一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三層內(nèi)涵

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最早由GE公司提出，GE公司CEO杰夫－伊梅爾特(JeffreyR.Immelt)認為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一個由機器、設(shè)備組、設(shè)施和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成的龐大的物理世界，能夠在更深層面與連接能力、大數(shù)據(jù)、數(shù)字分析相結(jié)合。美國將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上升為國家戰(zhàn)略，力圖以互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)優(yōu)勢加強異地協(xié)同制造，以數(shù)據(jù)驅(qū)動制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型，破解制造業(yè)空心化發(fā)展難題。綜合而言，我們認為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以從構(gòu)成要素、核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應用三個層面去認識它的內(nèi)涵。

第一，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是機器、數(shù)據(jù)和人的融合。從構(gòu)成要素角度看，機器、數(shù)據(jù)和人共同構(gòu)成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。工業(yè)生產(chǎn)中，各種機器、設(shè)備組和設(shè)施通過傳感器、嵌入式控制器和應用系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)建形成基于“云-管-端”的新型復雜體系架構(gòu)。隨著生產(chǎn)的推進，數(shù)據(jù)在體系架構(gòu)內(nèi)源源不斷地產(chǎn)生和流動，通過采集、傳輸和分析處理，實現(xiàn)向信息資產(chǎn)的轉(zhuǎn)換和商業(yè)化應用。人既包括企業(yè)內(nèi)部的技術(shù)工人、領(lǐng)導者和遠程協(xié)同的研究人員等，也包括企業(yè)之外的消費者，人員彼此間建立網(wǎng)絡(luò)連接并頻繁交互，完成設(shè)計、操作、維護以及高質(zhì)量的服務(wù)。

第二，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值的技術(shù)集成。從核心技術(shù)角度看，貫徹工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)始終的是大數(shù)據(jù)，從原始的雜亂無章到最有價值的決策信息，經(jīng)歷了產(chǎn)生、收集、傳輸、分析、整合、管理、決策等階段。這其中，就需要集成應用各類技術(shù)和各類軟硬件，完成感知識別、遠近距離通信、數(shù)據(jù)挖掘、分布式處理、智能算法、系統(tǒng)集成、平臺應用等連續(xù)性任務(wù)。簡而言之，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值的重要工具。

第三，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)的巨型復雜制造生態(tài)系統(tǒng)。從產(chǎn)業(yè)應用角度看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建了一個龐大的網(wǎng)絡(luò)制造生態(tài)系統(tǒng)，為企業(yè)提供了全面的感知、移動的應用、云端的資源和大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)各類制造要素和資源的信息交互和數(shù)據(jù)集成，釋放數(shù)據(jù)價值。這有效驅(qū)動了企業(yè)在技術(shù)研發(fā)、開發(fā)制造、組織管理、生產(chǎn)經(jīng)營、市場營銷等方面開展全向度創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)間的融合與產(chǎn)業(yè)生態(tài)的協(xié)同發(fā)展。這個生態(tài)系統(tǒng)為企業(yè)發(fā)展智能制造構(gòu)筑了先進組織形態(tài)，為社會化大協(xié)作生產(chǎn)搭建了深度互聯(lián)的信息網(wǎng)絡(luò)，為其他行業(yè)智慧應用提供了可以支撐多類信息服務(wù)的基礎(chǔ)平臺，為經(jīng)濟社會提質(zhì)增效發(fā)展提供重要的驅(qū)動力量。據(jù)GE測算，應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后，我國工業(yè)企業(yè)的效率將會提高20%左右，成本將下降20%，能耗將下降10%，未來20年，中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至少可帶來3萬億美元左右GDP增量。

二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用趨勢

(一)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)促進制造業(yè)價值鏈持續(xù)提升

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在企業(yè)中的應用從營銷、服務(wù)端向設(shè)計、制造端深度擴散，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不斷突破價值傳遞的平臺媒介角色，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閮r值創(chuàng)造的重要工具，促進價值鏈的優(yōu)化提升和體系重構(gòu)。

