我國新型工業互聯網發展現狀及探索

韓 彬

（德州市應用技術研究院管理中心，山東德州 253000）

0 引言

隨著科技進步和時代的發展，制造業和互聯網，過去看似關聯度不大的兩個行業，由于先進技術集成應用于制造業，使傳統產業通過互聯網實現數字化、智能化轉型，已經成為大勢所趨［1］。

1 新型工業互聯網產生的技術背景

近年來，人工智能、大數據、云計算、區塊鏈、邊緣計算、傳感器、5G通信等技術不斷走向成熟，通過這些先進技術在制造業應用場景中的融合與應用，未來將實現消費端、生產端和產業鏈各個環節數據的實時采集和智能分析，進而在訂單驅動下，實現對生產環節、生產資料調配、物流管理、市場銷售等進行智能分析、精準管控［2］。而實現這一過程的核心基礎保障就是要建設新型工業互聯網。

2 新型工業互聯網的重要特點

2.1 可實現高能熱度數據的采集和連通

傳感器進入車間，完成各類生產數據的實時、精準采集；5G技術確保數據高通量、高速度、高穩定性的傳輸與交換；邊緣計算實現更快的響應，減輕云端負荷。

2.2 可實現全過程精準智能調控。

以大數據和云計算的算力作為支撐，新型工業互聯網平臺（工業智腦）通過人工智能算法，高效率進行生產、物流、定價、資源調度等的最優調控，實現最具工業性價比的個性化、柔性化、品質化生產。

2.3 新型工業互聯網達成信任共識

通過區塊鏈技術，防止數據篡改，使人機之間、上下游企業之間、消費者與企業之間、金融資本與企業和消費者之間，都能夠形成信任共識，極大地降低整個系統的交易成本。

2.4 新型工業互聯網平臺產生很強的金融屬性

圍繞平臺上的高能熱度數據和產品訂單，將出現大量新的金融服務模式和產品創新。

2.5 制造業價值將會回歸。

新型工業互聯網深植于制造環節，消費端、產業鏈上下游數據都將匯集于此，使數據、算法、場景形成強大閉環，制造將成為整個網絡的中心結點，生產環節的價值將大幅提升。

3 新型工業互聯網在我國發展的現實基礎

3.1 我國是全球最強大的制造業體系

改革開放以來，我國發揮勞動力成本低的優勢，承接了全球產業鏈中的加工制造環節，特別是加入WTO后，電子、紡織等出口導向型產業，以及這個過程中重工業的不斷發展，使得我國形成了一個全球最強大的制造業體系。據統計，在聯合國制造業分類中（39大類、191中類和525個小類），中國是全球唯一的各類產品都生產的國家，有220種以上的產品產量位列世界第一［3］。2010年中國制造業總產出首次超過美國，占到全球的19.8%，2017年這一比例達到28.6%。到2018年，我國工業增加值的規模首次超過30萬億元大關。

3.2 我國互聯網技術前沿應用廣泛

我國深入參與了兩次互聯網浪潮，在PC互聯網、移動互聯網時代都取得了不俗的成績，實現了大多數生活場景的數字化，完成人與人的互聯網。華為、百度、阿里、騰訊等一大批互聯網科技企業在此過程中成長起來，為我國培養了一大批互聯網信息技術人才，同時也培育了中國的風險資本市場。在通信網絡基礎建設方面，我國擁有全世界規模最大、水平領先的光纖通信網絡和移動通信網絡。據統計，截至2019年年底，4G網絡覆蓋全國所有城市和主要鄉鎮，網絡用戶達到11.7億。5G網絡基站經建設達到13萬個［4］。技術、人才、資本及設施基礎的突出優勢，已成了新型工業互聯網的根本保障。

3.3 我國消費端數字化全球領先

我國擁有極其豐富的消費數據，為未來消費端、生產端貫通提供了基礎條件。一方面消費支付的多元化，特別是支付寶、微信支付、云閃付等數字化支付方式被市場廣泛接受及應用；另一方面，數字化支付用戶數持續增長，且使用頻率不斷提高，從而使得消費數據得到大量累積。

4 我國新型工業互聯網發展劣勢

雖然我國在工業互聯網發展和應用方面有著產業體系、技術、人才、資本、數據等突出優勢，但不可否認，還存在著很多困境。

4.1 我國產業發展面臨的瓶頸

經歷三十多年的高速增長，我國產業發展遇到了很多新問題，一是制造業產能過剩。一般消費品、工業品普遍出現供過于求的局面，規模不經濟，利潤率越來越低，中國制造業500強企業平均利潤率已經不到3%。二是產品個性化程度難以滿足市場需求，品質普遍不高。柔性化生產、智能化制造的能力缺乏，以服裝市場為例，2015年以來，市場整體規模出現萎縮，但定制化需求卻保持快速增長，可是現有技術水平卻撐不住具有性價比的小批量定制化生產。三是創新的層次和水平較低。比如在互聯網領域，以模式創新為主，芯片技術、底層算法、系統平臺薄弱；在制造業領域，工業母機依賴進口，關鍵核心技術卡脖子。四是約束條件發生變化。靠資源投入、不顧環境污染的粗放式發展模式已經走到盡頭，人口老齡化使得廉價勞動力優勢也在迅速喪失。

