行业各领域的融合发展具有广阔前景和无限潜力,已成为不可阻挡的时代潮流。除了德国的“工业4.0”、美国的“先进制造业国家战略计划”、日本的“机器人新战略”等国家级战略外,英国、法国、韩国、印度、俄罗斯等众多国家也推出了一系列战略,虽然名称各异、侧重点不同,但是推动新一代信息技术和制造业的深度融合,大力加快制造业的数字化、网络化、平台化、智能化转型则是这些战略的共同核心,各国都期望通过技术革命减少对人的依赖,更好发挥人的价值,实现各自国家向高质量、高效率、绿色高端方向发展。

   2017年3月10日,《中国经济周刊》刊发了对周云杰的采访报道。从报道内容来看,周云杰有关工业互联网平台的理解、观点以及政策建议,与国务院发展研究中心研究员李广乾博士发表在2016年11月28日的《人民邮电报社》上的“尽早启动国家工业互联网平台项目”一文如出一辙。征得李广乾博士的许可,刊发本文,以鄕读者。

二、各国发展工业互联网的主要历程和做法

  

在上一轮全球化发展热潮中,美、德、日为首的发达国家纷纷实施“去工业化”战略,将价值链中附加值较低的加工、组装等环节转移到低成本国家和地区,在本国主要聚焦研发、关键零部件生产及品牌营销等高附加值环节,通过全球资源的整合分工实现最大收益。但随着全球竞争和分工的形势变化,尤其是国际金融危机的发生,使发达国家重新意识到制造业的重要性,急需在新兴国家不断成长和数字化转型需求高涨的情况下寻找新出路,建立新优势。这种战略转向需求与各国的产业实际相结合,形成了各具特色的不同发展路径。

  

美国工业互联网发展持续领跑全球

  
随着美国通用电气公司(GE)和德国西门子公司近期相继推出自己的工业互联网(或工业4.0)平台,全球工业制造业由此迎来平台竞争时代。这个转变将具有划时代的意义,不仅将从根本上颠覆人类工业制造业发展模式,也将深刻地改变未来国际产业分工与国际贸易竞争格局。

自2014年美国GE、IBM、Cisco等龙头企业主导的工业互联网联盟成立以来,美国政府及联盟组织成员动向一度成为全球工业互联网发展的风向标。在推进策略上美国更加注重以创新为驱动,发挥互联网、信息通信、软件等优势,利用信息技术“自上而下”重塑制造业。

  

一是政府大力实施再工业化战略。2008年国际金融危机之后,美国意识到“去工业化”所带来的“产业空心化”问题,将重振制造业作为长远发展的重要战略,密集而持续地出台了一系列政策措施。美国政府组织实施了“先进制造业伙伴计划”,构建“国家制造业创新网络”,重点突破信息物理系统、先进传感与控制、大数据分析、可信网络、高性能计算、信息安全等工业互联网关键技术,为工业互联网的发展和应用提供有力支撑。通过这些措施,意在通过生产关系、生产方式以及技术革新,使工业重新焕发强大生命力和竞争力,并通过新一轮技术革命的成果引领和改造其他产业,推动产业优化升级,加速第四次工业革命进程。

  
工业互联网平台为我国工业制造业实现弯道超车提供了难得的历史机遇。然而,由于美国、德国的先发优势,我国发展自主工业互联网平台的前景相当严峻。当前要奋起直追,将其置于我国“制造强国”战略的核心地位,在国际工业互联网平台竞争中尽快占据有利地位。

二是领军企业引领美国工业互联网发展。GE作为美国传统制造业的巨头,率先意识到数字化转型的重要性,于2013年推出Predix工业互联网平台,大力推动工业互联网发展。随后GE投入大量资源以Predix为核心成立新的业务部门GE
Digital,将其作为GE战略的关键部分。GE还与微软、思科、IBM等巨头建立合作关系,共同推动工业互联网发展,强化平台服务能力。2018年12月GE正式宣布将向私募基金公司银湖出售部分GE
Digital业务,并将投入12亿美元成立新的工业互联网公司,独立运营Predix平台及相关数字化业务,在工业互联网发展道路上进行新一轮的尝试。此外,美国参数技术公司凭借ThingWorx
平台被多家研究公司评为2018
年全球工业互联网市场技术领导者,已成为全球应用最为广泛的工业互联网平台企业。

  

三是优秀初创企业获得资本青睐。2014年成立的Uptake
公司在短短4年间获取超过2.5亿美元融资,市场估值高达23亿美元。提供边缘智能软件的FogHorn公司目前累计融资4750
万美元,仅2017年B轮融资就获取3000万美元。独角兽企业C3IoT基于工业互联网平台开发了一系列工业APP,目前接入设备数已超过7000万,四轮累计融资1.1亿美元,估值达14亿美元。

