我国工业互联网竞争力影响因素结构分析及提升对策研究

彭苏秦，黄 超，宋 卫

（1.常州信息职业技术学院数字经济学院，江苏常州 213164；2.东南大学经济管理学院，江苏南京 211189）

深入实施工业互联网创新发展战略，是以习近平总书记为核心的党中央作出的重要部署。工业互联网作为以数字化、网络化、智能化为主要特征的新工业革命的关键基础设施，已逐步成为引导企业转变发展方式、推进高质量发展、转换增长动力的新动能［1］。

工业互联网的理念最早是由美国GE 公司在2012 年提出的。目前，它已经成为许多国家将传统制造向智能制造转型升级的一种新手段、新模式与新业态。在我国经济由高速增长阶段转向高质量发展过程中，工业互联网的影响也在不断加强［2］。

关于工业互联网的概念，由于研究的出发点和视角不同，各界有相近但不相同的解读［3］。因而目前对工业互联网还没有统一定义。其中，美国工业互联网联盟（IIC）将工业互联网定义为“一种物品、机器、计算机和人的互联网，它利用先进的数据分析法，辅助提供智能工业操作，改变商业产出。它包括了全球工业生态系统、先进计算和制造、普适感知、泛在网络连接的融合。”与此同时，工业互联网还具有基于互联互通的综合集成、海量工业数据的挖掘与运用、商业模式和管理的广义创新、支撑制造业态更新和新生态形成等特征［4］9-11。

为此，许多的专家学者从不同的角度围绕着工业互联网的概念和模型分析、工业互联网与我国的机遇、工业互联网的体系框架与关键技术、我国工业互联网实施影响因素、工业互联网平台建设、工业互联网的核心技术、工业互联网发展态势及政策建议、工业互联网人才体系建设、基于工业互联网的制造企业商业模式分析等方面进行了相关的研究，并取得了一定的研究成果［5-13］。这些研究成果对促进我国工业互联网的健康与可持续发展起到了极其重要的指导和借鉴作用。

与此同时，研究也显示工业互联网的发展和应用是新一轮的科技变革和产业变革，更是一种激烈的全球性产业竞争。在这场日益激烈的全球竞争中，如何提升我国工业互联网竞争力，加快推进我国工业互联网的可持续发展，打造未来产业核心竞争优势，是摆在我们面前的一项十分重要而紧迫的任务。

然而，通过对国内外现有的相关研究成果进一步分析发现，针对我国工业互联网竞争力的研究还相对欠缺。故此，本文通过对工业互联网竞争力的内涵、特征以及对影响我国工业互联网竞争力的主要因素进行分析的基础上，构建我国工业互联网竞争力影响因素解释结构模型；并依据所构建的模型，研究探讨各影响因素之间的关系及其在工业互联网竞争力中所发挥的作用，以期为促进我国工业互联网的发展提供借鉴和参考。

1 工业互联网竞争力内涵

如前所述，由于目前针对工业互联网竞争力的研究成果还较为欠缺，所以有关国家工业互联网竞争力还尚无一个准确的定义。本文依据竞争力的定义［14］，考虑工业互联网的特征，并综合国内外专家的相关研究文献，认为可以将一个国家工业互联网竞争力理解为：在先进制造业转型升级的全球竞争背景下，该国家在工业互联网产业比其竞争对手能够更有效地获取相关的资源和市场，从而使其工业互联网产业具有持续竞争优势的能力。此外，国家工业互联网竞争力还应具备以下特征：

复杂性。一方面，国家工业互联网竞争力会受到众多直接或间接因素的影响；另一方面，由于竞争环境是复杂和多变的，这就导致国家工业互联网竞争力具有了很强的复杂性。

动态性。国家工业互联网竞争力不是永恒不变的，而是处于一个动态的发展变化之中。它会随着国家科学技术水平的提高，国内外政治、经济和社会环境等因素的变化而发生变化。

多因性。由于国家工业互联网竞争力会受到众多相关因素的共同影响，而不是由某个单一因素所决定，这就使得国家工业互联网竞争力具有了多因性。

相对性。国家工业互联网竞争力作为竞争力的一种，必然具有相对性。也就是说，即使是同一个国家的工业互联网竞争力，或在与不同的竞争对手比较、或处在不同的竞争环境中，其评价结果可能是不相同的。

聚力性。国家工业互联网竞争力不是取决于某个单一因素所具备的能力，而是多种能力的聚合体。其中，既包含工业互联网的资源配置能力，也包含工业互联网的技术支持能力及组织管理能力等。

