行业工业互联网平台发展的逻辑体系及其应用

卜向红，陈明亮，张 靖

(1.杭州优海信息系统有限公司，浙江 杭州 310051;2.浙江大学 管理学院，浙江 杭州 310058)

工业互联网平台是面向数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量工业数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台。作为工业互联网的核心，工业互联网平台是实体经济全要素连接的枢纽、资源配置的中心和智能制造的大脑，是制造业数字化转型的关键支撑[1]，已成为发达国家推进“再工业化”战略、抢占新一轮科技革命和产业变革制高点的必争之地[2]。目前，全国各地区都在大力发展工业互联网平台，截至2019年底，仅纳入浙江省级工业互联网平台创建名单的工业互联网平台就有112个。

当前工业云平台虽然数量很多，但优质平台很少，特别是大多数平台在设计之初缺乏深思熟虑的战略思考，平台顶层设计不够完善，缺乏持续发展和升级的空间，导致发展面临瓶颈。本文认为，工业互联网平台作为连结制造过程中人、数据与机器的核心载体，必须准确梳理其价值逻辑、科学逻辑、技术逻辑和商业逻辑，通过理顺四大逻辑的相互嵌套、相互支撑机制，构建起能为客户提供优质服务的可持续发展的工业互联网平台。

一、工业互联网平台建设研究现状

制造体系数字化是数字中国战略的一项重要内容[3]，工业互联网是我国制造业数字化转型的有效途径，而工业互联网平台作为工业互联网体系的核心，是建设制造强国和网络强国的焊接点，更是全球新一轮产业竞争的制高点[4]。作为时下热点，工业互联网平台建设在学术界也引发了广泛关注，吸引了广大学者对其内涵本质、发展现状、面临的机遇与挑战以及建设方案设计等方面展开研究。

王峰[5]从功能的角度出发，认为狭义的工业互联网平台可分为两大类，分别是资产优化平台和资源配置平台；而广义的工业互联网平台还包括通用使能平台，提供包含物联网、大数据、云计算等在内的基础性服务。相应地，李君等[6]总结了工业互联网平台的五大核心功能，包括分布式IT资源调度与管理、工业资源泛在连接与优化配置、工业大数据管理与挖掘、工业微服务与IT微服务库、覆盖工业APP全生命周期的环境与工具服务等。此外，按照用户覆盖的范畴不同，工业互联网平台可分为行业级工业互联网平台、区域级工业互联网平台、产业链级工业互联网平台、企业级工业互联网平台和特定环节工业互联网平台五类，五类平台的建设难度、受益的制造企业群体和赋能范围有较大区别。其中，行业工业互联网平台的建设难度适中、受益面广，且对实现大规模协同制造和根本性产业升级有巨大的驱动作用，因此本研究的对象聚焦行业工业互联网平台。

王月[7]总结了工业互联网平台建设的发展机遇，认为企业日益增长的技术创新需要、国家各级政策支持和信息技术的飞速发展，使我国工业互联网平台建设快速展开。赛迪智库报告显示，我国工业互联网平台建设发展已经呈现出政策体系日益完善、产业协调纵深发展、融合应用创新活跃的良好局面[8]。然而，建设工业互联网平台的进程中仍存在不少挑战，例如，工业互联网平台百花齐放的格局下，标准亟待统一、关键技术亟待攻克，另外存在中小企业平台入驻意识不强、平台用户未形成规模、平台盈利空间有限等诸多问题[9-10]。为此，不少学者对我国工业互联网平台发展现状进行了深入剖析，并在此基础上为工业互联网平台建设出言献策。其中，石兰[10]提出要大力提升工业互联网平台的创新能力，并完善平台配套体系；赵波[9]认为标准体系是工业互联网平台创新发展的基础支撑，应着力构建新型标准体系，并积极推动中国标准“走出去”；吕文晶等[11]基于海尔集团的案例研究，指出行业龙头企业需带头探索工业互联网平台建设，以带动行业内中小企业的整体智能化转型。

