工业互联网推动经济高质量发展的实施路径

李勇坚，丰晓旭，李坚飞

(中国社会科学院 财经战略研究院，北京 100028)

我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段[1]，在制造强国和网络强国建设中，工业互联网的重要性日趋突显。工业互联网是新一代信息技术与制造业深度融合的产物，不仅是新工业革命的关键支撑和深化“互联网+先进制造业”的重要基石，也是推进经济高质量发展的重要动力。当前，我国工业经济规模全球第一，信息通信(ICT)行业规模庞大，在互联网应用技术方面已有一定储备，消费互联网领域也涌现出了一批全球知名的平台企业，工业互联网推动经济高质量发展已具备良好基础。

一、工业互联网对经济高质量发展的影响

发展工业互联网，可以将新一代信息技术引入产业部门，由此实现的深度融合发展，对产业部门内在的运作流程、运行机制、生产要素、研发设计、生产方式、组织模式等各个方面将产生深刻影响[2]。而工业互联网在消费领域的深入拓展与应用，也可以有效改善传统生产模式中存在的生产过剩、供给低效率问题[3]。可以说，工业互联网作为数字化转型的关键力量，正在不断颠覆传统制造模式、生产组织方式和产业形态，推动传统产业加快转型升级、新兴产业加速发展壮大。具体来看，至少在以下几个方面将产生显著影响。

(一)提升工业企业经营效率

近年来，劳动力成本的持续上涨和土地费用及房租等要素的不断攀升，对我国的国际竞争优势产生了不利影响[4]。而工业互联网因引入了大数据、人工智能、网络技术等新技术，能够利用各种智能化的设备和系统在很多传统工序上替代传统人工，从而大幅度降低劳动力成本。此外，工业互联网还能通过优化各种流程、参数、工序等工作，实现在原材料、能源、土地等要素投入上的节约与高效利用，达到降成本、去库存、低排放、少浪费的效果。可见，发展工业互联网有助于提升经济效率，降低成本，也有助于保持和提升我国产业竞争优势。

一是发展工业互联网有助于提升供需两侧的对接效率。工业互联网与消费互联网之间的耦合发展，能够有力地整合包括消费偏好、研发设计、生产仓储、市场营销、供应链管理等诸多信息资源，形成丰富智能的工业大数据。以此为基础，供给侧与需求侧的匹配过程将得到促进和优化，产业部门对消费需求的响应也会变得更加智能、精确和高效，此次新冠肺炎疫情下，企业通过互联网在物资采购上实现供需双方的无缝对接即是佐证。二是发展工业互联网有助于提升生产资源的配置效率。企业通过工业互联网平台，可以获得在更大范围内打破物理和组织边界的能力，从而便于打通供应链上下游之间的联系，实现企业内、企业之间、供应链之间生产能力和产业要素的精准调度与智能优化，在提升生产设备整体利用效率的同时，降低企业在生产线、制造资源等方面的成本。据工信部初步统计，在305个智能制造示范项目中，工业互联网的应用使生产效率平均提升37.6%，能源利用率平均提升16.1%，运营成本平均降低21.2%[5]。在企业方面，某家电企业的一个注塑车间，通过引入工业互联网，原材料库存减少80%、智能装备提升生产整体效率17%、故障响应时间缩减80%、故障率减少36%、停机时间缩短57%、检验成本下降55%、外观检测精度上升80%[6]。

(二)创新工业企业研发模式

创新是我国经济增长的核心动力，而工业互联网的应用将使工业企业在研发设计、协同创新、工艺流程、工艺改进等诸方面发生根本变革。

一是工业互联网催生了研发的模式创新。随着新技术在工业企业领域的不断渗透，研发、设计、制造等方面的技术问题逐步数据化，“众包众创”“智能化科技成果转化与交易平台”等新的研发模式不断涌现，不仅缩短了科技成果供需双方的对接距离，也加快了企业的技术进步步伐[7]。二是工业互联网为协同创新提供了平台基础。大型工业设备的研发多是涉及多主体、多体系、多标准的复杂任务，在传统的设计模式下，各个研发设计单位之间的协同问题是一个难题。而工业互联网所提供的高效平台则使复杂技术的协同创新成为可能，也能够实现研发在跨区域、跨体系、跨企业上的高效协作。三是工业互联网提升了工艺创新及改进的效率。传统的工艺创新及改进大都依赖于“学习曲线”，这种方式不仅创新速度慢，而且难以大规模推广应用。而工业互联网通过对生产流程的数据化，可以实现大数据、人工智能在工业管理上的有效应用。而经验和知识的模块化、软件化，不仅能够降低专业技能培养成本，快速形成企业学习曲线，也有利于复杂工艺流程的高效管理。以某商用飞机公司为例，其建立的大型客机总体方案综合设计系统，因实现了外形、布置、重量、气动、性能、操稳、载荷、气弹等专业的协同，不仅提高了总体方案的设计、建模和分析效率，降低了系统使用门槛，也加快了总体方案的设计、更改和迭代速度[8]。

