美、德、中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式概述

2008 年國際金融危機之后，美國意識到之前的“去工業(yè)化”導(dǎo)致了“產(chǎn)業(yè)空心化”的問題，因此，為了振興經(jīng)濟，美國政府提出了制造業(yè)復(fù)興計劃，開展了“再工業(yè)化”戰(zhàn)略。

2012 年，美國的通用電氣公司（GE）在全球范圍內(nèi)首次提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，它是工業(yè)革命帶來的機器、設(shè)施、機群和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方面的成果與互聯(lián)網(wǎng)革命涌現(xiàn)出的計算、信息和通信系統(tǒng)方面的成果的融合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)把工業(yè)系統(tǒng)與低成本的傳感器和互聯(lián)網(wǎng)的連接能力融合在了一起，走上了舞臺。

2014年，美國的 GE、IBM、Cisco 等龍頭企業(yè)主導(dǎo)成立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC），為進(jìn)一步構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺打下了堅實基礎(chǔ)。IIC 共同推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，強化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的服務(wù)能力。

2015 年 IIC 發(fā)布了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) IIRA 參考架構(gòu)，如圖 1 所示，系統(tǒng)性地界定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)體系。2017 年 IIC 提出了 IIRA 1.8 版，其中融入了新型工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）技術(shù)、概念和應(yīng)用程序，使業(yè)務(wù)決策者、工廠經(jīng)理和 IT 經(jīng)理能更好地從商業(yè)角度驅(qū)動 IIoT 系統(tǒng)開發(fā)。

△ 圖1 美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)IIRA模型

2018 年 12 月 GE 提出了 Predix 平臺，這是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的又一次重大突破。GE 希望 Predix 成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，成為各個合作伙伴都愿意參與的生態(tài)系統(tǒng)。Predix 通過對外開放，可以和業(yè)界其他合作伙伴進(jìn)行“互操作”，將各種工業(yè)資產(chǎn)設(shè)備和供應(yīng)商相互連接并接入云端，同時提供資產(chǎn)性能管理（APM）和運營優(yōu)化服務(wù)。

美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC）在制造業(yè)研發(fā)領(lǐng)域具備產(chǎn)品和服務(wù)優(yōu)勢，是 CAD/CAE/CAM/PLM 領(lǐng)域最具代表性的軟件公司。該公司憑借 ThingWorx 平臺被多家研究公司評為 2018 年全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，成為全球應(yīng)用最為廣泛的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)。

德國于 2013 年漢諾威工業(yè)博覽會首次提出了“工業(yè)4.0”的概念。在當(dāng)時，德國制造業(yè)面臨一系列內(nèi)外部挑戰(zhàn)：外部面臨短期出口下滑、中期產(chǎn)業(yè)升級壓力、長期競爭壓力等；內(nèi)部面臨勞動力成本上升、創(chuàng)新能力減弱和制造業(yè)比重下滑的困境等。

德國“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略是對“工業(yè)1.0”（機械制造設(shè)備引入）、“工業(yè)2.0”（電氣化應(yīng)用）和“工業(yè)3.0”（信息化發(fā)展）的延伸。“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略是主要以物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）和務(wù)聯(lián)網(wǎng)（Internet of Service，IoS）為基礎(chǔ)，以迅速發(fā)展的新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為載體，加速向制造業(yè)等工業(yè)領(lǐng)域全面滲透的技術(shù)革命，充分融合互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)，構(gòu)建智能工廠、實現(xiàn)智能制造。

工業(yè) 1.0 是 18 世紀(jì)開始的第一次工業(yè)革命，實現(xiàn)了機械生產(chǎn)代替手工勞動，進(jìn)入蒸汽機時代；工業(yè) 2.0 始于 20 世紀(jì)初，依靠生產(chǎn)線實現(xiàn)批量生產(chǎn)，進(jìn)入電氣化時代；工業(yè) 3.0 指 20 世紀(jì) 70 年代以后，依靠電子系統(tǒng)和信息技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，步入信息化時代；工業(yè) 4.0 強調(diào)從裝備的智能化升級出發(fā)，利用數(shù)據(jù)技術(shù)，將信息數(shù)據(jù)化、智慧化，提升生產(chǎn)制造的服務(wù)能力，步入智能化時代。

圖2 德國工業(yè)4.0架構(gòu)RAMI4.0模型

德國以鼓勵創(chuàng)新為核心，為工業(yè) 4.0 戰(zhàn)略的發(fā)展予以政策支持。2013 年 4 月，德國政府發(fā)布了《保障德國制造業(yè)的未來--關(guān)于實施工業(yè)4.0戰(zhàn)略的建議》，并在此后陸續(xù)出臺了一系列指導(dǎo)性政策，如 2014 年 8 月通過《數(shù)字化行動議程(2014-2017)》，2016 年發(fā)布“數(shù)字戰(zhàn)略2025”，2017 年又發(fā)布了“數(shù)字平臺”白皮書，制定“數(shù)字化的秩序政策”。此外，為鼓勵技術(shù)創(chuàng)新，德國政府加大稅收優(yōu)惠力度，并設(shè)置高科技創(chuàng)業(yè)基金，對實施“工業(yè)4.0”過程中的創(chuàng)新型企業(yè)研發(fā)給予風(fēng)險投資支持。