除此之外，另有少数学者从全局的角度构思工业互联网平台的建设方案。李君等[6]提出了工业互联网平台的“演进路径”：建设起步、功能完善、应用拓展、专业深耕和生态繁荣五级台阶，各平台可根据其基础条件参照上述路径发展建设。另外，他们还从政府、产业、企业和研究机构等角度，提出了一系列工业互联网平台推广建议。袁晓庆[12]则把跨行业领域的工业互联网平台建设过程分成单点突破期、垂直深耕期、横向拓展期和生态构建期四个阶段，并针对每个阶段提出相应的发展策略。例如，“单点突破期”须推出杀手级工业APP；“垂直深耕期”旨在打造行业级平台；“横向拓展期”力争打造跨行业、跨领域平台；“生态构建期”则着力形成赢者通吃的格局。王岳[13]提出建设共生型工业互联网平台生态，以“协作、赋能与共生”为核心，使平台中成千上万的组织与单元聚合在一起，形成集体智慧和利益共同体。但现有研究提出的工业互联网平台的建设方案，构思的维度较为单一，仅聚焦于平台建设的发展历程，且停留在理论层面，缺乏实践的检验。本研究通过分析行业工业互联网平台的四大建构逻辑，从平台的赋能愿景、运行机理、架构体系、动力机制等方面全方位多维度地设计工业互联网平台的建设内容，并以优海云汽车工业互联网平台建设为例，阐述四大逻辑在实践中的应用。

二、行业工业互联网平台建设的逻辑体系

从价值逻辑、科学逻辑、技术逻辑和商业逻辑四个方面探讨行业工业互联网平台建设的逻辑体系。其中，价值逻辑明确向用户传递的终极价值；科学逻辑阐明实现价值目标的科学原理与方法；技术逻辑在科学逻辑指导下，从工程实现视角设计稳定可靠的平台技术架构体系；商业逻辑从价值交换视角设计确保平台可持续发展的商业模式。

(一)价值逻辑

价值逻辑指工业互联网平台需明确其价值传递的最终目标。通过赋能传递价值是工业互联网平台存在和发展的根本理由，只有明确平台价值传递的终极愿景，才不会迷失方向[14]。行业工业互联网平台的终极愿景是构建一个具有“全量用户、全量连接、全量资源、全量数据、全局优化、全面赋能、全域配置、全域协同”八全特征的行业数字化制造生态体系。与传统制造生态体系相比，该体系将创造三大全新的价值：企业实现轻松制造、产业实现向专业化协同制造转型、消费者实现个性化定制。

1.企业实现轻松制造

为行业内的制造企业数字化赋能是平台的初衷，而对制造企业的终极价值体现是轻松制造。首先，数字化使得企业生产制造将逐步走上“自动化+智能化”的发展道路，对人的依赖不断降低。其次，平台的全量资源成就了全域合作，一切皆可合作，每个企业都只做想做的事，只做善做的事，从而把制造企业从传统制造体系生态“小而全，大而全”的状态下彻底解放出来。另外，平台的全量资源、全量用户和全量数据，能不断给企业推荐最佳客户、人才和融资信息，全面解除后顾之忧，企业只需要专注自己的生产制造。

2.产业实现转型升级

首先，向专业化协同制造转型。平台全域配置实现了全行业范围内的资源优化配置，落后产能不断被淘汰，每个存活下来的企业都是竞争中的佼佼者，它们聚焦在一个比较窄的领域内从事生产制造，多数企业专注零件、部件制造，少数企业专注总装总成、出品最终产品。在数字化制造生态体系内，必将出现零部件企业大型化，总装总成企业少数化的趋势，由此实现规模化、集约化生产制造，最终的结果是产业结构彻底优化、产业层级彻底升华、产业效能彻底提升、产品质量彻底升级。其次，向服务型制造转型。行业工业互联网平台构建的数字化制造生态体系中，绝大多数主体是从事赋能服务的，正是由于海量的数字化赋能服务，才使得制造本身变得轻松、简单、高效，由此将传统制造业真正演化成智能化的服务型制造业，这是更大意义上的产业升级，是颠覆性的、革命性的。再次，最大程度释放每个主体的能量。平台的贡献计量系统与按贡献分配机制，使得每个人都成为了真正意义上的主人，个体的创新、创业和主人翁精神被彻底激活，这些都将成为制造业取之不尽、用之不竭的动力源泉。我们坚信，随着中国行业工业互联网平台的不断成熟，产业高质量发展和制造强国都必将实现。