2 工业互联网竞争力系统分析

由国家工业互联网竞争力的特征可知，我国工业互联网竞争力系统是由众多具有一定功能的影响因素所组成。这些影响因素存在着彼此间相互支持、相互制约的复杂逻辑关系，其中既可能有直接关系，也可能有间接关系等。在这种情况下，可以构建我国工业互联网竞争力的系统结构模型，通过构建的系统结构模型研究分析这些影响因素之间的关系及其对我国工业互联网竞争力的影响。

解释结构模型法(Interpretation Structural Model,ISM)是由美国华费尔特(John Warfield)教授提出的。其基本思想是通过提取问题的构成要素，利用矩阵、有向图等方法和计算机技术，对影响复杂社会经济系统的主要因素及其相互关系等信息进行处理，并用文字加以解释说明，以明确问题的整体结构和层次，提高对问题的理解和认识程度［15］。解释结构模型应用的基本步骤如图1 所示。

图1 解释结构模型应用基本步骤

3 我国工业互联网竞争力ISM 模型构建及相关分析

3.1 确定影响我国工业互联网竞争力系统的主要因素

如前所述，一方面，影响我国工业互联网竞争力的各因素之间具有密切的内在联系；另一方面，从我国工业互联网竞争力的角度进行分析，能够发现在我国工业互联网竞争力提升过程中需要解决的实际问题很多，但能用于工业互联网发展的物力、财力有限，因此必须抓住主要问题和主要影响因素。与此同时，影响我国工业互联网竞争力的各因素间存在着相互依存、相互制约的关系，这种关系又在很大程度上决定着我国工业互联网竞争力系统的发展方向和提升过程。因此，必须要从我国工业互联网竞争力的系统整体出发，研究该系统内各影响因素之间的有机联系，及其与系统外部环境之间的相互关系。

本文通过将调研及相关研究文献中得到的对我国工业互联网发展可能产生影响的因素进行梳理，并对其涵义进行分析和深入理解；继而结合我国工业互联网竞争力的内涵和特征，对梳理出的相关影响因素进行概括、归纳和合并，就此得到我国工业互联网竞争力初选影响因素。在此基础上，设计了我国工业互联网竞争力影响因素调查问卷。在确认问卷的信度、效度等均能满足研究要求的情况下，遂将问卷发放给政府、企业、学校、科研机构等相关领域专家，采用德尔菲法对初选影响因素进行了3 轮分析和筛选，并据此得出了影响我国工业互联网竞争力的17 个主要影响因素，具体如表1 所示。

表1 我国工业互联网竞争力主要影响因素分析表

3.2 建立邻接矩阵

为了分析表1 中筛选出的各项因素对我国工业互联网竞争力的影响情况并建立解释结构模型，首先需要分析各影响因素之间的关联性。本文结合相关的研究文献资料，并汲取专家的经验与建议，在对我国工业互联网竞争力系统结构形成一个基本认识的情况下，分析判断出各因素两两（bi与bj）之间的相互关系，如图2 所示。在图2 中，1表示bi对bj有影响；空白处代表0，表示bi 对bj 没有影响；对于相互有影响、但影响程度有显著差异的因素，选择其中影响大的一方因素建立影响关系，即为有影响。

图2 我国工业互联网竞争力各影响因素关系图

根据图2，可以建立其对应的邻接矩阵（Adjacency Matrix）。通过矩阵的形式描述图2 中各影响因素两两之间的关系，本文以表示邻接矩阵，并将邻接矩阵的元素定义为：

进而得到各影响因素的邻接矩阵A，A一个为17 阶的方阵：

3.3 建立可达矩阵

本文根据布尔代数运算法则，按照公式：

3.4 区域分解及级间划分

引入可达集合R(bi)和前因集合A(bi)。其中，可达集合是由可达矩阵R中第bi行中所有因素为1 的列所指代的因素集合而成，为因素bi的上位集合，可表示为：

同理，前因集合是由可达矩阵R中第bi列中所有因素为1 的行所对应的因素集合而成，为因素bi的下位集合，可表示为：

在式（3）和式（4）中，N为所有节点的集合，

以可达矩阵R(bi)为基准，将所研究系统中的所有要素划分为不同的级层，逐一挑出满足的要素集合，即是进行级间划分。由此，可以得到我国工业互联网竞争力影响因素的可达集合及前因集合如表2 所示。本文选用C1,C2,…,Ck表示从上到下的级次。