(三)提升产品及服务质量

提高工业企业产品和服务质量水平，是满足人民日益增长的美好生活需要的重要举措，也是促进我国工业企业迈向全球价值链中高端的必然要求。由于传统产业的智能化、数字化水平还不高，工业互联网的发展可以促进工业企业在数字化、网络化和智能化方面进行相关改造，使企业产品和服务质量不断提升。譬如，基于互联网收集企业生产过程中的相关数据，可以预判可能出现的产品及服务质量问题；基于互联网对影响企业产品质量及服务的因素进行量化，并据此优化生产工艺流程参数，可以提高产品及服务质量的稳定性与可控性；基于互联网对企业产品进行检测，可以提高产品检测的速度与准确率。特别是在企业生产过程中，很多工艺使用的大型设备具有高度的复杂性、随机性、无序性，这些设备对操作人员的技能水平要求很高，通过使用工业互联网，既能够减少操作的复杂性，也能够增加产品质量的稳定性。

(四)实现工业企业的绿色发展

目前,我国能源消耗日益增长，且能源使用效率与发达国家相比还存在较大差距, 实现绿色发展被提升到前所未有的高度。而工业互联网的应用，一方面可以对工业企业能源使用进行深入分析，通过建立能源优化路径，提升能源利用效率，更好地完成节能任务。如某企业通过采集工业现场的智能仪表、传感器和自控系统的海量数据，并进行在线分析和挖掘，完成了全球368家工厂的能效数据接入和分析，平均为工厂实现能源节约5%～15%、节水5%～30%、原材料减少1%～3%、包装节约5%[9]。此外，我国的能源利用结构存在“弃风弃光”等问题，利用工业互联网整合能源生产端与使用端的数据，也可以实现优化调度和动态匹配，有利于新能源的合理高效利用。

另一方面，利用工业互联网在生产环节中的各种数据化、模型化、实时化的智能传感设备，可以对生产过程中可能造成的污染进行全方位、全过程、全生产周期的监测，并利用大数据优化生产过程中的参数及流程，最大限度地减小污染物排放，从而实现企业的绿色发展。

(五)推动金融服务实体经济

长期以来，我国金融服务于实体经济尤其是服务于中小微企业的动力与能力不足，资金流、信息流与制造过程相互分离，中小微企业金融服务供给存在巨大缺口。据调查，全国约1/3的小微企业有借款，但从银行等金融机构的贷款比例仅为11.9%。这可能与小微企业不规范的会计体系、不透明的生产过程和缺乏抵押物等引起的信息不对称有密切关系。

在中小微企业中应用工业互联网，尤其是利用信息技术打开中小微企业生产过程中的“黑箱”，则可以较好地解决中小微企业的融资问题，一方面，利用工业互联网可以帮助金融机构对中小微企业信贷资金流向、使用效率、偿还能力等进行监管，由此开发出能够满足企业需求的个性化、差异化、定制化金融产品；另一方面，在工业互联网的支持下，金融机构能够较好地了解服务对象的研发投入、生产过程、市场营销等过程，从而能够基于信用、发展前景等因素对企业提供金融支持，也能够促进企业加大研发的投资力度。

二、工业互联网助推经济高质量发展的着力点

工业互联网的应用涉及多主体、多体系、多技术的耦合，在构建上需要兼顾网络平台、网络标准、企业需求、协同创新等的综合要求。只有通过互联互通的方式促进产业业态与模式的创新发展，才能助推经济高质量发展。

(一)推动工业互联网平台建设

工业互联网平台是新技术推动的新型网络基础设施，在工业互联网平台上，通过将各类技术、数据、资源等软件化、模块化、平台化、通用化，可以实现工业知识的共享、复用与创新，各企业也能够实现优势资源的快速变现，并根据工业互联网的要求进行生产方式变革、生产流程变革、管理范式变革、组织形态变革、商业模式变革，由此促进自身发展能力的快速提升。

