专题丨工业互联网与制造业数字化转型

工业互联网与制造业数字化转型

焦宗双  张雪滢

（中国信息通信研究院产业与规划研究所，北京 100191）

摘要：在数字经济蓬勃发展的背景下，工业互联网与企业数字化转型成为社会发展的重点。通过数字化转型，制造企业以更高的成本效率赢得竞争。工业互联网则是支撑制造业数字化转型的最重要基础设施和发展路径，成为制造业智能化必需的网络环境和基础设施。未来，在制造业数字化转型过程中，应注意针对企业的不同特征，设计差异化的策略并关注中小企业在数字化转型过程中存在的困难，为中小企业开辟数字化转型道路。

关键词：数字经济；工业互联网；数字化转型

1   引言

当前，数字经济已经成为我国经济发展的新动能，企业转型升级已经成为经济增长的重要引擎。信息技术已经逐步内化为企业的关键能力，工业互联网和企业数字化转型已经成为社会关注的重点。作为新一轮工业革命的关键支撑和供给侧结构性改革的重要抓手，工业互联网是支撑制造业数字化转型的最重要基础设施和发展路径。

2   工业互联网内涵及发展情况

随着我国工业转型升级、高质量发展方兴未艾，工业互联网作为时代的弄潮儿，一跃成为地方和行业热议的焦点。与工业互联网相伴，大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能、边缘计算等新技术纷至沓来。公有云、私有云、云制造、雾计算等新词层出不穷。工业互联网，从本质上讲是实现人、机、物全面互联的新型网络基础设施，形成智能化发展的新兴业态和应用模式。根据工业互联网产业联盟的定义，工业互联网是指互联网和新一代信息技术与工业系统全方位深度融合所形成的产业和应用生态，是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。

共生共赢作为当下发展的重要背景，机器与机器之间，机器与人之间，企业与企业之间，国家与国家之间的互联互通显得格外重要。依托工业互联网形成的产业高端化发展优势，催生的新模式新业态，既为实体经济高质量发展提供了突破口，也为数字经济繁荣发展提供了新动能，已成为全球顺应第四次工业革命发展趋势、把握数字化网络化智能化发展区域的共同选择。

近年来，我国大力支持工业互联网发展，关于工业互联网发展的相关政策密集出台。2017年，《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》发布，全国开始深入落实工业互联网发展。2018年，工信部发布了《工业互联网发展行动计划（2018—2020）》，明确了我国工业互联网的发展重点，指明了发展方向。《工业互联网平台建设及推广指南》和《工业互联网平台评价方法》的发布，标志着我国工业互联网平台建设正式落地。2019年，工信部发布了《工业互联网网络建设及推广指南》，工业互联网产业联盟发布了《工业互联网标识解析二级节点建设导则（试行版）》，我国工业互联网发展逐步迈入快车道。伴随5G商用，5G与工业互联网融合发展已经成为未来的发展趋势。5G作为新一代信息通信系统，与工业融合之后，将逐步成为支撑工业生产的基础设施，全面推动 5G 垂直行业的研发设计、生产制造、管理服务等生产流程的深刻变革，实现制造业向智能化、服务化、高端化转型。2019年11月，工信部印发了《关于印发“5G+工业互联网”512工程推进方案的通知》，推动“5G+工业互联网”建设落地。

如今，我国工业互联网规模不断扩大。自2016年工业互联网联盟成立以来，截至2019年年底，联盟成员数量已经超过1400家。2019年，我国工业互联网市场规模突破 6000亿元。目前，我国工业互联网已初步形成三大应用路径，分别是：面向企业内部生产率提升的智能工厂，面向企业外部价值链延伸的智能产品、服务和协同以及面向开放生态的平台运营即工业互联网平台。

3    制造业的数字化转型

当今时代，新一代信息技术和其他高新技术发展迅猛异常，加速了制造模式的创新和制造系统的演进。让制造系统更智能，使其更能自动适应市场变化和制造条件的变更，智能制造已不是遥不可及的追求，而是可以脚踏实地的实施。智能制造是以往努力的延续，是几十年技术的积淀。