3.消费实现个性定制

消费个性化定制，即精准消费是消费升级的必然趋势，但大规模精准消费需要供给端资源的大范围整合，这在传统制造生态体系下是难以做到的。工业互联网平台的“八全”特征，使得供给端资源整合的广度和深度都达到极致，进而轻松实现智能化的大规模协同制造，最终使得大规模的消费个性化定制，即精准消费不仅成为可能，而且成为常态。

工业互联网平台的主体包括企业用户、平台建设者(首席主建+联合主建+协同共建)、工业APP众创者、入驻服务商、入驻投资者、信息消费者、产品消费者、志愿者等。平台向每个主体赋能和传递价值，每个主体则各显其能，积极为平台做出独特贡献[15]。只有各类主体能够从平台持续获得足够的利益，它们才有动力入驻平台、忠于平台并积极参与到生态体系的建设中；同时，只有各类主体能够为平台不断做出应有的贡献，让平台的赋能水平和价值传递能力得到可持续增长，平台才能永续生存。

(二)科学逻辑

科学逻辑指工业互联网平台运行的基本原理，必须回答两个问题：第一，平台赋能数字化的技术原理是什么，即平台如何成为数字化制造的操作系统；第二，平台各主体之间在数字化赋能中的价值交换原理是什么，即平台数字化赋能的价值传递增强回路是什么。

工业互联网平台必须建设成为一个可扩展的工业操作系统。该系统狭义上是指工业互联网平台中的PaaS层，它向上(SaaS层)提供开发接口及存储计算、工具资源等支持，向下实现对各种软硬件资源的接入、控制和管理；广义上还可以拓展到提供各类工业APP的SaaS层[16]。对于行业工业互联网平台，除了提供用户与平台的交互界面，工业操作系统还需要具备“整合行业工业大数据、聚合并提供工业APP运行环境、提供工业APP众创开发环境、在行业协同层面驱动智能制造”四大基础功能。

行业工业互联网平台必须形成价值传递增强回路。首先，平台通过对行业用户数字化赋能，发掘增产增效、降本增效、提质增效的潜力，提高资源的使用效率与绩效[17]，从而赢得第一批用户的认同、满意和忠诚。其次，首批行业用户的示范效应，将为平台在业界带来良好口碑和声誉，吸引更多用户入驻平台。随着行业用户的不断积累，越来越多的利益相关者会开始关注平台，从而聚合供应链上下游企业、第三方服务者、合作者、投资者等主体。这意味着平台生态不断生长，优质资源逐步集聚，由此众多主体携手共同服务行业用户，从而形成合能。最后，随着平台赋能水平的不断升级，尚未入驻的工业企业不再观望，争先恐后入驻平台，同时，快速新增的行业用户又吸引其它各类用户海量涌入，进而形成“赋能-聚能-合能-更高赋能”的价值传递增强回路，以及“行业用户-其它用户-更多行业用户-更多其它用户”的用户吸引用户的良性循环。

(三)技术逻辑

工业互联网平台肩负着打造数字化制造生态体系，进而实现为行业全面赋能的使命，在科学逻辑指导下，什么样的技术架构体系才能够持续、稳定、可靠地承载这一光荣使命，是行业工业互联网平台建设必须首先解决的问题。因此，技术逻辑是指工业互联网平台需遵循的架构体系。