一方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打通了全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，加速各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)縱向流動和交互，通過對數(shù)據(jù)深層次分析，實現(xiàn)機器設(shè)備的智能運轉(zhuǎn)和遠程操控，為企業(yè)創(chuàng)新生產(chǎn)方式、優(yōu)化生產(chǎn)流程、提升生產(chǎn)效能發(fā)揮了極大的促進作用。比如，企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)盡可能捕捉影響生產(chǎn)決策的隱性數(shù)據(jù)，如零部件的偶發(fā)失效、不同加工材料造成的運轉(zhuǎn)性能磨損的不同、靜止機器突然大功率啟動時發(fā)生的摩擦損耗等，在此基礎(chǔ)上開展預測分析，采取事前控制，通過降低決策成本和維修成本創(chuàng)造價值。

另一方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)搭建起企業(yè)與用戶、利益相關(guān)者無縫對接的平臺，拉近了制造端和服務(wù)端的距離，為企業(yè)基于用戶需求設(shè)計生產(chǎn)、無縫隙傳遞服務(wù)提供了支撐，推動服務(wù)型制造快速發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)條件下，生產(chǎn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化和生產(chǎn)系統(tǒng)智能化水平得到提升，使得消費者需求在設(shè)計、生產(chǎn)領(lǐng)域能夠得到迅速及時響應。以生產(chǎn)者、產(chǎn)品和技術(shù)為中心的制造模式加速向社會化和用戶深度參與轉(zhuǎn)變，越來越多的制造企業(yè)探索“與用戶交互、讓用戶吐槽、最終由用戶定義”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用新模式，大大提升了價值創(chuàng)造空間。

(二)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動企業(yè)從個體生產(chǎn)向協(xié)同創(chuàng)新轉(zhuǎn)變

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為不同企業(yè)搭建了信息共享與集成平臺，使其能夠在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)現(xiàn)和動態(tài)調(diào)整合作對象，整合企業(yè)間優(yōu)勢資源，在產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)實現(xiàn)企業(yè)從個體生產(chǎn)向協(xié)同創(chuàng)新方向轉(zhuǎn)變。協(xié)同創(chuàng)新分為三個層面。

一是制造企業(yè)以品牌為核心，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺整合上下游優(yōu)勢供應鏈資源，開展產(chǎn)品全生命周期的扁平化管理，推動制造產(chǎn)業(yè)鏈向兩端不斷延伸。比如，商飛公司為研制ARJ21支線飛機組建的項目廣域協(xié)同平臺，采用“主制造商+供應商”的管理模式，聯(lián)合全球10多個國家、104家供應商之間的協(xié)同研發(fā)和制造。寶鋼通過構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的全流程管理體系，實現(xiàn)了信息流、物流、資金流的協(xié)同，產(chǎn)品交貨時間、供應鏈管理水平等居全球領(lǐng)先地位。

二是制造企業(yè)以技術(shù)創(chuàng)新為引導，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開放平臺吸納政府、科研、創(chuàng)客等6資源，建立從應用研究、技術(shù)開發(fā)到產(chǎn)業(yè)化應用的創(chuàng)新鏈條，突破創(chuàng)新中的孤島局限，實現(xiàn)創(chuàng)新主體、創(chuàng)新各環(huán)節(jié)有機互動，為促成大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。美國制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)(NNMI)是此類應用的典型代表，他是以創(chuàng)新平臺為主體的先進制造技術(shù)創(chuàng)新研究中心，突破產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)并快速投入市場應用，推動形成具有先進制造業(yè)能力的創(chuàng)新集群。目前，輕型和當代金屬制造創(chuàng)新研究所、數(shù)字制造和設(shè)計創(chuàng)新研究所、下一代電力電子制造研究所、復合材料制造業(yè)中心等創(chuàng)新平臺已陸續(xù)建成，開始在技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域發(fā)揮著不可估量的平臺效用。