2010 年以前，是中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的萌芽期。2009 年，阿里巴巴集團(tuán)率先開展云平臺的研究，并與制造、交通、能源等眾多領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)合作，為一些工業(yè)企業(yè)搭建云平臺奠定良好基礎(chǔ)。

2010 年—2014 年，中國進(jìn)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展初期階段。騰訊和華為等公司逐步搭建并開放平臺，對外提供云服務(wù)。

2015 年至今為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展階段。航天云網(wǎng)、三一重工、海爾、富士康等企業(yè)依托自身制造能力和規(guī)模優(yōu)勢，推出工業(yè)平臺服務(wù)，并逐步實現(xiàn)由企業(yè)內(nèi)應(yīng)用向企業(yè)外服務(wù)的拓展。和利時、用友、沈陽機床、徐工集團(tuán)等企業(yè)則基于自身在自動化系統(tǒng)、工業(yè)軟件與制造裝備領(lǐng)域的積累，進(jìn)一步向平臺延伸，嘗試構(gòu)建新時期的工業(yè)智能化解決方案。

我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)在探索中不斷完善。2016 年 8 月，中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本1.0）》，提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、安全三大體系，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)研究、技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指導(dǎo)以及實踐工作方面作出了重要貢獻(xiàn)。

隨著我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和演進(jìn)，2020 年 4 月，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 2.0 問世，如圖 3 所示。體系架構(gòu) 2.0 繼承了 1.0 的核心思想，包括業(yè)務(wù)視圖、功能架構(gòu)和實施框架三大板塊，以商業(yè)目標(biāo)和業(yè)務(wù)需求為導(dǎo)向，進(jìn)行系統(tǒng)功能界定與部署實施，為我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向提供了更加細(xì)化的指引。

（圖片來源：中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟）

我國對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了強有力的政策支持。2015 年以來，我國陸續(xù)出臺關(guān)于“互聯(lián)網(wǎng)+”、中國制造強國建設(shè)戰(zhàn)略等領(lǐng)域的多項產(chǎn)業(yè)政策，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。在十九大報告提出要“推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合”后，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)政策更是持續(xù)加碼：2017 年 11 月國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》，形成了我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的頂層設(shè)計。2018 年 2 月工信部開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“323”行動，計劃實施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三年行動計劃。緊接著國家制造強國建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展工作。2018 年 5 月，工信部印發(fā)了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)APP培育工程實施方案（2018—2020年）》，在未來三年中協(xié)同推進(jìn)工業(yè) APP 發(fā)展。同年 6 月，工信部印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計劃（2018—2020）》和《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組2018年工作計劃》，提出到 2020 年底初步建成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)體系的行動目標(biāo)。2020 年 12 月 22 日，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專項工作組印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2023年）》，指出 2021-2023 年是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速成長期，力求推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)量質(zhì)并進(jìn)發(fā)展，大范圍推廣新模式、新業(yè)態(tài)，顯著提升產(chǎn)業(yè)綜合實力。2021 年提出的“十四五”規(guī)劃要求積極穩(wěn)妥發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，構(gòu)建多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系，培育數(shù)據(jù)驅(qū)動的制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型新模式新業(yè)態(tài)。重點政策匯總見表 1。

通過綜合比較美、德、中三國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程，可以發(fā)現(xiàn)：美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展由企業(yè)主導(dǎo)，政府并未將其列為國家戰(zhàn)略，主要堅持市場化原則，以資本為導(dǎo)向，由跨國巨頭推進(jìn)。德國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展則以其制造業(yè)創(chuàng)新為核心，根據(jù)其自身在制造研發(fā)領(lǐng)域的優(yōu)勢，聚焦于其創(chuàng)新產(chǎn)品質(zhì)量而非市場價格競爭，堅持打造新型工業(yè)形態(tài)的戰(zhàn)略。中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍處于初級階段，面臨著核心技術(shù)缺乏自主創(chuàng)新、細(xì)分領(lǐng)域之間合作不足、生態(tài)體系薄弱、商業(yè)模式創(chuàng)新不夠等問題，主要依靠政府主導(dǎo)以及相關(guān)政策扶持發(fā)展。國家希望以推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，結(jié)合實施建設(shè)制造強國戰(zhàn)略和數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，促進(jìn)新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，從而推動實體經(jīng)濟加速轉(zhuǎn)型升級。

編輯｜段文秀

審核、責(zé)編｜楊帆