目前，工业互联网平台的架构体系已经形成了四层架构共识：边缘层(数据采集)、IaaS层、工业PaaS层、工业SaaS层[18]。其中，边缘层和IaaS层体现的更多是共性，工业SaaS层和工业PaaS层才真正体现行业特征。

1.工业SaaS层。由各类APP构成，工业APP是基于工业互联网，承载行业工业知识和经验，满足特定需求的工业应用软件，是工业技术软件化的重要成果。可细分为研发设计类、生产制造类、运营维护类、经营管理类、通用支撑类工业APP。

2.工业PaaS层。分基础PaaS服务和行业PaaS服务。前者由基础工业互联网平台提供商实现，并被融合到行业工业互联网平台，包括基础服务包、APP自动发布服务、数据可视化与海量工业大数据分析工具等。后者是行业工业互联网平台PaaS层的核心，也是整个行业工业互联网平台的关键，是行业工业操作系统的内核。

3.IaaS层。构建云运营商、云主机、云容器等硬件基础设施及其管理系统。通过对接阿里、腾讯、华为、网易、天翼等基础工业互联网平台商来实现。

4.边缘层。边缘层是工业互联网平台的基础，也是连接工业设备和工业互联网平台的桥梁。它可以对工业设备进行连接和管理，并从中获取数据。此外，边缘层支持多种协议，并通过协议转换实现工业设备间数据的交换。

(四)商业逻辑

商业逻辑是指保障工业互联网平台活力的动力机制。行业工业互联网平台如果不能持续为自身创造商业价值，平台必然夭折，平台使命担当也将无从谈起。而商业价值是平台生态所有主体共同创造的，为此必须设计好能够充分激活每个主体积极参与共创的强大动力机制。行业工业互联网平台是一个新生事物，真正成熟的平台尚未出现。要构建成功的商业模式，实现平台的商业价值，首先需要有良好的建设模式把平台建设好；其次，需要有良好的治理模式以保证平台上健康有序地不断涌现出优秀的应用(工业APP)和服务；此外还需要强有力的推广扩散机制将工业APP推荐给用户使用，让用户受益。建设模式、治理模式、服务模式、推广模式和商业模式相互和谐、相互支撑、相互嵌套、相互融合，才能构成一个商业价值流贯穿始终的、可持续发展的、完整的平台运营模式。行业工业互联网平台生态体系是一个典型的命运共同体，必须按照“众创共赢，共建共享”的激励原则，构建上述五大模式。

1.建设模式：联合共建模式。一个发起企业担当首席主建，多个关键参与者担当联合主建，全体平台用户参与共建，把行业工业互联网平台建成大家的平台，人人都是主人，个个都是老板。

2.治理模式：智能化协同治理模式。按照“合作共赢，权责共担”原则，让所有平台用户协同治理。核心是要构建一个智能化系统，量化记录每个参与者的贡献，并按贡献不断累积和兑现分成权，由此建立起每个用户对平台生态的永久依赖。

3.服务模式：多元化众创服务模式。构建包含平台方服务、第三方服务、自助服务、志愿者服务，乃至智能机器人服务的多元化服务体系，满足平台用户不断提升的各种服务需求，服务参与者按量化的服务绩效，积累在平台上的贡献分成权。

4.推广模式：亲社会裂变推荐模式。本着有利于受荐方的原则，鼓励老用户将平台的优质服务推荐给新用户，若推荐成功，且后者满意，前者将获得在平台上的贡献分成权积分。这种激励机制将引发一荐十，十荐百的裂变效应。

5.商业模式：结果经济模式。这是一种按赋能绩效定价收费的商业模式。该模式引导服务者专注于传递价值，有利于消除信息不对称带来的价值交换不公平，从而构建“合作共赢，公平分配”的新型生产关系，避免平台长大以后垄断定价，促进平台健康成长。

