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领导干部读本 ｜ 中国制造2025和工业互联网（二）

在“双创”和“互联网+”国家政策的推动下，现有制造业从技术、产品和服务上都得到全面提升。本讲从技术和方法论的两个角度展开，讲述如何实现“中国制造2025”目标。制造业是个高度复杂的巨系统，最终有形的产品会受到来自于设计、材料、工艺、质量和交期的制约。通过揭示中国现有制造业企业的薄弱点，通过深度解析两

第二讲 中国制造2025的实现路径

在“双创”和“互联网+”国家政策的推动下，现有制造业从技术、产品和服务上都得到全面提升。本讲从技术和方法论的两个角度展开，讲述如何实现“中国制造2025”目标。制造业是个高度复杂的巨系统，最终有形的产品会受到来自于设计、材料、工艺、质量和交期的制约。通过揭示中国现有制造业企业的薄弱点，通过深度解析两化融合方法论，有针对性地告诉制造业企业如何解决企业痛点。文中通过某些企业在数字化转型中出现的典型案例，籍以启发拓宽其他制造业企业转型升级的思路。高效地建设信息化系统，深度利用信息化数字资产，全面推动制造业产品全生命周期各个环节的质量、效率提升是制造业企业必然要走的道路。想通过捷径和弯道回避困难、一步登天都是虚幻的想象，务必通过扎实的工作方法和艰苦努力克服各种障碍，砥砺前行。

第一节 两化融合的升级

一、两化融合是长期发展战略

两化融合是信息化和工业化的高层次的深度结合，是指以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化道路。工业化分为四个阶段，第一个阶段是机械化，机器代替人力、畜力；然后是工业电气化，大规模的促进工业企业的分工和跨大规模地理区域的部署，电力的广泛应用促进了工业全面发展；第三阶段就是工业的自动化，自动化设备控制技术、自动化产品加工技术、自动化产线控制技术都得到广泛应用。自动化提升了生产效率，减少了工业对人力的需求，提升工人产值，促使工业白领出现，提供更高薪酬的工作和大量依靠知识工作的岗位。第四阶段就是工业信息化，工业过程被抽象到数字空间，人们在数字空间对信息的操作可以实体化成设备和产线的动作，工业品的生产可以从信息端驱动和完成。而信息化就是信息技术和信息产品不断扩大其工业生产参与度的过程，所以信息化和工业化本身就是相互驱动提升和增长的过程。当代电子信息和通信技术广泛应用到工业生产的各个环节，信息化成为工业企业经营管理的常规手段。信息化进程和工业化进程不再相互独立进行，不再是单方的带动和促进关系，而是两者在技术、产品、管理等各个层面相互交融，彼此不可分割；并催生工业电子、工业软件、工业信息服务业等新产业。两化融合的核心就是信息化支撑工业化的实现，促进企业可持续竞争能力的生成和发挥。两化融合是工业化和信息化发展的必然产物。工业和信息化部在推动两化融合的过程中给予大量的指引和推动。当前，工业化正加快从机械化、自动化向数字化、网络化、智能化方向发展，信息化加快从计算机、互联网、移动互联网向云计算、大数据、人工智能方向演进，推动两化融合从信息技术在单一业务环节中的单项应用，到信息技术与业务系统的综合集成，再到业务和发展模式的融合创新，协同创新就可以带动各类产业和各型企业融通协调发展。

二、两化融合的两种方法

从发展模式上来看，两化融合服务联盟发布给企业的评估框架可以参见下图。此图分为左右两部分：左边讲的是两化融合能力建设的过程和阶段性跃升，右边讲的是效能效益评估

图二 两化融合评估框架 （GBT+23020-2013）【42】

图二的左方是说的两化融合的阶段性发展台阶：从基础建设，到单项应用，然后综合集成直到协同创新。每个阶段都会产生一定的企业竞争力，而这个企业竞争力可以产生明显的经济和社会效益。在效益提升的效果展开后，企业可以更大程度的反哺两化融合的发展，做到可持续发展以及循环上升的持续改进。左边指导两化融合建设，右边讲对建设效果进行评估。