表2 我国工业互联网竞争力影响因素可达集合及前因集合分析

由表2 可以看出，满足公式（5）的因素有b11、b12、b14和b15。且由于其两两的交集都不为空，因此该系统只有一个连通域。

与此同时，级间划分可以用式（6）表示为：

这样，在我国工业互联网竞争力研究系统中，最后将其划分成5 个层次：

3.5 做出递阶结构模型

根据以上综合分析，即可得出如图3 所示的我国工业互联网竞争力主要影响因素的分级递阶结构模型。

图3 我国工业互联网竞争力主要影响因素的分级递阶结构模型

4 各因素级间关系及对策建议分析

从图3 中可以发现，我国工业互联网竞争力主要影响因素的分级递阶结构模型被划分为5个级次。此五级因素之间存在着互相关联、互为依存的关系，共同构成了我国工业互联网竞争力系统递阶结构关系，据此提出的对策建议为：

4.1 第一级因素C1

第一级因素C1为我国工业互联网竞争力，是本文研究的目标和核心问题，也是我国工业互联网实现推动经济新旧动能转换、持续赋能发展的重要途径。

4.2 第二级因素C2

第二级因素C2包含工业互联网生态体系和工业互联网技术体系两个因素，均属于动态的综合指标，既是我国工业互联网竞争力的重要支撑，同时也是第三级5 个影响因素的集中体现，反映了我国工业互联网竞争力所具有的核心技术与优势。

（1）工业互联网生态体系。工业互联网领域是一个前瞻性、跨界性极强的技术产业领域，涉及到工业和互联网等信息通信技术领域的众多主体和各个环节，因而形成了及其复杂及全新的生态系统。如工业互联网通过系统结构的搭建和资源的汇聚，形成面向不同行业的产业整合、面向不同企业的产业链整合、跨越时空地域的产业布局、跨越行业的融合创新等［4］。为此，要特别强调工业互联网的整体性和生态性。必须按照国务院《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》的要求，通过建立健全创新创业环境、优化完善公共服务体系、加强产业聚集、深化产业上下游协同合作、促进一二三产业和大中小企业跨界融通、加深国际合作等，凝聚各方力量，加快我国工业互联网良好生态体系建设，助力我国工业互联网发展。

（2）工业互联网技术体系。在工业互联网技术体系中，工业互联网核心技术从工业技术与互联网技术层面支撑了工业互联网系统的构建与实施，是我国工业互联网核心竞争力之一。工业互联网的核心技术对提升我国工业的转型升级以及推进高质量发展是非常关键的，其创新发展的空间很大。为了保障工业互联网的安全，使自身不受制于人，应重视发展工业互联网的核心技术，要充分利用自主可控技术、力求掌握核心技术［10］。而工业互联网技术的应用和发展，不断推动我国以数字化、网络化、智能化为特征的先进制造技术与制造模式的变革。网络化协同制造、智能制造和云制造等是目前我国工业互联网应用和发展的主要方向。然而，工业互联网时代才刚刚开启，无论是在技术还是在产业应用方面都存在巨大的发展空间［4］。因此，可以在诸如网络化协同制造、智能制造和云制造等多方面发挥创新思维和创造能力，丰富工业互联网的应用模式和应用场景，为我国工业互联网竞争力的提升探索更有效的途径。

4.3 第三级因素C3

第三级因素C3从我国工业互联网网络设施、工业互联网平台系统、工业互联网标准体系、工业互联网安全保障及工业互联网产业模式等方面的投入与创新，揭示了要实现提升我国工业互联网竞争力的目标所必需具备的内在素质和基础实力。

（1）工业互联网网络设施。作为工业互联网的基础，网络设施主要包括网络与联接、标识解析、边缘计算等关键技术。在提升我国工业互联网竞争力的过程中，必须通过强化工业互联网网络设施建设，将连接对象延伸到工业全系统、全产业链、全价值链，最终实现人、物品、机器、车间、企业等全要素，以及设计、研发、生产、管理、服务等各环节的泛在深度互联的目标［18］。

（2）工业互联网平台系统。平台系统是工业互联网的核心，其主要包括平台与数据、工业APP 等关键技术。平台系统是支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体，是实现工业经济全要素、全产业链、全价值链全面连接的枢纽。在我国工业互联网的发展过程中，必须加速培育工业互联网平台生态，完善工业互联网平台功能，以支撑我国制造业高质量发展［19］。