   一、工业互联网平台的深远影响

四是积极打造工业互联网发展生态。2014年3月,GE、AT&T、Cisco、IBM、Intel等5家企业联合成立工业互联网联盟,推动工业互联网技术标准化和试点应用,打造工业互联网生态体系。2015年IIC发布工业互联网参考架构,系统性界定工业互联网架构体系。2016年3月,工业互联网联盟和“工业4.0”平台代表在瑞士苏黎世探讨分别推出的工业4.0参考架构模型和工业互联网参考架构的潜在一致性。截至目前,美国工业互联网联盟已有来自全球33个国家的260
余家成员单位,致力于开展测试验证、标准制定、国际合作等工业互联网生态建设。

  

澳门威斯尼斯全部网址,德国工业互联网建设步伐不断加快

   1、新一代信息技术为工业互联网平台建设奠定现实基础

德国制造业装备领先全球,为应对新一轮科技和产业革命带来的挑战,德国更加注重发挥自身在制造装备、自动化系统、工艺流程等方面优势,利用互联网等信息技术“自下而上”改造制造业,提出工业4.0战略,其本质也是通过连接打通生产机器构成的“真实”世界和互联网构成的“虚拟”世界,基于工业互联网重塑新型生产制造服务体系,提高资源配置效率。

  

一是政府出台一系列战略部署。在德国国家工程院、弗劳恩霍夫协会等研究机构的推动下,德国政府将工业4.0上升为国家战略,试图通过信息网络与工业生产系统的充分融合,打造数字工厂,实现价值链上企业间的横向集成,网络化制造系统的纵向集成以及端对端的工程数字化集成,强调机器与互联网的相互连接以改变当前的工业生产与服务模式。2019年德国进一步提出“国家工业战略2030”发展战略,并将中美两国在“平台经济互联网公司全球独揽”作为德国工业发展的挑战之一,意在通过加大政府政策的附加力量,巩固新形成的相对优势。从德国系列战略部署来看,其目的是进一步打造工业生产全要素、全价值链、全产业链全面连接的生产制造服务体系。

  
以物联网、云计算、大数据和移动互联网等为代表的新一代信息技术有效地克服了传统信息技术的局限性:一方面,物联网极大地拓展了数字化信息化的应用管理范畴,将机械设备、仪器仪表以及产品生产制造流程的各个过程,都接入信息管理系统并实现远程智能控制;另一方面,云计算、大数据和移动互联网技术等,使得企业信息系统建设成本更低、效益更高、运行速度更快、覆盖面更广。这些技术进步为工业制造业全面系统的数字化、信息化、智能化建设提供了基础条件,工业互联网平台建设也就水到渠成。

二是领先企业积极推动工业互联网布局。西门子数字化业务年收入高达140亿欧元,在其刚刚发布的《愿景2020+》战略中将“数字化工业”作为未来三大运营方向之一,并启动“火箭俱乐部”全球初创企业计划,推出MindSphere平台3.0版本,联合库卡、Festo、艾森曼集团等18
家合作伙伴公司共同创建“MindSphereWorld”,打造围绕MindSphere
平台的生态系统,并扩展其全球影响力。西门子近期还收购了低代码技术公司Mendix,大幅降低应用开发门槛,将会使基于平台的工业APP开发效率大幅提升。SAP将在HANA平台基础上构建涵盖边缘计算、大数据处理与应用开发功能的Leonardo平台。

  

其他国家和地区紧跟推出发展战略

  
近年来,一些国家加紧开展工业互联网平台建设相关的理论研究、工程实验甚至是项目建设。这些工作包括三个方面:以信息物理系统为主要内容的理论研究,以“智慧工厂”、“未来工厂”为代表的关键技术环节的试点试验,以参考架构模型为主要内容的工业互联网平台的体系化构建。这些研究、试验与项目建设,为全面推广工业互联网平台奠定了基础。

其他国家和地区结合本国制造业发展现状及优势,也纷纷出台工业互联网发展战略。

  

一是各国打造本土工业互联网体系。英国出台制造2050,法国制定“新工业法国”战略,紧跟全球工业互联网发展动向,加大对本国工业互联网技术突破、产业布局、金融服务的支持力度。日本提出了“互联工业”战略,试图将人、设备、系统、技术等相互连接起来,以创造新的附加值和解决相关的社会问题。韩国将机器人、人工智能、自动驾驶和3D打印确立为智能制造产业发展的主攻方向。

   2、工业互联网平台的基本内涵

二是国际合作与交流日趋紧密。2019年初工业互联网联盟与澳大利亚物联网联盟达成协议,共同协调工业互联网发展,帮助改善数字经济。2018年,印度尼西亚与新加坡实施第四次工业革命缔结合作,支持印尼工业4.0振兴食品和饮料、纺织品和服装、汽车、化工产品等五个领域。此外,印度的印孚瑟斯、塔塔等几大软件企业与美、德、日等多国制造企业广泛合作,深度参与工业互联网联盟等国际组织。