根据国务院发展研究中心的定义，数字化转型是指利用新一代信息技术，构建数据的采集、传输、存储、处理和反馈的闭环，打通不同层级与不同行业间的数据壁垒，提高行业整体的运行效率，构建全新的数字经济体系。关于数字化转型的具体内涵，不同企业的理解也不尽相同。埃森哲认为，数字化转型是指利用新一代信息技术与业务相结合，着力打造智能化运营和数字化创新两大核心数字能力，形成数字渠道与营销、智能生产与制造、智能支持与管控、产品服务与创新、数字商业模式、数字创投与孵化等数字经济新优势；华为认为，数字化转型是通过新一代数字技术的深入运用，构建一个全感知、全联接、全场景、全智能的数字世界，进而优化再造物理世界的业务，对传统管理模式、业务模式、商业模式进行创新和塑造，实现业务成功。尽管不同企业对数字化转型的理解存在细微偏差，但也存在共性。综合来看，数字化转型即是以大数据、云计算、人工智能、区块链等新一代信息通信技术为驱动力，以数据为关键要素，通过实现企业的生产智能化、营销精准化、运营数据化、管理智慧化，催生一批新业态、新模式、新动能，实现以创新驱动的产业高质量化和跨领域的同步化发展。

数字化是实现制造企业内部互联的最佳途径，也是实现工业互联网的第一步。通过数字化转型，企业能够打通涵盖产品设计、生产规划、生产工程、生产实施和服务在内的整个产品生命周期的数据流，实现设备资产的有效管理和业务运营的优化，从而缩短产品开发时间，加快新产品的上市速度，通过更灵活的生产手段实现更快速的市场响应，以更好的质量管理体系赢得客户信任，以更高的成本效率赢得竞争。

数字化技术给制造企业带来的不仅仅是跨界的竞争和业态复杂化，更多的是对企业自身能力提出了新的挑战。一方面，为了满足客户日益多变的个性化需求，制造企业在决策模式是服务模式上必须做出对应的变革来适应市场的变化；另一方面，日益复杂的产品本身在结构上机、电、软一体化的趋势日益明显，为了更快地交付高质量的产品，企业在产品的设计开发、流程建设、生产模式创新、人员协同组织等方面都面临全新的挑战。

制造企业向数字化转型是应对重大变革的唯一正确选择。大多数制造企业尚处于转型的前夜或初期，少数企业已开始数字化转型。产业数字化是数字经济发展的重点和难点。工业互联网将数字化技术和制造企业两者连接起来，使得物物相联成为可能，使制造系统的智能化易于实现。

企业数字化转型是一项“CEO工程”，属于企业经营者的“战略决策”。也就是说，所有的制造业企业都能受益于数字化转型。决策者需要看到，在可量化的投入产出比背后，数字化所带来的“隐性价值”可能会成为企业在未来发展过程中持续保持竞争力、给竞争对手带来“降维打击”的关键。

4    工业互联网赋能制造业数字化转型

企业数字化转型的本质是进行企业内部的工具革命和决策革命。企业的工具革命的核心在于帮助企业正确做事，帮助企业实现从传统办公工具到智能办公工具的转型；决策的革命解决做正确的事的问题，帮助企业实现从经验决策到数据+算法决策的智能化决策的转型。

工业互联网将原已在企业内部运行的内网和企业间相互通讯的外网均涵盖在内，于是成为制造企业数字化转型的关键支撑，成为制造业智能化必需的网络环境和基础设施。企业依托数字世界里强大的可连接、可汇聚、可推演的能力，对企业在决策、研制、生产、服务及工作等领域进行创新，最终以更低的成本、更高的效率，为客户提供更好的服务体验。这意味着构建未来全面数字化的世界，需依托工业互联网平台广泛连接的能力、强大的数据分析与处理能力、人工智能、全面的平台化服务能力、快速开发及构建良好用户体验的应用能力。工业物联网平台通过与资源、资产、设备、流程、工具、系统、产品、工厂、供应商、客户等“物（Thing）”建立实时连接，可以实时地了解业务的执行情况，并通过机器学习等人工智能技术的应用，对业务数据进行理解和学习，进而对业务异常进行预警，对业务结果进行预测，甚至执行规则学习和场景化自主决策。帮助制造业拉长产业链，形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通，从而提高效率，推动整个制造服务体系智能化。

2018年，我国制造业数字化转型水平和数字化基础已经实现了稳步提升。2018年，我国规模以上工业企业生产设备数字化率达45.9%，关键工序数控化率达48.7%，数字化设备联网率达39.4%。工业软件普及率不断上升，2018年，我国工业企业数字化研发设计工具普及率达68.7%。

