應用工業互聯網的發展現狀與對策

[摘要]我國制造業應用工業互聯網出現了頭部企業核心模式、工業互聯網平臺核心模式和政府協會核心模式三種組織模式，在賦能產業鏈、創新鏈、價值鏈上發揮了重要作用。但制造業和工業互聯網的融合尚處于初級階段，面臨著企業技術創新內在動力不足、工業互聯網復合型人才供給嚴重不足、工業互聯網賦能制造業轉型門檻高和未能形成有效產業生態圈等困境。因此，應該著眼于“制造強國”的國家戰略，在創新組織模式、發揮市場優勢、統籌平臺資源、加強人才培養等方面精準發力。

[關鍵詞]工業互聯網；組織模式；產業生態圈；協同運行機制；科技金融

工業互聯網是在物聯網之后出現的一種工業新發展模式，兩者之間的最大區別在于，前者是連接了人、機、物，而后者只是在物與物之間進行信息交互。制造業是隨著傳感控制技術、建模分析技術、通信技術的進步逐漸發展起來的，應用工業互聯網更好實現了工業設備之間的智能通信，借助工業軟件、云計算、大數據技術實現智慧決策與人機交互，從而成為了工業4.0時代最大的標志性成果。數年的中國工業互聯網創新實踐表明：在一定區域范圍內、一定產業集群內構建工業互聯網，通過分布式的數據計算，將使得工業生產過程成本更低、效率更高、能耗更低、安全更可控。

一、制造業應用工業互聯網的組織模式

從制造業應用工業互聯網的組織模式上看，通過分析現階段企業應用的排列順序、空間位置、聚散狀態、聯系方式以及各要素之間相互關系，可分為以下三種，即頭部企業核心模式、工業互聯網平臺核心模式和政府協會核心模式。

(一)頭部企業核心模式

頭部企業核心模式中，往往是由制造業頭部企業來進行推動，這些企業不僅經濟總量規模宏大，更具有行業領袖作用。采用工業互聯網之后，有助于該企業拓展市場、聚攏需求、增加就業。頭部企業核心模式依托一定的區域優勢，借助快速發展的區域經濟水平，將工業互聯網推向同地區、近行業的傳統制造業企業，進行技術改造和升級，實現“共進退”效應[1]。典型的頭部企業核心模式就是海爾工業互聯網模式，它推出了海爾卡奧斯工業互聯網平臺，能實現如下功能：一是共性解決方案，即基于大規模定制模式，提供圍繞“一體兩翼”架構的AIoT與數字化創新軟硬一體化解決方案和采購、銷售兩端資源配置解決方案；二是行業解決方案，即面向家電、化工、能源、電子、模具等行業領域，與大企業共建行業領域平臺，與中小企業共享SaaS應用，推動從場景到生態的數字化轉型；三是區域解決方案，即打造“1+N+X”工賦模式，從經濟數字化入手，助力城市打造1個工業互聯網綜合服務平臺、N個垂直行業平臺和X個產業示范園區。

(二)工業互聯網平臺核心模式

工業互聯網平臺核心模式中，一批面向汽車零部件、石油化工、關鍵基礎件等特定行業以及長三角等特定區域產業集群工業互聯網平臺正在雨后春筍地發展起來，在短時間內形成了大規模應用工業APP應用體系。典型的工業互聯網平臺核心模式是浙江藍卓工業互聯網平臺模式，該公司推出了國內首個自主知識產權的工業操作系統———supOS，并以此為核心構建了藍卓工業互聯網平臺。該平臺通過融合應用流程控制、離散控制、精益管理中的大數據，以數字建模、智能分析、組態開發等手段解決傳統制造業中出現的效率和成本問題，推動企業生產控制無縫銜接經營管理，實現車間數字化、工廠智能化，最后匯集而成智能決策依據。

(三)行業協會核心模式

政府協會核心模式中，政府協會緊密聯系企業產業鏈，充分發揮其決策領導、協調管理、信息共享功能，最終實現相關企業數據的互聯互通。典型的行業協會核心模式是余姚智能家電云平臺。余姚是我國重要的家電產業基地之一，也是寧波智能家電產業鏈的重要一環。該地區小家電區域集聚度高，產業配套齊全，產品品種多樣，但普遍存在企業信息化低下、自動化水平不高、企業的技術創新和運營管理能力不足的問題。余姚智能家電云平臺作為一個行業平臺，由余姚市政府推動，寧波市家電行業協會支持，由寧波聯通公司創建了基于“5G+工業互聯網”的智造生態圈，面向產業鏈層面，打通了“政產學研金介用”技術轉移和動能轉換渠道，直接賦能給小家電制造企業，形成了新的技術增長點，支撐了余姚小家電產業結構的轉型升級。