  

纵观全球各主要国家的工业互联网实践,基本形成了一条“政府引导、市场主导、企业主体、联盟支撑”的发展道路,在技术攻关、产业布局、资本服务等方面,加大产学研用合作力度,形成合力共同推动工业互联网创新发展。

  
当前人们对于“工业互联网平台”尚缺乏一个清晰完整的定义。人们通常从某个方面的属性去界定“工业互联网平台”,如GE将其工业互联网平台Predix称为“制造业云操作系统”。实际上,所谓工业互联网平台,是一种新兴制造业生态系统,在这种生态系统中,众多行业及众多企业的研发设计、生产制造、产品流通与售后服务等产品生产过程,在实现数字化、信息化和智能化的基础上,都被迁移到云数据中心,并通过一个统一的云操作平台实现远程智能制造。

三、对我国工业互联网发展启示

  

建设发展工业互联网是顺应新工业革命演进的历史趋势,是大势所趋。但新生事物的推进没有坦途,世界各国在工业互联网发展的推进过程中,进行了有益的探索,也暴露出一定的问题。对我国而言,要充分把握当前工业互联网建设的重要机遇期,充分吸收国外发展的经验教训,结合我国自身制造业基础和产业结构,打造中国工业互联网平台体系。

  
与电子商务平台、社交媒体平台不同,工业制造业实现平台化所需技术更加复杂、门槛更高、竞争也更加激烈,因此,直到以物联网、云计算、大数据、移动互联网等为代表的新一代信息技术日益成熟并大量应用到工业生产过程之后,工业互联网平台才开始出现。

一是要以平台为中心,辐射带动工业互联网全链条发展。从国外领先工业互联网企业实践看,德国工业4.0战略以及美国工业互联网都提出了打造一个平台的重要实践,工业互联网发展的核心载体是工业互联网平台,一方面平台聚集了整个工业生产制造各个环节的要素信息,掌握住平台就掌握了主动权,另一方面通过平台的建设迭代能够牵引数据采集、网络接入、安全防护、应用开发等各产业链条协同发展,带动提升平台供给能力。

  

二是要以应用为先导,循序渐进打造多层次平台体系。发展工业互联网平台不是单纯的建几个平台,而是要从应用场景出发,找到真实工业场景的现实瓶颈问题,自下而上形成实际可操作、可复制的一系列系统解决方案,并以工业APP、工业微服务等形式逐渐沉淀到工业互联网平台上,由单点应用到多点推广,由特定行业、特定区域推及至跨行业跨领域,建立起涵盖生产全流程、全环节的一系列平台解决方案,形成多层次平台发展体系。

   3、工业互联网平台将成为第三次工业革命的核心

三是要以合作为基础,积极构建开放共享的协同生态。工业互联网需要高额持续的投入和长时间的积累,从GE最近工业互联网业务短期内经历了从“出售”到“剥离”的波折,以及德国及时调整战略出台《国家工业战略2030》加大政府支持力度来看,工业互联网发展不仅需要龙头企业引领,更加需要政府、企业、联盟、科研院所等多方力量协同,科技、产业、金融等各领域融通。这样充分印证了我国始终坚持“产学研用政”相结合,着力打通科技创新、产业发展、金融服务生态链的工业互联网发展模式的正确性,进一步打造更具活力的生态体系,推动工业互联网应用落地。

  

(作者:工业和信息化部信息化和软件服务业司巡视员)

  
早在2012年,随着英国《经济学人》杂志发表《第三次工业革命:制造业与创新》的专题报道以及美国学者杰里米·里夫金《第三次工业革命——新经济模式如何改变世界》一书在中国的出版,“第三次工业革命”成为一个热门话题,国内外专家学者为此展开了广泛的研究和讨论。但是,由于当时工业互联网平台尚未出现,人们还无法认识和理解工业互联网平台的内涵、属性、作用和影响,实际上也就无法真正地把握第三次工业革命(以及工业4.0)的深刻内涵。

  

   与现在的工业制造业相比,工业互联网平台具有以下三个重要特点:

  

  
——超越标准。知识产权和技术标准仍然是当前工业竞争的核心,工业互联网平台则在此基础上构建更加宏大的制造业生态系统,试图将各行各业的技术和标准裹挟到一个统一的平台之上。

  

  
——超越产业分工。平台化使得传统的产业价值链发生重大变化。通过数字化、信息化、智能化,工业互联网平台得以整合所有工业企业的各个制造环节,并通过大数据技术监控平台上各企业的产品生产及其生产要素与市场动态。因此,平台不仅是产品生产企业进行技术交流与实现远程智能制造的操作界面,而且是上下游企业之间、企业与用户之间进行分工协作、产品交易、服务保障的虚拟市场。

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