（3）工业互联网标准体系。标准体系是决定行业主导权的关键因素，特别对新兴产业技术路线的走向、产业体系设计以及产业化等至关重要［12］。因此，必须从我国工业互联网产业发展的实际出发，着力构建重点突出、协调配套、科学开放、融合创新的工业互联网标准体系，以促进我国工业互联网竞争力的不断提升。

（4）工业互联网安全保障。在国务院印发的《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》中明确提出了要提升我国工业互联网的安全防护能力、建立数据安全保护体系、推动安全技术手段建设等安全保障要求。据此，在我国工业互联网的发展过程中，必须构建涵盖工业全系统的安全防护体系，有效地识别和抵御来自内外部的安全威胁，保障工业互联网可靠运行，为提升我国工业互联网竞争力提供安全屏障。

（5）工业互联网产业模式。工业互联网不仅仅是简单的应用互联网，而是将传统的生产、制造方法与新的技术紧密结合在一起，重构产业模式。在这个过程中，要强化基本层，对原有的产业进行优化升级，重视新方法、新技术的应用；要提升增强层，通过跨界融合和资源汇聚，催生新的商业模式，实现“1+1 ＞2”的资源效益提升；要发展创新层，通过突破企业和行业等原有的角色和地位，进行产品、服务和商业模式等的创新，构建可以相互融合、相互作用、相互服务的高效产业链，从而带动产业链的升级改造和产业模式的创新［4］。

4.4 第四级因素C4

第四级因素C4包括了工业互联网监管体系、工业互联网协同创新、工业互联网发展战略、工业互联网资金支持和工业互联网专业人才5 个方面，是影响我国工业互联网竞争力的内部驱动因素，这些驱动因素是提高我国工业互联网竞争力内在素质的有力保障。

（1）工业互联网监管体系。目前，我国工业互联网实施和推广已经从试验验证阶段逐步进入到规模化应用的新阶段。为此，相关职能部门必须紧紧围绕工业互联网诸如平台、网络、安全等功能体系，从资源管理、市场准入、安全保障及试点示范等方面寻找着力点，充分发挥自身的技术优势和管理优势，构建科学、合理、有效的我国工业互联网监管体系，强化监管主体责任，不断提升监管能力和监管水平，为我国工业互联网健康有序的快速发展提供支撑和保障。

（2）工业互联网协同创新。工业互联网的发展彻底改变了工业企业的创新方法、创新模式和创新维度，使得工业互联网背景下的工业企业创新与传统的工业企业创新之间发生了巨大的改变。因此，在工业企业内部，创新过程应该是互联网与研发设计、制造、供应链等全流程的协同创新；在企业外部，通过互联互通，实现产业链、生态链、价值链的协同创新；在政治、社会和经济层面，要实现工业与农业、工业与服务业的协同创新，以及政府政策与市场主导之间的协同创新等［2］。

（3）工业互联网发展战略。工业互联网发展战略是提升我国工业互联网竞争力的行动纲领。通过制定国家工业互联网发展战略，从顶层进行设计，引导发展方向，提供政策支持，统筹社会资源，并提供标准、技术、资本和法律法规等方面的政策支撑［8］。各省区应该根据国家发展战略做好各省区的中层设计，以指导和帮助本地区工业互联网的建设和发展。而参与工业互联网建设的相关企业则要在国家和本地区工业互联网发展战略和政策的引导下，制定并实施自身行之有效的工业互联网战略管理，确定自身的发展目标、发展方向和需要的发展能力，使得企业有限的资源都能按照工业互联网的发展战略规划进行运营，以实现工业互联网快速、健康、可持续发展［3］。

（4）工业互联网资金支持。众所周知，工业互联网的建设和发展是一项长期而庞大的工程，必定会涉及到诸如基础设施的建设和改造、专业人才的培养和储备、平台建设以及技术开发等多方面和多层次的工作，需要大量的资金投入。为此，各级政府必须制定完善的财税、金融等激励优惠政策，不断强化资金要素的保障能力，积极推动形成多元化的资金支持体系，充分发挥诸如政府基金、产业投资基金等的引导作用，进一步鼓励金融产品和金融服务的创新，拓展工业互联网建设和发展所需资金的来源。