二、工業互聯網導向下國內制造業的發展困境

自新冠疫情開始后，我國的傳統制造業開啟了數字化轉型的進程，但是由于轉型成本高、實施難度較大，制造業和工業互聯網的融合尚處于初級階段，融合發展速度較慢，仍未形成完善的智能化制造業網絡體系。制造業產業創新能力不強，企業目前大部分還處于工業3.0甚至2.0的階段，高新技術類型的制造企業并未占據多數位置。在工業互聯網導向下，我國制造業面臨的困境主要表現在以下四個方面。

(一)制造業企業技術創新內在動力不足

經過近幾年的努力，我國的工業互聯網不斷地與制造業進行融合，已經取得了一定的發展成效，但是在促進制造業科研創新水平上仍缺乏動力支持，還沒有建成完善的科研創新體系，在支撐制造業智能化的進程中，制造業的創新能力上還是“顧此失彼，窮于應付”。由于制造業核心技術長期受制于發達國家，缺乏自研產品、自主技術和國產品牌，中國制造目前尚處于全球價值鏈中低端，要實現從“制造大國”到“制造強國”的跨越還需要一定的時間[2]。改革開放以來，我國制造行業企業多為國外OEM或ODM，且缺乏資本密集型企業，而以勞動密集型產業居多，“兩頭在外”、“三來一補”的生產模式占據了很大一部分。在工業互聯網經濟的影響下，我國制造業內在技術創新動力不足的問題會被放大數倍，傳統制造業企業就越發表現出自身創造力不足、大而不強乃至全而不優，短期內很難向智能化順利升級。因此，制造業創新內在動力不足所面臨的“卡脖子”、“掉鏈子”問題，制約了我國制造業攀升價值鏈的進程。

(二)工業互聯網復合型人才供給嚴重不足

在我國工業互聯網和制造業發展的過程中，由于智能制造業崗位的規范化程度不高，使得工業互聯網復合型人才的供需匹配程度欠佳，工業互聯網提供方和使用方所需的復合型人才供給嚴重不足，且遠遠小于其需求量，產業間人才雙向流動不足以實現最優配置。同時由于現階段并未有成熟完備的工業互聯網人才培養系統，培養工業互聯網復合型人才存在一定困難，比如高校在培養跨行業、跨領域的工業互聯網復合型人才的過程中會面臨缺乏課程、教材、師資及專業的實踐基地等困難，人才培養過程道路坎坷。由于工業互聯網相關專業與職業匹配度低，現有的學歷及職業教育體系很難滿足工業互聯網和智能制造的發展對復合型人才的缺口，導致既懂制造又精通信息技術的人才少之又少，對工業互聯網導向下制造業攀升價值鏈造成一定的影響。

(三)工業互聯網賦能制造業轉型門檻高

工業互聯網掀起新一波全球化商業浪潮，服務對象不再是消費互聯網時代的消費者而轉向企業，數字技術與實體工業相結合連接人、機、物，使互聯網“脫虛向實”實現結構性轉變。工業互聯網整合制造業企業生產經營過程中的生產要素于工業互聯網云平臺，除了消費者和生產者外，還連接了制造全產業鏈和供應鏈上的機器、設備、生產流程等可以匯聚到的任何可支配資源，這意味著工業互聯網對技術的可靠性、安全性及保密性的要求更高，所以制造業和工業互聯網相融合時會較之前與消費互聯網融合的成本和門檻高。同時，工業互聯網所適配的軟件具有專一性和特殊性，需要根據企業的需求和現有設備情況而進行調節定制，而制造業企業的數字化和信息化水平平均水平偏低，這個過程需要大量資金和技術的支持。由于制造業基礎信息水平不足、資金和人力匱乏而盲目跟風，不結合實際情況地與工業互聯網融合發展，使工業互聯網賦能制造業發展的潛力下降，甚至使一些企業在全球價值鏈中喪失國際競爭力[3]。