这里遵循阶段跃升的方法论是一个很好的参考模型，企业两化融合的实际周期会根据自身情况按部就班，会有很大一部分精力花在软件选型和落地咨询公司的选型周期里面。下图三展示的是企业两化融合需构建的信息系统框架。总体分三个层级：工厂连接与自动化层；工厂优化与执行层；企业运营协同层。企业基于此框架再搭建融合移动应用、大数据、智能分析和物联网技术的智能化工厂。

图三 智能制造企业信息化范围【43】

以上谈到的是企业信息化的逻辑抽象，但是在企业信息化实践道路上企业还是有两种选择：第一种源自九十年代各个西方发达国家的利用套装软件的信息化方法论：从管理层和财务核心出发，逐渐向下延伸，编织起绵密的企业信息化内部网络结构。第二种则是基于互联网+数字经济后产生的新技术方法——“工业互联网”方法。这个方法可以从最基本的物料、设备、产品出发来进行企业信息化，当然和套装软件在企业端落地不同，此方式需要更强大的数据解析、软件开发、迭代能力，而且一定是以企业能力为导向。比如企业交付的能力、运输的能力、生产的能力、产品质量提升的能力等等。

三、采购套装软件的企业信息化

众多套装软件落地实施是从上世纪90年代在国内企业里面逐渐流行和展开的。最早是外资企业和合资企业做ERP19系统实施和推广，用的都是美国和德国的软件，国际上四大会计师事务所也顺应这个潮流推出了自己的信息化管理咨询实施服务。后来国内软件企业看到这个趋势也开发了自己国产品牌的ERP软件并在全国各地推广销售实施。在更小的范围内还有一个会计电算化——利用计算机软件做会计记账的潮流，这个在1-2年内就和ERP软件普及的潮流合流了。ERP软件系统会对企业进行初步的信息化数据准备，主要是财务、收入、费用支出、物料、资产、销售、采购、人事这些的管理。ERP软件可以给企业提供一个基本信息的汇总。在ERP系统采购，实施和使用后会有更多的企业信息化要求。常见的就是如下图的四种软件SRM55、CRM13、PLM44、SCM51。注意观察会看到这些软件都是以管理作为关键词结尾的。四个软件的共性是提供企业相关业务的记录和管理能力的，也就是说都是从管理信息透明度和企业内部人员用信息化系统合作工作的角度来设计和使用的。

图四 企业信息化应用关系 【44】

图四上面有两个箭头反映了企业的两个工作维度，从左下到右上是财务供需的两端，所有的制造企业都是买进某种物料，服务然后售出某种产品和服务；从左上到右下是企业内部的价值链，就是从设计研发、制造、运输、交付的维度。这些软件传统上讲全部部署会花费企业3-4年的时间，花费几百万到上千万上亿人民币。而且一般小型的企业很难从财务、人员和时间上从事这样大而全的信息化系统建设。就算这几个系统建设结束，制造业企业也很难从这些系统里面产生生产力的提升，升级到更先进的制造业，最大的效果只不过完成企业标准管理流程的定义和贯彻，形成一套稳定的操作实践。这么庞大的企业投入为什么不能产生制造业的升级呢？因为制造业的升级有其固有规律，就是必然是在材料、生产工艺方法和产品性能上面突破才能产生制造业的升级。而以上系统除了服务于管理层级的干部，让他们节省传统工作中的人力沟通时间成本体力成本外，并不直接作用于材料、工艺方法和产品性能。从2016年以来，国内从部委到企业，转向利用互联网类型公司的信息技术改造发展传统制造业的用例越来越多，当然不可否认传统的基于套装软件的信息化还是为企业提供了无与伦比的内部信息透明度，也提供了相当的管理流程的优化、简化、固化和自动化。除了以上指出的管理层的信息化系统，还有生产层面的信息化系统，比如MES25制造执行系统。但是大部分MES系统也就是对生产环节的信息进行收集并给出生产进度、状态、原料、人工和设备消耗运作的次数等等，主要是提供在生产管理层面的信息透明度。值得注意的是套装软件的作用范围往往是在企业内网，也就是说，不管是技术实现还是实际应用，套装软件的注意力重心还是在企业内部的信息和流程，以及相应的管理。很少能跨越单体企业并起到融合作用。