（5）工业互联网专业人才。工业互联网已逐步成为引导企业转变发展方式、推进高质量发展、转换增长动力的新动能，但工业互联网的建设和应用也对现有的专业技术人才和劳动者技能素质，提出了新的更高要求。既需要懂工业运营和网络信息技术，又要有较强创新能力和实践经验。目前，原有信息化人才的素质结构、知识结构和能力结构，已经远远不能满足工业互联网快速发展的实际需求。因此，必须在人才和技术的支撑方面，建立完整的人才分层培养和供给体系，为工业互联网发展提供技术保障［20］。如加大工业互联网人才政策扶持力度、设立工业互联网相关人才培养和实训基地、加大工业互联网人才培养和引进支持力度等［1］，为我国工业互联网竞争力的提升奠定人力资源基础。

4.5 第五级因素C5

第五级因素C5包括了工业互联网政策体系、工业互联网发展环境、政产学研用结合度和工业互联网推进组织。这些因素是提升我国工业互联网竞争力的重要支撑点，不仅会对工业互联网监管体系、工业互联网生态体系、工业互联网发展战略、工业互联网资金支持和工业互联网专业人才等方面产生影响，其互相间也存在着相互依存与相互推动的关系。

（1）工业互联网政策体系。国家的相关工业互联网政策对我国工业互联网的建设和发展会产生全面而深刻的影响。截止目前，国家已陆续出台了“中国制造2025”及《深化制造业与互联网融合发展的指导意见》等多项政策，推动工业互联网的建设。尤其在党的十九大报告中明确提出要“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济融合”后，国家工业互联网政策推出的力度更是空前。国家有关工业互联网政策的密集发布，政策基础不断完善，体现了国家对工业互联网的重视程度和布局决心。特别是随着国家相关工业互联网政策的落地，多地政府也结合本地产业特点，相继出台了推进工业互联网发展的相关政策，这些政策无疑为我国工业互联网竞争力的加速提升注入了强劲的动力［12］。

（2）工业互联网发展环境。与世界上任何事物一样，我国工业互联网的存在和发展也不是孤立的，它会受到了诸多环境因素的影响。如果将我国工业互联网竞争力看作一个系统，则可以将其发展环境划分为内部环境和外部环境。内部环境如我国与工业互联网相关的政治、经济、组织、文化及法律等因素。外部环境如在工业互联网的全球化发展中国际贸易自由化程度、国际分工的合理性、在国际竞争中所具有的技术和资金优势等。在工业互联网日趋激烈的国际竞争中，必须明确辨析这些环境因素的影响性质和影响程度，以实现我国工业互联网活动与环境的和谐统一，不断提升我国工业互联网竞争力。

（3）政产学研用结合度。我国工业互联网的发展基础和比较优势与发达国家有着明显的差异，因而单靠产业界自身难以有效形成合力［12］。为此，在我国工业互联网发展中必须充分发挥我国的制度优势，强化政产学研用结合度，通过产学研的有效配合，发挥各自优势，形成强大的集研究、开发、生产等于一体的先进系统，并在运行过程中充分体现出综合优势，同时也要进一步凸显政府在我国工业互联网发展中的引导作用以及用户在工业互联网创新进程中的主体地位，以更好地促进我国工业互联网发展过程中各类要素的有效组合，推动我国工业互联网健康可持续的发展及竞争力的提升。

（4）工业互联网推进组织。工业互联网的推广和应用涉及到众多的地区、行业和企业，因此依靠任何单一的组织都不可能实现和完成，必须要形成诸如产业联盟和行业协会等推广组织，通过组织的力量来推动工业互联网的发展。如美国工业互联网联盟（IIC）、德国的平台指导委员会和六大工作组、我国的工业互联网产业联盟（AII）等。通过这些工业互联网推进组织的工作，整合主要企业的需求，牵头围绕产业发展进行相关的研究，积极参与工业互联网发展战略、标准体系的制定，最大限度地扩大互联互通的效果，发挥聚集效应，形成规范的产业和行业发展环境［8］。

5 结束语

本文分析了我国工业互联网竞争力的内涵和主要特征，筛选出影响我国工业互联网竞争力的主要因素，构建了我国工业互联网竞争力的多级递阶结构模型。运用所建立的解释结构模型，可以较为直观、清晰地显示出我国工业互联网竞争力各影响因素之间的相互影响情况及层级关系。在此基础上，通过分析研究影响我国工业互联网竞争力的主要因素，有针对性地提出提升我国工业互联网竞争力的对策和建议，期望研究结果对于提升我国工业互联网竞争力具有一定的理论和实际指导意义。