三是信息服務(wù)企業(yè)以提供制造服務(wù)為核心，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺將軟硬件、企業(yè)、專家、知識、技術(shù)等各類制造資源虛擬化，在統(tǒng)一、集中的智能管理和運營基礎(chǔ)上開展面向制造企業(yè)用戶的、覆蓋產(chǎn)品全生命周期的云制造服務(wù)。其運作模式是：企業(yè)用戶向云制造平臺提出使用請求，通過平臺對請求的分解、調(diào)度、優(yōu)化和組合，形成最優(yōu)匹配的整體解決方案提供給用戶，實現(xiàn)制造資源和工業(yè)軟件、研發(fā)設(shè)計等服務(wù)按需供給、即買即得。隨著云服務(wù)平臺陸續(xù)建立、大數(shù)據(jù)中心資源整合逐步開展、制造企業(yè)私有云穩(wěn)步推進、投融資體系持續(xù)跟進，云制造將進一步提升規(guī)模、形成集群并創(chuàng)新發(fā)展，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。

(三)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從制造業(yè)向經(jīng)濟社會的全領(lǐng)域滲透

如今，智能手機、移動Pad，智能電視、智能機器人、智能可穿戴設(shè)備等智能終端層出不窮，通過動態(tài)存儲、感知和通信實現(xiàn)可追溯、可識別、可定位，并廣泛應用于經(jīng)濟社會各行業(yè)領(lǐng)域。因此，這些智能終端在應用中實際變成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)終端，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)之外的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、各個領(lǐng)域的不斷結(jié)合，通過追溯、識別、定位和數(shù)據(jù)分析不斷發(fā)掘著增值服務(wù)環(huán)節(jié)和機會，大力創(chuàng)造新業(yè)態(tài)、新市場，重塑經(jīng)濟社會發(fā)展新模式。

當前，我國能源領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用已經(jīng)著手探索，嘗試通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化能源在生產(chǎn)領(lǐng)域的動態(tài)配置，開辟制造業(yè)綠色發(fā)展新路徑。大唐集團與上海電氣等設(shè)備制造商合作建立了數(shù)據(jù)監(jiān)測工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，高頻度實時采集、匯總、存儲和集中處理各發(fā)電廠機組生產(chǎn)數(shù)據(jù)，不僅為發(fā)電廠優(yōu)化發(fā)電生產(chǎn)流程提供依據(jù)，也為電機制造企業(yè)改進電機設(shè)備、重組生產(chǎn)線提供了支撐。積成電子、中國移動、聯(lián)想集團共同打造了智慧能源平臺，利用智能能源設(shè)備采集水、電、氣、熱等能源使用數(shù)據(jù)，深度分析能源使用量與頻率之間的關(guān)系，從而按需配置能源，實現(xiàn)能效提升、節(jié)能減排。對企業(yè)而言，平臺實現(xiàn)了能源消耗的可追溯、可監(jiān)控、可管理，降低了能源開支，提高了能源使用效率；對合同能源管理服務(wù)提供商而言，平臺整合了實時數(shù)據(jù)存儲、分析、可視化管理等服務(wù)資源，降低了開發(fā)、建設(shè)和運營成本，促進效益最大化；對政府及金融機構(gòu)而言，平臺提供了能源生產(chǎn)和消費的動態(tài)信息，為實行有效監(jiān)管和調(diào)控提供了真實透明的數(shù)據(jù)支撐。未來，平臺還將在節(jié)能技術(shù)改造、節(jié)能量監(jiān)測、核算和評價，以及碳交易的開展等領(lǐng)域開拓更多的應用，創(chuàng)造更多經(jīng)濟和社會價值。

三、我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的五個必備條件

(一)加快推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略部署

當前，《中國制造2025》這一中國制造業(yè)十年規(guī)劃即將出臺，這將是中國從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的第一個十年行動綱領(lǐng)。在信息技術(shù)領(lǐng)跑制造業(yè)變革的時代，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)與制造技術(shù)深度融合必將成為貫徹其中的發(fā)展主線。應當把握好工業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綠色化發(fā)展的趨勢，立足我國工業(yè)發(fā)展的技術(shù)和市場基礎(chǔ)，緊密結(jié)合《中國制造2025》，發(fā)揮我國在互聯(lián)網(wǎng)、信息、通信等方面的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，大力推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的研究和部署。