四、用互联网技术自主创新信息化

从九十年代开始到本世纪初，大量的互联网企业在全世界范围内兴起，这些互联网企业通过大规模的利用互联网基础设施提供的通信能力和不断发展的信息存储处理和计算能力，利用不断发展的新型软件技术提供无与伦比的计算能力、数据交换能力，也给世界创造了许多全新的经济形式。最早出现的业务模式是雅虎、百度和谷歌的互联网搜索服务带来的广告业务，直接利用互联网搜索引擎技术，连接信息搜索者和信息发布者。九十年代末，社交方面出现了人人互连的多媒体社交软件。这些社交软件在连接人与人之后，产生了交互式通信、视频通话、线上联机游戏、聊天室等等很多崭新的应用。在面对最终消费者的领域，互联网技术蓬勃发展，逐渐从个人的娱乐沟通，走向了电子商务和网上金融。现在任何一个生产消费者产品的企业或者银行，很难想象会没有官网、网店或者网上银行系统。互联网的技术已经开始强力的渗透到个人消费者的日常生活，也成为很多互联网企业经营和发展的最重要组成部分。制造业企业和一般工业企业完全可以利用互联网技术打造企业信息化的系统或平台来推动工业制造业向价值链高端延伸。下面是几个常见的利用互联网技术平台来提升企业可持续竞争力的场景，也是近些年商业化比较集中的场景。利用互联网技术建设企业信息化系统的创新正在快速发展。

大家在工作中其实经常遇到一个问题就是沟通和传递。沟通分两种，实时和非实时。语音电话，视频电话这都是实时沟通，参与者几乎可以同时接收到信息。邮件，QQ60、微信等传送的语音、文字、图片、视频和附件都是非实时，接受者在延时后接受到信息。现在很多互联网企业推出的即时通信或者工作组效率软件都可以同时支持点到点、多点之间的实时和非实时通信，这些软件很大的提升了组织的沟通效率，不论同地、异地，大家都可以随时保持沟通、交换意见，做出基于充分交流后的决定和行动。现在推出的各种工作组效率平台软件都支持各种大小企业的专有部署，可以形成一个企业加上下游生态链的快速互动效率平台。

互联网技术可以大大推进产品设计端的协同。很多企业在设计产品结构和工艺的时候会利用计算机加互联网支持的协同工作与先进制造技术相结合对产品设计过程进行有效支持的研究领域，不仅需要不同领域的知识和经验，还需要拥有综合协调这些知识、经验的有效机制，来融合不同的设计任务。参加协同设计的人员可能属于同一个企业，也可能属于不同的企业；同一企业内部不同的部门又在不同的地点，所以协同设计须在网络支持下分布式进行，这是协同设计的基本特点。在协同设计中人员之间经常进行交互，交互方式可能是实时的，如协同造型、协同标注；也可能是非实时的，如文档的设计变更流程。开发人员须根据需要采用不同的交互方式。协同设计是当下设计行业技术更新的一个重要方向，也是设计技术发展的必然趋势，其中有二个技术分支：一是主要适合于大型公建、复杂结构的三维BIM协同；二是主要适合普通建筑及住宅的二维CAD协同。通过协同设计建立统一的设计标准，包括图层、颜色、线型、打印样式等，在此基础上，所有设计专业及人员在一个统一的平台上进行设计，从而减少现行各专业之间（以及专业内部）由于沟通不畅或沟通不及时导致的错、漏、碰、缺，真正实现所有图纸信息单元的一致性，实现一处修改全部自动修改，提升设计效率和设计质量。协同设计也对设计项目的规范化管理起到重要作用，包括进度管理、设计文件统一管理、人员负荷管理、审批流程管理、自动批量打印、分类归档等。同时协同设计还可以和众筹等商业模式结合使用，使得“双创”产生更多的变化可能性。

近年来，随着新能源行业的发展，越来越多的风电场、太阳能电场出现在人口偏僻的遥远地区。采用常规的巡检定检报检制度和流程进行设备维护的成本极其高昂，远程设备运行预警和维护（简称“远程运维”）技术应运而生。远程运维需要有三个基本条件:丰富的产品知识积累，深度数字化的产品基础，高效保密可靠的远程通信。利用现在的物联网技术、互联网软件技术，运维风力电场和太阳能电场的服务公司可以同时连接成千上万台服役的终端设备，配合地理信息、仓储信息、人员信息、设备信息，将最有效率的运维指令下达到相关的仓库、人员、站点，并且在维护小组出门前就可以预先设计好巡回线路，用更低的人员成本、部件成本、物流成本、巡线成本来提供更大规模的设施运维。不仅仅是风力发电和太阳能发电设备、汽车、工程车、各种载重运输车辆的远程运维网络也正在快速形成和发展。