商业逻辑中，商业模式是核心，但不管什么商业模式，都是基于价值交换的，平台的发展根基是为用户创造实实在在的价值，例如为行业用户企业带来“降本增效提质扬名轻松造”之价值。由此，不管是经典的商业模式，还是层出不穷的创新型商业模式，都能给平台企业带来可持续发展所需要的源源不断的现金流。平台的各类用户都是平台的衣食父母，但首先要服务好行业企业，这类用户入驻数量足够多，APP应用需求足够旺盛，才能形成平台生态发展的增强回路，最终长出生生不息的茂盛的平台生态。

三、优海云汽车工业互联网平台建设

当前汽车零部件行业中微型企业主要面临三大痛点：难以承受传统模式数字化建设的成本、没有能力充分利用好管理数据与工业数据、难以吸引数字化转型所需信息技术人才。上述三大行业痛点呼唤低成本、高效益、低IT人才门槛的数字化建设赋能行业平台。十余年专注于汽车零部件制造行业智能化服务的杭州优海信息系统有限公司，在浙江省智能制造专家委员会指导下，成功开发了优海云汽车工业互联网平台。优海云汽车工业互联网平台的基本目标就是要建设汽车行业数字化制造的基础设施，让所有中小微汽车零部件制造和服务企业能以极低的成本享受不断升级的数字化制造服务，享受基于大数据智能化分析带来的管理优化和生产优化服务，以及享受全行业范围内的协同制造服务。为此，平台紧紧围绕前文所述的行业工业互联网平台四大建构逻辑开展建设。

价值逻辑：让制造企业最大程度地受益是价值逻辑的终点也是起点，优海云汽车工业互联网平台的价值愿景是围绕降本、提质、增效、协同等目标，打造汽车零部件行业的数字化制造基础设施，力图成为汽车零部件产业数字化转型升级和高质量发展的根本性依托。平台满足公共性、长期性、有效性三个特征。其中，公共性表现为满足行业内所有企业数字化制造的服务需求，可以低成本获取，按使用量付费。长期性指为满足用户长久的使用需求，平台必须以“共创、共赢”的利益机制聚合海量服务资源，进而联合赋能，不断升级数字化制造。有效性意为通过传递真正的使用价值，培育企业、行业两级用户，乃至终端用户的永久性依赖，包括实现零部件制造企业降本、增效、提质、扬名、轻松造，推进汽车行业产业的转型升级和高质量发展，满足终端用户/消费者大规模定制的需求。

科学逻辑：以构建工业操作系统和数字化制造生态体系为抓手和目标，面向制造企业打造价值传递增强回路是科学逻辑的核心，而增强回路的原点是基于工业APP应用的平台赋能。为了快速建立行业用户对平台的信任和信心，平台推出的首批工业APP必须给制造企业的价值感知带来足够的冲击力，但现实中能做到这一点的平台非常少，这大大抑制了制造企业入驻平台的欲望和需求。优海云汽车工业互联网平台借助长期深耕汽车零部件行业工业软件的优势，集聚了本行业大师级的工业机理专家，他们与工业软件顶级研发团队深度融合，共同规划、设计和研发一系列高价值的工业APP集群。平台推出的第一批应用除了满足基本需求的轻量级ERP和MES两个工业APP集群，主要聚焦在爆品级的生产过程动态管控APP和工艺大师APP上，让中小微企业能以很低的成本满足高价值的基本需求与核心需求，同时向用户承诺持续迭代升级，并展现出未来向智能制造进阶的路径。爆品级的工业APP的开发和推广服务是行业工业互联网平台建设的重要内容，“e优优工业APP”就是优海云工业互联网平台上为生产制造核心过程赋能的爆品级应用服务。该APP以工艺为核心，编组为基础，计划为龙头，报工为抓手，交期为目的，轻松解决制品管理、产能瓶颈识别、订单跟踪等车间管理难题。由于“e优优工业APP”能解决生产效率、成本和质量等涉及制造绩效的关键问题，入驻平台的制造企业用户数量快速增长，平台价值得以彰显，从而吸引上下游企业和各类合作伙伴不断加盟，平台生态由此形成。各类主体从平台持续获得足够的利益，又会更加积极参与到生态体系的建设中，为平台不断做出应有的贡献，让平台的赋能水平和价值传递能力得到可持续增长，平台因此永续生存。