2015年以后，工业企业对互联网平台布局明显加快，一方面，国际知名工业企业相继推出工业互联网平台产品，譬如，美国通用电气公司和德国西门子公司基于自身在制造系统及工业数据方面的优势，相继推出自己的工业互联网(或工业4.0)平台，全球工业制造业迎来平台竞争时代；另一方面，已经推出工业互联网平台的信息技术企业开始对平台产品进行更新和升级，通过整合内部产品、增加服务能力等方式，不断完善互联网平台产品功能，也愈发重视平台对底层数据的集成接入能力建设。根据国际咨询机构IoT Analytics统计，目前，全球工业互联网平台数量已经超过150个，占物联网平台总数的32%，其市场规模仍在迅速扩张[10]。我国工业互联网平台建设发展较快，国内具备一定行业和区域影响力的平台已超过50家，但是，我国工业互联网平台大多以制造企业为主导，行业特征较为明显。在汇聚行业资源方面，这些工业互联网平台有一定基础，但在数据采集基础技术及标准、人工智能和大数据应用等方面仍有一定差距，尤其缺乏具有产业链集成整合能力的基础平台，也难以发挥工业互联网的平台优势。

工业互联网平台的有效发展，离不开互联网相关技术和标准的支持，也离不开工业企业的研发设计、生产制造、后勤支撑、市场营销等经营内容，两者缺一不可。互联网平台企业在数据收集、分析、处理及智能系统搭建等方面具有优势，而工业企业在生产流程管理、供应链优化等方面具有优势，这就要求两者要开展全面深入的合作，如此才能共建高效的工业互联网发展平台。同时，政府主导的产业基金也要在引导和投资上对其倾斜，尤其是对平台底层支撑技术的研究与开发要给予足够重视。此外，我国的工业互联网在数据采集、开发工具、应用服务等核心技术方面仍存在不足，制造业发展中的自动控制与感知、云计算平台等仍有待进一步夯实，一些重点领域也亟待集中进行技术突破，这些都需要多方的共同努力。

(二)参与工业互联网相关标准制订

工业互联网实现的是包括人、机器、物料、车间、企业等主体在内的，覆盖设计、研发、生产、管理、营销、物流、供应链、服务等产业链各环节的全要素的泛在互联，既涉及工业企业内网，也涉及工业企业外网[11]。在工业企业内网方面，传统工业现场总线、工业以太网等网络技术、标准和产品主要集中于少数发达国家，时间敏感网络(TSN)、工业软件定义网络(SDN)等新技术的研发和产业化也在进行之中，我国亦深度参与了部分标准的制订。在工业企业外网方面，国内外都高度重视新技术和新网络的研究与应用，基于IPv6、窄带物联网(NB-IoT)、软件定义网络(SDN)、5G等技术，各国都在积极探索高可靠、低时延、广覆盖、可定制的企业外网络的构建[11]。

在工业互联网体系中，网络是基础，而标识是网络的基础。这一体系主要包括标识和解析系统两部分，解析系统利用标识可以实现对机器和物品的唯一性定位和信息查询。工业互联网标识解析体系既可以为供应链系统和生产系统的精准对接提供基础，也是实现企业全生命周期管理和智能化服务的前提[11]。目前，国际上仍未形成统一的、成熟的、大规模部署的全球性工业互联网标识解析体系，尽管存在OID、Handle、Ecode等多种正在试验和应用的标识解析体系方案，但大多尚不成熟。IPv6是目前可以满足工业互联网发展海量地址需求的必然选择。

当前，我国工业互联网标准建设取得了重大进展，例如，提出了工厂自动化以太网(EPA)、工业过程/工厂自动化无线网络(WIA-PA/FA)等技术，成立了汇聚政产学研的工业互联网产业联盟，发布了《工业互联网体系架构(版本1.0)》《工业互联网标准体系框架(版本1.0)》等。在未来，须重点关注以下三个方面的工作：一是鼓励企业、科研院所、非政府组织等积极参与国际工业互联网标准体系的制订，考虑到国际工业互联网标准体系的多元性与复杂性，要对现有的标准体系进行深入研究，选择1～2个标准体系在中国重点推广应用；二是积极引导企业应用可行的、有前景的标准体系，而不是单纯依据价格等因素，盲目应用一些不成熟或者没有前景的标准体系；三是在具有优势的领域和行业，我国应主导一批标准的制订与应用。