除了以上的这些场景，还有很多的场景在“工业+互联网”，“制造业+互联网”的“双创”浪潮中出现，这些新的场景都有如下几个特点。

互联网通信技术和互联网软件技术可以极大地促进国内工业和制造业的发展，还能提供相当程度的高端就业岗位，提高单个劳动力的生产效率。是当下中国各型企业信息化的发展趋势，同时还有个附加好处就是利用公有技术和公开技术，企业可以减少国际软件巨头公司软件授权的采购成本，；这样也可以很好促进国内互联网软件行业的自主知识产权和专有技术的积累和沉淀，有助于整个生态走向高端制造业，有利于跨领域行业的融合创新，跨产业链上下游和圈内圈外的协同创新，带动各类产业和各型企业融通协调发展。

五、建设工业互联网

解决复杂产业链整体推进的难题，国内外产业界公认的方法就是打造产业联盟和工业互联网，上游带下游，通过质量标准、装配标准、测试标准、验收标准的制订和严格执行，通过市场化手段存优去劣，通过强大价值链的组织能力和管理能力，把能提高生产力水平交付高质量产品的配套厂家从伪劣货供应商队伍中识别和提升出来。国内供应链暂时不能提供的可以由行业企业联盟、产业基金和国家专项基金来扶持驱动开发进口替代品。所有这些工作有个前提就是要有统一的互联互通的工作机制。通过互联网，产品配套厂家可以收到产品相关的各项标准，可以收到上家企业的需求来排计划、调产能、向下家企业订材料、发出生产指令。互联网软件系统和平台是最好的促进产业协同和提升的手段。当然在没有互联网的岁月里面国外汽车强国的产业界也用电话、邮件、传真做到了产业协同。目前我国企业也是这么做的，但是这种协同有着人为干预痕迹重、信息传递速度慢、失真扭曲误解可能性大的问题。而基于互联网和信息化软件的协同会固化和加速产业协同而产生真正的高效率组织，高效率协同生产。互联网技术把企业广泛连接起来更容易实施行业标准、产品标准、质量标准、验收标准、交付标准，更容易实现最终产品的质量和性能提升。制造业的互联网化已经是大势所趋，所有致力于迈进高端制造业的企业都必须义无反顾的投入到这个潮流中来。因为一旦协同制造的模式投入市场实践，现在庞大的、寄生于制造业中，利用信息不对称获取利润的渠道和电商行业将在伟大的制造业面前将变得可有可无，可能会最终弱化为地区仓储和运输服务类企业。最终消费者可以直接向制造业厂家下单来获得最终产品，而高效协同制造的制造业可以在成本没有任何增加的情况下把消费者需要的多件甚至于单件商品按质按量准时交付。走制造业加互联网的道路是制造业提升利润空间、规范行业标准、降低生产成本、缩短交付时间的必然道路。不管是为了实现产业链协同发展，还是为了提高质量改进产品结构，还是为了提高工业资产利用率，减少投资浪费，加快实体经济效率，都要打好数字化的基础。这些数字化的工业互联网平台出现以后，工业界就可以通过互联互通、高效运作的企业级工业互联网平台，全面协同建设服务于整个社会的工业互联网