我国制造业数字化转型经历了从企业信息化到全面数字化转型的发展历程。例如宝山钢铁，自1978年公司成立以来，信息化建设便随之启动。宝山钢铁经历了从自动化、信息化迈向数字化转型的发展历程。1978年，宝山钢铁引入手工生产模式及自动控制技术，实现“无人化”。2001年起，宝山钢铁开始致力于业务流程信息化打造，引进OA、ERP、CRM、SCM、HR等应用系统，固化业务及管理流程，实现了生产自动化、业务数字化及管理信息化。2010年，宝山钢铁再次提出“数字化宝钢”发展战略，正式迈入数字化转型时期。2014年，在“互联网+工业”背景下，宝山钢铁提出“智慧制造”，开始数字化转型筹划。宝山钢铁基于产业链信息不对称以及管理系统多等经营痛点，制定了基于工业互联网平台的解决方案。通过构建数据渠道，实现了与下游汽车企业的数据互联互通，基于平台实现了以用户需求拉动组织生产的模式。通过构建大数据平台，运用边缘计算等技术全面进行数据采集处理，实现数据可视化。基于仿真系统和数据分析工具，建立模型，以此开展能耗分析、故障分析、异常排查、工艺优化、预测生产等辅助决策。

我国制造业除根据行业特性和信息化基础制定发展战略，以工业互联网平台为依托优化管理目标，以此实现生产模式变革外，也通过建立以敏捷响应为主要特征的组织架构，实现对市场的快速反应和预研预判，从而进行组织模式变革。将传统业务经营模式向“产品+数据+服务”方向演进，以此实现商业模式变革。例如海尔，作为我国家电领域的龙头企业，在2013年便率先开始了组织模式变革，提出网络化战略转型，推动企业组织架构的“扁平化”，并以COSMOPlat为核心，以市场终端为最小单元，大规模定制解决方案，由市场部门倒逼平台提供资源。海尔通过组织模式变革，实现了“人单合一”的生产模式创新，通过划小单元提高了市场反应速度和盈利水平。例如以二次供水设备的研发、生产、销售与服务为主要经营业务的威派格，通过建设“城市供水设备全生命周期管理平台”，形成了面向城市供水设备全生命周期服务运维的行业标准体系，向综合解决方案提供商转型。通过构建二次供水设备网络化信息化管理模型，使得一线人员能够随时了解设备运行状态与运行数据。

5   结束语

当前，制造业数字化转型已经成为发展趋势，工业互联网作为企业数字化转型的基础设施，将助力制造业实现高质量发展。但在这过程中，还应该注意以下两个方面。

一是随着中国企业在全球经济体系中扮演着越来越来重要的角色，制造企业的生产经营面临着更加复杂的经济环境，这意味着企业的数字化转型之路需要“量体裁衣”，而不是简单的“拿来主义”。制造企业数字化不仅仅是简单地利用算法和模型来解决问题，工业互联网也并非狭隘的“设备联网”或“机器换人”，而是需要将制造业知识、软件与硬件三者相互融合。既然无法依靠“摸着石头过河”来落地，那么就需要企业对于目前想要解决的问题进行一一梳理、定义和分析，制定真正可行的数字化转型路线图。

二是工业互联网对于大企业和行业骨干企业，因其资金、技术等实力较强，在早年两化融合阶段，即已建立了企业自己的专网。现在这些企业中不少单位应用工业互联网技术建起了私有云。也有些企业依托自己的技术基础，建立公有云，成为工业互联网平台，为行业内外提供平台服务。但是，占据我国企业总数99%以上的中小企业受制于企业规模等因素，在数字化转型中存在包括技术、资金、安全、监管等多个方面的困难，在数字化转型和工业互联网面前深感力不从心。因此，亟需一些面向行业的公共服务平台为之提供咨询、培训及简便的云服务。

参考文献

[1] 卜文娟. 工业互联网促进企业数字化转型[J]. 中国战略新兴产业, 2018(29):30-32.

[2] 吕黎. 数字化助推制造型企业创新与转型升级[J]. 橡塑技术与装备, 2019 (15):15-18.

[3]  国家工业信息安全发展研究中心,两化融合服务联盟, 中国产业互联网发展联盟. 工业互联网系列研究报告 No.3——2018年工业互联网平台创新发展白皮书[R]. 2018.

Research on industrial Internet and digital transformation of manufacturing industry

JIAO Zongshuang，ZHANG Xueying

(Institute of Industry and Planning, China Academy of Information and Communications Technology, Beijing 100191, China)

Abstract: With the rapid development of digital economy, industrial Internet and enterprise digital transformation have become the focus of social development. Through digital transformation, manufacturing enterprises win the competition with higher cost efficiency. Industrial Internet is the most important infrastructure and development path to support the digital transformation of manufacturing industry, and it has become the necessary network environment and infrastructure for the intelligent manufacturing industry. In the future, in the process of manufacturing digital transformation, we should pay attention to the different characteristics of enterprises, design differentiation strategies and pay attention to the difficulties of small and medium-sized enterprises in the process of digital transformation, so as to open up a digital transformation path for small and medium-sized enterprises.

Key words：digital economy; industrial Internet; digital transformation

本文刊于《信息通信技术与政策》2020年第3期

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