(四)未能形成有效產業生態圈

我國制造業產業的創新能力不足，科技實力不突出，導致產業發展動力不足，這就使工業互聯網和制造業融合發展存在著一定的阻礙，工業互聯網對制造業的拉動力不夠大，我國工業和互聯網還未形成良性互動局面。長期看來，工業互聯網和制造業融合發展會為兩產業帶來積極的影響，但在短時間內形成大量工業互聯網和制造業企業融合發展的產業生態圈并不是件易事。我國傳統制造業增加值占GDP的比重近年來呈現相對下滑趨勢，但新能源汽車、工業化機器人產量增長值呈現較好地向上走勢?？梢钥闯?，我國制造業開始向高科技新領域進軍，但由于互聯網企業直接進入制造業領域存在一定的壁壘，在向生產領域轉移的路上并不一帆風順，多是憑借工業互聯網平臺為介質與制造業企業協作，這會對構建工業互聯網和制造業產業融合生態產生一定的制約作用。另外，全國各地區制造業企業的轉型升級會受到各個地區行業結構的影響，多數工業互聯網融合運營只注重表面，而未從實質上突破現有的產業生態圈，很難形成以工業互聯網為核心的制造業內在生產流程和運營模式，進而無法形成具有市場競爭力有效產業生態圈，導致制造業企業在國際競爭中的優勢不足。

三、制造業發展工業互聯網的應對對策

制造業應用工業互聯網可以全面連接相關要素、產業集群、企業價值，可以充分優化企業資源調度并做出智慧判決。在十四五期間，大量工業互聯網平臺加速涌現，通過發揮工業互聯網技術優勢，一定程度上降低了疫情對制造業的負面沖擊。在工業互聯網導向下國內制造業的發展困難面前，頭部企業、中小微企業和政府行業協會應該著眼于“制造強國”的國家戰略，在創新組織模式、發揮市場優勢、統籌平臺資源、加強人才培養等方面做出應對對策。

(一)創新組織模式，協同運行機制

1.建設網絡化協同運行機制。工業互聯網數據來源于制造業現場不同的設備、不同的系統，由于設備不一致、協議多樣化、數據格式不統一產生的平臺內數據不流通，數據資產的價值無法得到充分挖掘。根據《工業互聯網標準體系》(版本3.0)、《異構協議兼容適配指南》《工業互聯網網絡安全數據采集裝置技術要求》等標準，將不同協議轉換為平臺可識別的標準協議，為各類設備接入平臺提供了方法；根據《設備接入數據字典》等標準，打通數據在平臺各層級、生產全流程的通道，為數據高效應用奠定基礎；根據《工業互聯網平臺微服務參考架構》《工業機理模型開發指南》《工業APP分類分級和測評》等標準，為微服務、組件、機理模型和工業APP產品開發提供指導[4]。2.推進供應鏈協同研發與制造。根據涵蓋工具庫、模型庫、知識庫的分布式設計平臺和制造資源信息平臺，集成供應鏈設計及制造企業生產能力信息，確保數據的同步與時效性控制，實現多任務并行、多站點協同的異地協同設計。通過QR二維碼、RFID電子標簽等物聯網識別技術和5G通信技術獲得制造業上下游供應鏈大數據，通過工業數據模型來分析、確定進出料，實現端對端資源共享，推動制造和分銷供應鏈的最佳運行。3.實現制造業企業內部網絡、外部網絡全面組網。企業內部網絡采用廠內局域網和工控網連接智能機器、控制系統、操作者等主體；企業外部網絡采用專線、MPLS和IPSec連接供應鏈上下游、企業與用戶、企業與智能產品等主體。一方面需要實現對產品、設備、原材料等物體的工業互聯網統一標識和解析，另外一方面要建立工業互聯網業務應用交互和支撐網絡，采取云邊協同策略，對現場多源、異構數據進行歸一化處理，優化網絡資源的合理配置。

(二)發揮市場優勢，挖掘盈利模式

1.發揮工業互聯網助力供需精準對接、快速滿足市場個性化需求的優勢。鼓勵相關企業依托平臺獲取用戶信息，利用豐富的應用生態，使得上下游市場互聯互通，讓數據“說話”，了解市場供給及市場供給預測、市場需求及資產行業市場需求預測，在大力拓展訂單獲取渠道的同時深入挖掘終端個性化需求，尋找新的市場契機，從而克服由于新冠疫情、能源危機等不利因素帶來的經濟疲軟現象。2.發揮工業互聯網科技金融功能，多舉措提升企業資金利用效率。金融機構以制造業企業需求為導向，提供一體化、全生命周期的科技金融綜合服務。通過大數據匯集功能，以工業互聯網相關的線上化新業務為突破口，循序漸進地引入數字技術和智慧決策，并在海量信息中快速提取有用信息，提升金融數據挖掘作用，增強企業信用評估維度，支撐銀行實現快速、精準放貸，降低企業融資門檻?；诠I互聯網平臺，進行無人工或極少人工干預的全流程線上自動運作，實現快速審批放貸，提高貸款效率，積極為中小企業服務，拓寬金融客戶覆蓋面。3.發揮工業互聯網模型評估作用，增強供應鏈風險企業預測規避確定性。金融機構加強與工業互聯網平臺的合作，積極對接政府等公共數據，讓數據“動起來”，構建大數據信貸模型和風險評估模型?；谄脚_創新金融風險評估手段，依托平臺海量數據資源和工業互聯網模型評估作用，在金融部門逐步以數據增信模式為服務創新試點，合理調整信用貸款比例，降低金融風險。