第二节 中国方法：制造业+互联网

一、工业电子商务8 ·

二、巨量数字经济

数字经济是指以使用数字化的知识和信息作为关键生产要素、以现代信息网络作为重要载体、以信息通信技术的有效使用作为效率提升和经济结构优化的重要推动力的一系列经济活动。随着信息通信技术的快速发展和信息通信应用的广泛普及，数字经济异军突起，相对传统产业需求不振、危机四伏的低迷状况，其强劲发展势头显得异常耀眼。以移动通信、云计算、大数据、物联网、虚拟现实等为代表的数字经济茁壮成长，成为经济发展的新引擎，我国数字经济产业整体规模呈稳步增长的良好态势。2018年4月，中国信息通信研究院发布2018年《中国数字经济发展与就业白皮书》【30】，中国信息通信研究院测算，2017年我国数字经济【36】总量达到27.2万亿元，同比名义增长超过20. 3%，占GDP比重达到32.9%。数字经济已成为近年来带动经济增长的核心动力，中国数字经济的规模已经位居世界第二。数字经济融合部分规模为21万亿元，同比名义增长20.9%，融合部分占数字经济比重由2005年的49%提升至2017年的77.4%，占GDP比重由2005年的7%提升至2017年的25.4%，融合部分对数字经济增长的贡献度高达79.2%。从事数字经济的企业国际竞争力持续攀升，中国有3家企业进入全球上市互联网企业市值排名前10强，有10家企业进入前30强、5家ICT制造企业进入全球500强。网民规模已达7.1亿，互联网普及率达51.7%，各类互联网公共服务类应用均实现用户规模增长，网上预约出租车、在线政务服务用户规模均突破1亿大关。数字经济正为中国经济营造出热气腾腾的发展场景。

2016年9月的二十国集团领导人杭州G20峰会上，习近平总书记在峰会开幕辞【8】（2016年9月4日）中指出，“我们应该创新发展方式，挖掘增长动能。二十国集团应该调整政策思路，做到短期政策和中长期政策并重，需求侧管理和供给侧改革并重。今年，我们已经就《二十国集团创新增长蓝图》达成共识，一致决定通过创新、结构性改革、新工业革命、数字经济等新方式，为世界经济开辟新道路，拓展新边界。要沿着这一方向坚定走下去，帮助世界经济彻底摆脱复苏乏力、增长脆弱的局面，为世界经济迎来新一轮增长和繁荣打下坚实基础。”。直接在世界舞台上宣布了中国要为经济发展开辟新道路，要走数字经济的道路。2016年4月，习近平总书记就在网络安全和信息化会议上说要“以信息流带动技术流、资金流、人才流、物资流，促进资源配置优化，促进全要素生产率提升，为推动创新发展、转变经济发展方式、调整经济结构发挥积极作用”。【4】信息空间里的经济运动，在21世纪的今天是个全新的处女地。我国目前和世界强国基本上在同一起跑线上。我国党和政府高瞻远瞩的认识到可以通过掌握信息世界里的信息运动规律，反作用于实体世界的生产活动，带动实体经济的要素在更高的层次上调动、运动、正反馈服务于社会和经济发展的生产活动。

三、全面融合发展

2016年5月国务院印发《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》【5】。意见指出，制造业是国民经济的主体，是实施“互联网+”行动的主战场。推动制造业与互联网融合，有利于形成叠加效应、聚合效应、倍增效应，加快新旧发展动能和生产体系转换。要以激发制造企业创新活力、发展潜力和转型动力为主线，以建设制造业与互联网融合“双创”平台为抓手，围绕制造业与互联网融合关键环节，积极培育新模式新业态，强化信息技术产业支撑，完善信息安全保障，夯实融合发展基础，营造融合发展新生态，充分释放“互联网+”的力量，发展新经济，加快推动“中国制造”提质增效升级。

意见提出，要坚持创新驱动，激发转型新动能；坚持融合发展，催生制造新模式；坚持分业施策，培育竞争新优势；坚持企业主体，构筑发展新环境。到2018年，制造业重点行业骨干企业互联网“双创”平台普及率达到80%，成为促进制造业转型升级的新动能来源，制造业数字化、网络化、智能化取得明显进展；到2025年，力争实现制造业与互联网融合“双创”体系基本完备，融合发展新模式广泛普及，新型制造体系基本形成，制造业综合竞争实力大幅提升。

意见明确了深化制造业与互联网融合发展的7项主要任务，包括打造制造企业互联网“双创”平台，推动互联网企业构建制造业“双创”服务体系，支持制造企业与互联网企业跨界融合，培育制造业与互联网融合新模式，强化融合发展基础支撑，提升融合发展系统解决方案能力，提高工业信息系统安全水平。推动数字经济，利用信息化，至此，互联网技术和制造业融合发展的战略决定和战略蓝图被我国政府和领导层完整展开，展现出用信息化技术改造，融合，提升制造业和融合发展推动国民经济跃升的强大战略雄心。