(二)超前布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通、復雜運算、智能控制、智慧應用的實現(xiàn)，都是建立在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施之上。為有效應對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求，應當：一是制訂工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案，開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IPv6地址資源管理示范工程，探索IPv6與未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合發(fā)展和長期演進方案。二是加快工業(yè)寬帶網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化升級，適度超前部署超長距離、超大容量光傳輸和智能管控設(shè)備，重點推進產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的光纖網(wǎng)、移動通信網(wǎng)和無線局域網(wǎng)改造。三是有序推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，引導云計算數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、感知設(shè)施等的合理發(fā)展和布局，推動與寬帶網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化匹配和有效協(xié)同。

(三)突破工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)

應當從國家信息安全的要求出發(fā)，結(jié)合《中國制造2025》明確的重點領(lǐng)域，面向全產(chǎn)業(yè)鏈，自主開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)標準體系和數(shù)據(jù)標準體系建設(shè)，抓住在中國市場制定競爭新規(guī)則的機會。聚焦各重點行業(yè)的工控、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)云領(lǐng)域，打造中國自主的核心工業(yè)信息技術(shù)體系，形成技術(shù)創(chuàng)新、標準規(guī)范和知識產(chǎn)權(quán)協(xié)調(diào)互動機制，打破西方主導工業(yè)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)有格局。加快推動我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)自主技術(shù)標準體系的國際化進程，大力提升國際標準制定的話語權(quán)地位，搶占工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展先發(fā)優(yōu)勢。

(四)開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點示范

積極開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)示范應用，對于引導工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)健康發(fā)展作用重大。重點是遴選一批傳統(tǒng)行業(yè)優(yōu)勢企業(yè)開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點示范，大力培育智能檢測、全產(chǎn)業(yè)鏈追溯、全生命周期管理、系統(tǒng)解決方案等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用新模式。積極引導兩化融合專項資金、技術(shù)改造專項資金、電子發(fā)展基金等向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點企業(yè)傾斜，探索建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展投資基金或?qū)ｍ椯Y金，給予資金需求迫切的初創(chuàng)企業(yè)專項支持。加強試點企業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、軟件企業(yè)協(xié)同，探索建立三者之間協(xié)同發(fā)展機制，支持引導軟件和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)深入工業(yè)領(lǐng)域，與工業(yè)企業(yè)從技術(shù)、資本等層面進行跨界戰(zhàn)略合作探索。

(五)打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈

一是加強統(tǒng)籌規(guī)劃，加大政策扶持和資金投入力度，打造集合政府、產(chǎn)業(yè)界、學術(shù)界和各種社會科研機構(gòu)等各界力量的協(xié)同創(chuàng)新合作體系，以政產(chǎn)學研協(xié)同化加速產(chǎn)業(yè)化進程。二是組織建立跨行業(yè)的、公私合作的多樣化的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，引導聯(lián)盟成員在標準制定、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品研制、規(guī)模化生產(chǎn)和市場化推廣上加強戰(zhàn)略合作，共同推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。三是圍繞兩化融合管理體系貫標推廣工業(yè)云應用，支持有條件的企業(yè)建設(shè)工業(yè)私有云或混合云，支持建設(shè)一批面向中小企業(yè)需求的工業(yè)云專業(yè)服務(wù)平臺，引導工業(yè)企業(yè)在不同環(huán)節(jié)強化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用。四是加強面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的法制環(huán)境建設(shè)，在依法治國的框架下，保護創(chuàng)新，保護企業(yè)數(shù)字資產(chǎn)安全，保障工控網(wǎng)絡(luò)安全，研究建立風險共擔機制，消除企業(yè)安全顧慮。

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