技术逻辑：优海云汽车工业互联网平台架构分为四层：应用层(工业SaaS)、平台层(工业PaaS)、基础设施层(IaaS)、边缘层(工业IoT)，并有安全体系为四层架构保驾护航。其中，SaaS层采用“行业门户+微服务+基础构件+数据总线+EAI”的架构思路建设。工业PaaS层由大量的工业微服务组成，构成汽车工业微服务集群，并采用“底层云容器+中台微服务架构”模式，将原子化、轻量化的微服务部署于云容器中，支持灰度发布、一键部署、跨云移植等要求。同时，采用“数据总线”(优海环，EOHI-Loop)，以各种主流通讯协议，支持架构于不同技术框架下的微服务之间的同步、异步、延时等通讯。IaaS层包括云主机、云容器等云的硬件基础设施，对接阿里、腾讯、华为、网易、天翼等基础工业互联网平台商和基础云平台提供商。边缘层由数据采集和边缘计算两部分构成，支持设备接入、协议转换、边缘数据处理，以高效采集、暂存、转换、传输来自异质性终端的数据流，并将数据存储、计算、管理等功能从云端延伸到网络边缘，以帮助云、边之间实现更为高效稳定的传感、交互与控制。此外，优海云汽车工业互联网平台提供应用安全、数据安全、服务访问安全、边缘端安全共四层安全防护措施，通过数据与业务隔离，保障平台、客户、业务及数据的安全。

商业逻辑：构建可持续的动力机制是商业逻辑的本质。“项目+分成”的应用服务(工业APP)开发、推广机制是优海云工业互联网平台商业逻辑落地的重要内容。每个工业APP(或其集群)的开发和推广都可封装成一个个项目，公司采用内部招标等方式，组建团队研发和推广。对于工业APP开发类项目，在规定时间保质保量完成，获得基本的激励，应用服务上线以后，根据创造的效益和认定的贡献大小可以按约定的比例享受永久分成，直到该应用服务的生命周期结束。对于工业APP推广类项目，也设计类似的机制，只要入驻的企业用户有收益产生，推广者就可按其贡献和约定的比例享受永久分成，直到该用户退出平台。

总之，为了推动优海云汽车工业互联网平台的可持续发展，平台按照“众创共赢，共建共享”的基本原则，打造了两种确定利益分配的动力机制：(1)按数字资产的产权分配利益。平台的数字资产包括工业知识、工业数据、工业APP、数字孪生体等，平台就是依靠对这些资产的运营而创造收益的。这些资产要么属于组织，要么属于个人，平台治理的基本工作就是为这些资产的主人进行产权确认，同时获得他们对这些资产进行运营的委托权。产权人享有永远的利益分配权，即这些资产的运营只要产生了收益，产权拥有者就可享受事先约定的利益分成。(2)按贡献分成权分配利益。平台上所有经过实名认证的注册用户都是平台生态的合法主体(个人或组织)，每个主体只要为平台做出了贡献，平台就会记录、计量和认定其所做的贡献，从而获得贡献分成权(利益分配凭证)。

四、结语

本研究提出了行业工业互联网平台建设的四大逻辑：价值逻辑、科学逻辑、技术逻辑和商业逻辑，并结合优海云汽车工业互联网平台的建设情况展示其在实践中的应用。四大逻辑将从理论上指导平台企业高效构建数字化制造系统，并使其成为全行业迈向智能制造的信息技术基础设施，由此，行业内所有企业的数字化将变成像使用水电气一样方便的基础服务，进而以行业工业互联网平台为载体形成一个具有全量用户、全量连接、全量资源、全量数据、全局优化、全面赋能、全域配置、全域协同特征的全新的制造生态体系，最终实现企业的轻松制造、终端用户/消费者的大规模定制以及整个产业的高质量发展。