第三节 工业互联网的出现

走过了机械化、电气化、自动化、信息化，在21世纪10年代，工业和制造业发展逐渐迈进数字化、互联网化、智能化。得益于电子信息技术、软件技术、半导体加工技术和新材料技术的全面进步，整个社会的消费和生产发生了微型化、网络化、数字化、智能化等多方面改变。数字化传感器变得轻小便于携带和安装，能耗小到可以一次安装并长期工作，成本相对降低到可以负担并大量使用的程度；全社会通信成本大幅下降，人人上网、万物上网、万物互联；计算机能力大幅提升，大数据算法、分布式存储系统和大规模计算的技术全面推广和普及；这三种趋势直接塑造了“工业互联网”产生和发展的物质技术基础。

2017年11月19日，“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”（本节简称《意见》）发布。《意见》讲述了时代发展的新形势，“互联网创新发展与新工业革命正处于历史交汇期。发达国家抢抓新一轮工业革命机遇，围绕核心标准、技术、平台加速布局工业互联网，构建数字驱动的工业新生态，各国参与工业互联网发展的国际竞争日趋激烈。” 《意见》指出全球范围内新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起。工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，日益成为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，对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性影响。工业互联网通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系，打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施，形成智能化发展的新兴业态和应用模式，是推进制造强国和网络强国建设的重要基础，是全面建成小康社会和建设社会主义现代化强国的有力支撑。建设和发展工业互联网是我国抢占国际制造业竞争制高点、数字经济发展主动权的不二选择，必须下大力度攻关和推广。工业互联网是互联网在深刻改变社会生活后，对生产端的又一次革命。它并不是单纯价值转移，而是通过深度融合，创造增量，做‘加法’。以工业互联网为代表的工业化与信息化融合是世界主要国家产业发展的重点模式，也是产业博弈的阵地所在。加大关键共性技术攻关力度，提升产品与解决方案供给能力。

发展工业互联网，技术是核心，融合是关键。用工业互联网加速制造业向智能化转型，最终要落到“融合”上。中国工业互联网产业联盟指出网络、数据和安全是体系架构的三大核心。“网络”是工业系统互联和数据传输交换的支撑基础，“数据”是工业智能化的核心驱动，“安全”是网络、数据以及工业融合应用的重要前提。中国工业互联网产业联盟在分析理解本土制造业和各型企业业务需求后，对国际同行的工业互联网和“工业4.0”参考架构，借鉴性地做了部分吸收，提出我国的工业互联网体系架构。见：

图七 中国工业互联网体系架构

一、工业互联网

顾名思义，“工业互联网”就是工业用途的“互联网”，“平台”就是这些工业用途互联网实际落地的网络、数据、软件实现的聚合结构。工业互联网作为新一代信息通信技术与制造业深度融合的产物，将驱动中国制造业生产方式、企业组织、产品模式等发生巨大变化。在全球重大制造强国基本上均把体系架构作为工业互联网或者智能制造发展的重要抓手。工业互联网是互联网和新一代信息技术与全球工业系统深度融合集成所形成的产业和应用生态；工业互联网是工业智能化发展的基础设施，实现工业要素、控制系统、信息系统、人之间泛在联接的网络；工业互联网的核心抓手是平台，通过云和工业大数据实现海量工业数据的集成、处理和分析；工业互联网是新模式和新业态，可以实现各种智能化生产、网络化协同和服务化延伸。工业互联网的实质是数据先行、全面互联，在全面互联的基础上，数据流动形成智能化变革，形成新的模式和新的业态。工业互联网相比民用或者消费者互联网，更强调数据准确性实时性，更强调牢固和高性能的联接，更看重安全的保障和参与者的轨迹记录，更强调基于多种数据集成、分析和建模。工业互联网最终要提供一个智能化的大系统。

消费者领域的互联网用户能访问大量的互联网数据，通过互联网进行商业交易个人金融交易，能下载和运行众多的个人学习娱乐和效率软件。工业领域目前在这方面的发展还非常的不够。如同习近平总书记在十九大上说的，“中国特色社会主义进入新时代，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。”同样的在互联网本身的增长和互联网给社会经济提供数字基础和数字化发展推动的角度来看，消费者领域和工业领域的互联网网络基础的发展，网络运用的场景和案例，网络应用软件的数量和用户，互联网带来的商业价值的创新和产品创新，都是非常不平衡和不充分。基于这个基本事实，我国的工业互联网有着极其广大的发展空间，一旦得以正确引导和产生正反馈效应，就能放大出强大的社会经济效益，更好的服务于“建设成为富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国”的战略目标。2018年3月5日，第十三届全国人民代表大会第一次会议在北京人民大会堂开幕，国务院总理李克强作政府工作报告。【9】在报告中对2018年政府工作提出建议，明确指出发展工业互联网平台。原文如下：