(三)統籌平臺資源，樹立行業標桿

1.統籌公共平臺資源。根據“場景展示、知識庫、服務咨詢、合作生態”為原則建設地區級工業互聯網公共平臺，實施增強工業數據資源管理與優化、兩化融合發展水平評估、數字模型建構等功能，旨在打造信息共享、交流合作、服務咨詢、活動推廣的公共平臺服務窗口，促進智能制造體系和服務體系的不斷完善，發揮外溢效用，形成一批具有大量活躍創新主體和開發者的用戶資源。2.統籌垂直平臺資源。借助不同新型網絡技術在制造業部署的參考模板，搭建要素創新發展平臺和垂直平臺資源，實現從設計到加工、從物料上游到終端用戶、從設備出廠到遠程維護等配套服務網絡化，賦能設計、生產、開發、運營等生態圈，產生網絡協同效應，打造共享產業鏈。

(四)加強人才培養，推進產教融合

1.在高端人才方面嚴格標準聘才。要繼續提升人才待遇和相關保障，完善人才評價機制，聘用本領域更高水平的標桿團隊和科研工作者，探索工業互聯網在現場連接、企業互聯、產品聯網、供需對接等多樣化的創新模式。2.在復合型人才方面搭建平臺用才。聯合優秀工業互聯網平臺企業、制造業行業領軍企業和屬地院校出臺校企聯合培養機制，基于行業先進制造經驗及數據積累，聯通產業與教育，為企業搭建復合型人才渠道。3.推進產教融合。支持政校企三方的產學研機制，全方位融合理論課堂、沉浸式實訓和企業合作的人才培養模式，通過先進企業制造案例以及工業互聯網云平臺，發揮智庫的引領作用，覆蓋教學資源庫配套及教學全周期管理。

四、結語

工業互聯網的發展孕育了諸如海爾卡奧斯、浙江藍卓、航天云網等一批高新技術企業，并引領一大批制造業企業進行數字化轉型升級，但我國大多數規模以上制造業企業剛剛“觸網”，中小微制造業企業則受限于資金、人力、技術等條件的約束，數字化改造的動力不足，普遍數字化水平較低。綜合調研發現，制造業企業管理層對于工業互聯網的理解和應用并不全面，又缺乏既懂工業互聯網又懂制造業的技術人才，對互聯網遠未達到熟練應用階段，僅僅處于政策跟隨階段，在短時間內看不到與工業互聯網融合發展帶來的經濟利益。面對制造業企業應用工業互聯網發展出現的一些困境，應切實完善基于工業互聯網的不同組織模式特征，制定各類標準體系，建設網絡化協同運行機制，推進供應鏈協同研發與制造；其次發揮工業互聯網助力供需精準對接、快速滿足市場個性化需求的優勢，利用工業互聯網科技金融功能，降低風險；然后還需要統籌平臺資源，樹立行業標桿，釋放創新活力，堅持協調聯動，聯合開展生產過程管控優化、生產工藝優化、生產設備管理優化等工作；最后要加強人才培養，開展高端人才引培、生態優化等系列行動，整合平臺、企業、院校優勢資源，發揮工業互聯網產業智庫作用[5]?？偠灾?，依托在制造業積累的資源和服務優勢以及在兩化融合過程中積累的“用戶至上、發展第一”的理念，才能更好地在為制造業應用工業互聯網提供最優策略。

[參考文獻]

[1]王興偉,信俊昌,邵安林,畢遠國,易秀雙.企業內部工業互聯網現狀與發展對策研究[J].計算機科學,2022(7):1-9.

[2]胡豫隴,王金照.工業互聯網平臺發展的路徑、競爭格局和政策建議[J].發展研究,2021(8).

[3]黨博文.企業對工業互聯網認知度究竟如何？[EB/OL].

[4]趙敏,等.工業互聯網生態系統模型研究與應用[J].中國工程學科,2022(8).

[5]加快數字基礎設施建設為工業互聯網發展提供創新支撐[N].中國經營報,2022-08-08.

作者:李方園 李霽婷 單位:浙江工商職業技術學院電子信息學院 同濟大學經濟管理學院