(三)挖掘工业企业潜在需求

庞大的市场需求是我国工业互联网发展的重要优势。工业互联网推动经济高质量发展的核心也应以工业互联网的理念、技术、方法等解决现有工业企业发展遇到的各种问题，而不是建立一个单纯的网络。也就是说，工业互联网的发展要建立在企业需求基础之上，通过挖掘工业企业潜在需求，提供一整套符合企业需求的工业互联网产品。

现有的政策体系因过分强调对工业互联网的供给体系进行支持与补贴，可能会导致“为了互联网而互联网”的情况，工业互联网助推经济高质量发展的作用也难以发挥。为此，一是要鼓励工业企业进行工业内网的建设与改造工作。我国工业企业的发展水平存在较大差异，尤其是在企业数字化和网络化建设方面仍有一定差距，中小企业内网建设还达不到智能化、网络化和协同化的发展要求，未来一段时期内，内网改造应成为工业企业工作重点。在政策层面，也要重点关注企业内网改造工程，通过进一步加大优惠与扶持力度，致力于服务先进制造业的基础生产网络环境建设，促进工业企业内网建设逐步向IP化、扁平化、柔性化的方向改造发展[11]。二是平台企业要站在需求测进行建设与发展。平台应用领域相对单一，与实际业务需求结合不够紧密，同时，第三方开发者的建设和运营尚不成熟，这些都使平台的服务与环境无法满足开发者(平台的需求方)的需求，更不能满足最终用户(开发者的需求方)的需求。三是与工业互联网密切相关的自动控制、感知技术、工业软件等产品，要立足于需求测进行研发、设计和制造。工业互联网的系统设计与应用，要充分考虑中国企业的需求，而不是盲目追求技术先进性或者“贪大求洋”。

(四)协同推动工业企业创新

工业互联网推动的企业创新与传统的企业创新有很大区别，工业互联网将改变工业企业创新的方法、模式与维度。因为基于大数据的产品创新、工艺创新、流程创新等，使基础研究、应用研究、产品创新、工艺创新之间的界限更加模糊，由此会引起工业企业创新方式发生变化；而在线监测、按需使用、个性化定制、增值服务等模式的普遍应用，也将其工业知识数据化、模型化，并能够为价值链上的各个主体提供各种服务，企业的经营模式将随之发生改变。显而易见，在工业互联网推动的工业企业创新中，互联网络与工业企业生产过程的协同发展至关重要。

在实践中，工业企业的创新过程不应单纯体现为产品或者流程创新，而应该是互联网与研发设计、制造、供应链、市场营销、后勤支持等方面的全流程协同。在工厂之外，要通过互联网络，实现产业链、生态链、价值链的协同创新；在社会经济层面，要实现工业与农业、服务业的全面协同，政府政策与市场主导之间的全面协同。

三、相关政策建议

我国对工业互联网发展高度重视，先后出台了诸多相关政策文件，如2017年，国务院发布了《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》；2018年，工业和信息化部发布了《工业互联网APP培育工程实施方案(2018—2020年)》；2019年，“打造工业互联网平台，拓展‘智能+’，为制造业转型升级赋能”等内容写入《政府工作报告》；2020年，工业和信息化部发布了《关于推动工业互联网加快发展的通知》。在国家层面，已围绕工业互联网建立起“顶层设计+行动计划+实施指南”的政策体系；在地方层面，已有包括广东、浙江、上海、福建等在内的20个省、市、自治区出台了本地促进工业互联网发展的实施方案。显而易见，工业互联网已成为各地推动经济高质量发展的关键要素。如何通过工业互联网切实推动经济高质量发展，本文提出以下几点建议。

(一)重视工业互联网的落地应用

一是重视工业互联网的落地。相关部门在基础数据库建设、建模等共性关键技术、应用风险规避等方面应出台相应的支持政策，以使工业互联网能够快速落地应用。二是重视新型基础设施的升级。工业互联网对基础设施的依赖程度较高，要鼓励5G、物联网、IPv6等新型基础设施的快速部署，推动大数据、云计算、人工智能等通用技术建设。三是重视平台建设中出现的问题。我国工业互联网以大型制造企业为主导(在我国工业互联网平台中，制造业企业或其剥离的技术公司占47%，比例远高于国外)，以企业内部系统集成为主流，强调大投入、大改进，这种模式依托于大型制造企业的工业知识，前期建设速度较快，推广成本较低，但扩展性有待进一步验证，平台本身的商业模式仍不明确。为此，要积极发挥我国消费互联网平台优势，推动其与工业企业合作，形成独特的可落地实施的工业互联网平台。四是鼓励工业企业改造基础设施。要积极推动工业企业在业务流程数字化、设备资源数据化、生产能力虚拟化等方面开展工作，支持企业引入基础数字化设施，形成软件、硬件、数据、开发、测试、安全、应用、标准等协同发展的工业互联网应用环境。