4.2 制造企業數字化程度低

多數企業生產數字化水平較低，數據信息收集明顯不足，網絡化、智能化演進基礎薄弱，根據第三方調查數據顯示，截至目前，我國正在進行工廠數字化改造建設的企業不到25%，美國是54%，德國是46%，差距明顯。其次是芯片、底層算法、先進制造等關鍵核心技術不足，卡脖子的問題突出，標準、技術、產業基本被外商掌控，且標準眾多、互通性差。工廠外傳輸網絡主要依托公共互聯網，安全性、時實性、可靠性較低，難以滿足工業生產各方面的要求。

4.3 法律制度建設滯后，全防護體系級別較低

目前我國工業互聯網方面的法律還不完備，主要有2017年由國務院印發的《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》，明確了我國工業互聯網發展的指導思想、基本原則、發展目標、主要任務以及保障支撐［5］，其主要界定了工業互聯網安全保障體系初步建立的近期目標和遠期目標，但相關環節細則標準的制定仍然滯后，在執行方面缺少依據支撐。

4.4 與發達國家之間的差距增大

發達國家發展提速，我國與之相比還有明顯差距，同處于新型工業互聯網這條賽道上，發達國家在核心技術、關鍵元器件、工業母機方面領先。面對新的國際形勢，各國都在抓布局、補短板、謀發展，美國于2010年實施了再工業化戰略，特朗普政府更進一步地提出制造業本土回歸，全球招引制造業企業到美國發展。在推動新型工業互聯網方面，各國也馬不停蹄，德國工業4.0，英國工業2050戰略、日本工業價值鏈計劃都在加快實施。

5 我國新型工業互聯網發展的突破方向

工業互聯網的發展是一項基礎性、全局性、前瞻性、融合性的重大系統工程，在進一步推動我國新型工業互聯網的創新發展方面，須重點在以下幾方面進行突破。

5.1 優化產業轉型升級

一是深化供給側改革，實現新舊動能轉換，調節制造業產能過剩的局面。通過促進科技與產業的深度融合，以科技創新提升全要素生產率，帶動企業提高利潤率。二是對市場需求，提升產品個性化設計，以市場需求為導向，提升產品品質化，滿足高端市場需要。通過柔性化生產、智能化制造的提升，針對現有技術水平卻撐不住具有性價比的小批量定制化生產困境，以滿足客戶定制化需求為切入點，以點帶面，打開市場新格局，在市場整體規模出現萎縮的普遍情況下，以保持份額及利潤增長。三是提高創新的層次和創新水平。針對長期卡脖子的各類核心技術，通過國家創新體系聯合企業創新資源的方式，加快技術突破，打破國外的技術封鎖，改變對國外技術的高度依賴。積極探索以模式創新為主的芯片技術、底層算法、系統平臺等新興前沿技術，加快新技術在工業互聯網中的創新應用。

5.2 提升從業人才專業化水平

通過開展工業互聯網專業培養、培訓，或在高校開設相關專業學科、人才訂單式培養等方式，開展職業教育。在國內先進制造業重點集聚地區，推動相關企業、院校聯合合作，院企共建工業互聯網實訓基地等方式開展相關人才教育和培訓，以人才促科技，以科技促發展，為新形勢下新型工業互聯網的發展注足動力。

5.3 提升制造企業數字化程度

加強企業生產數字化基礎建設，提高數據信息收集率，打造智能化生產線，以降低企業成本、提升生產質量為核心目標，充分調動制造企業的參與度，同時要根據企業自身需求，科學制定切實有效的制造業轉型升級方案。相關企業要做好頂層設計，以解決問題為導向，逐步實施，注重引進國內外先進技術，與企業自主創新相結合，進一步進行工廠數字化改造建設。重點突破關鍵核心技術，建立統一的行業標準，形成產業技術規范體系，增強企業間的互通性。建設工廠外專門的傳輸網絡，以滿足工業生產高安全、高實時和高可靠的要求，同時加快建設工業互聯網公共服務平臺，滿足各領域、各區域企業的信息傳輸和數據統計。

5.4 加強立法和監督、保障工業互聯網數據安全

設置立法層面的框架設置，建立針對工業互聯網數據安全的法律體系，在數據的收集存儲、處理分析、轉移使用及刪除各個環節，出臺相應的法律準則，劃出行業底線;一方面要保障用戶數據采集的合法性，被采集方的知情權，另一方面數據使用的合法性，建立統一的有償使用標準和數據使用獲取渠道，把數據的安全使用納入知識產權的保護范圍。

5.5 構建工業互聯網安全防護體系

在建設國家工業互聯網安全技術層面，要加強工業互聯網安全技術研究，特別是在黑客入侵預警、網絡攻擊證據自動留存、危險等級分級等，重點增強主動安全防御方面的關鍵技術攻關。在企業安全防護層面，要增強企業工業互聯網的安全防護能力，構建企業工業互聯網安全防護體系，根據不同的防護對象，制定相應的安全防護措施，針對實時監測中發現的或即將發生的安全問題，及時做出應對措施，提高安全管理系數［6］。

5.6 加強國際交流，提升工業互聯網國際合作

充分利用我國制造業體系完善，消費數據、制造數據來源豐富等方面的優勢，分析研判發達國家工業互聯網發展的途徑和模式，開展符合我國國情發展規劃的國際合作。抓布局、補短板、謀發展，制定切實可行的新型工業互聯網發展規劃及目標，提升我國工業互聯網的頂層謀劃［7］。