(二)关注中小微企业对工业互联网的应用

中小微企业受国内外经济形势的影响较大，中小微企业对工业互联网的应用同样有现实需求。但是，现有的工业互联网应用大多以大型企业为模板进行开发，以中小企业为模板开发的仅占1/10左右。因此，工业互联网的应用既要考虑“大建设、大投入”，也要兼顾“小应用、大推广”。

在供给方面，一是要搭建一批符合中小微企业发展需要的工业互联网平台；二是要在中小微企业集聚区优先推动工业互联网应用，并保障相应的基础设施建设；三是要鼓励行业龙头企业发挥优势，打造一批适应中小微企业应用的工业互联网；四是在工业互联网软件研发、工业APP开发方面，根据中小微企业需求开发一些解决企业共性问题的应用，如服装行业的订单在线管理、生产能力共享、设计能力服务化等。在需求方面，需要对中小微企业应用工业互联网提供技术、财政、税收等诸多方面的支持，如鼓励建设更为柔性化的生产平台、推动生产能力平台化、在更大范围内共享生产能力；鼓励利用工业互联网打造技术共享平台，加快中小微企业技术进步步伐等。

(三)建立开放的工业互联网体系

建立开放的工业互联网体系需要吸引多方主体参与其中：一是消费互联网平台企业。该类型企业在IaaS(基础设施作为服务)方面具有一定的先发优势，亚马逊AWS、微软Azure、阿里云、腾讯云、华为云等主流服务商占据了全球主要市场。但这些企业面临流量增长速度日趋缓慢的现实问题，参与工业互联网的热情较高，可进一步吸引这些平台企业参与工业互联网建设。二是大型制造企业。大型制造企业在特定制造领域具有丰富的工业知识，鼓励大型制造企业与互联网企业在技术、管理、商业模式等方面深度融合，形成推广成本低、易用性强、适配性高的工业互联网平台，对推动工业企业提升发展能力十分有益。三是专业服务提供商及各类工业APP开发商。从国外发展实践看，在工业互联网平台建设过程中，有很多为工业互联网提供链接、工业知识模型化、现场管理等细分领域专业服务的软件提供商，这些专业服务商能够发现工业互联网领域的痛点问题，并提供灵活、低成本的解决方案，是工业互联网发展的重要组成部分。从我国工业互联网发展实践来看，中小型专业服务提供商及工业APP开发商还不是特别活跃，通过政策支持培育一批中小服务商，有利于工业互联网生态的形成。四是特定领域具有优势的中小企业。一些中小企业专注于特定行业，在特定行业的特定环节形成了发展优势，能够开发出更具针对性的解决方案，这些企业对工业互联网生态的成长也具有重要价值。

(四)构建规范的数据应用环境

数据是工业互联网的核心，建立良好的数据生态对工业互联网具有重要意义。从本质上看，工业互联网的数据主要来源于研发、设计、仿真、采购、生产、销售、供应链、金融、物流等各个过程，一般与消费者个人信息并没有太大的关联。尽管共享这些数据的社会和法律障碍并不大，但仍然需要进一步的规范管理。例如，在工业企业生产过程中，设备的运行将产生大量的数据，这些数据在设备的维护使用、提高产品质量、增加生产稳定性等方面具有重要作用。但是，这些数据属于哪个主体，是生产企业还是设备制造商，或者工业互联网系统的运营商、数据收集方，需要在相关层面进行明确。从工业生产的现实情况看，工业生产网络中的数据来源是多元化的，因为缺少统一的数据标准，形成了大量的数据孤岛，数据交易流程的不明确也导致了数据价值难以发挥。为此，要构建适应工业互联网发展的数据应用环境，特别是在国家层面，应建立工业互联网大数据中心，打通各种数据来源，统一规范数据格式与接口，形成可用的数据集以及相应的数据资源目录，供生产企业、设备制造商、工业互联网运营商、研究机构等共享使用。只有共享数据，才能推动工业互联网快速落地应用，也才能为经济高质量发展提供有力支撑。