“加快制造强国建设。推动集成电路、第五代移动通信、飞机发动机、新能源汽车、新材料等产业发展，实施重大短板装备专项工程，发展工业互联网平台，创建“中国制造2025”示范区。大幅压减工业生产许可证，强化产品质量监管。全面开展质量提升行动,推进与国际先进水平对标达标，弘扬工匠精神，来一场中国制造的品质革命。”【9】

二、工业互联网平台

大家可以先从逻辑上来理解工业互联网平台。

图八 工业互联网逻辑架构 【45】

工业互联网解决的是全系统的问题。工业互联网体系架构顶层是应用，底层由数据源和通信网络组成，中间是云计算层，提供丰富的平台开发集成协同的可能性。通信网络的互联是基础；数据源是核心，以数据源为核心可以形成工业上的智能生产控制和智能运营以及决策优化这些常用的工业智能化场景。安全是工业互联网贯穿各个层面的重要保障，详细拆解开有传输安全、数据安全、访问安全、操作安全，还有整体的安全策略、安全追踪、安全审计等等。

先说说数据源，就是数据的来源，数据可以从物理世界里面的实体采集出来，比如汽车、飞机；也可以是大型工业设备，比如高炉、变电站等等；还可以是大型农场、机场、停车场等等；还可以是网络设施比如水网、电网以及立体的高楼、车站等，不一而足。还有一类数据源是已经数字化的资源，比如数据库、企业里面积累的软件数据、公用的气象、交通、人口等等。当然还可以是互联网上的商业应用如淘宝、京东、找钢网的钢材价格、爬虫爬出来的某类关键字出现的网站网页地址等等。最后一种数据源则是依赖于用户输入的，比如在手机上的点击某个图片、视频、输入的卡号、手机号等等，这些都是泛在的数据源。

数据的单独存在没有价值，只有数据通过通信送达要消费的用户方才有价值。原来的企业内部信息化都是直通式数据消费。比如销售部的出售价格数量表单给财务，财务的付款发给采购等等。工业互联网平台的出现后就不一样了，大家都把数据直接交给平台，而消费信息的用户端可以从平台获取而不用原有数据源了。但是不管信息怎么流动，通信手段均离不开通信层，移动通信就是我们熟悉的手机和上网流量卡的结合，是最普及的数据通信方式，也是最容易被干扰、屏蔽、截获的民用普及通信方式。固定线路通信当然也有很多方式，相对要安全稳定，比较适合量大的数据通信；而卫星通信往往覆盖野外离文明设施遥远的地方，相对昂贵、速率慢、带宽低，比较适合野外任务。专线是线路通信中较高级的，就是按标准带宽的专有线路，数据传送干扰少、竞争少、能有通信质量保证，也相对昂贵些。虚拟网络则用软件技术把数据进行各种技术处理后通过非特定线路传送到达通信的另一方，相对专线价格低廉，但又能保证一定的数据私密性，但是速率和带宽会受网络拥挤程度的影响。

数据一旦汇聚到平台，通过数据的预存储、预处理和转译解析，即把原始数据的格式和代码变成明文。而工业数据由于工业协议语种多样、数据私有、安全性要求高，为了省带宽还会压缩后传送，因此必须要通过一定处理后才能被读懂。而且有些云计算基础设施也会对数据进行压缩或者加密后存储，所以转译和解析是所有云计算平台都要有的功能。下一步就是数据的存储和读取，由于云计算大部分时间里面提供的是有限内存资源，大部分时候计算体系需要频繁地读取数据和存储计算结果，其中采用的技术种类较多。紧接着就是计算能力的提供，小到几个虚拟CPU12，多到成千上万，但是基本上就是对数据计算的能力，云计算可以按需提供计算能力，这是云计算最大的优点，就像家里的电表和线路能限制性提供一定安培的电力输出。平台上由于数据的来源、数据的保密级别、数据拥有者、数据使用者的自由度都是受限的。这个有点像酒店里面房间的进出都是有门禁系统的，平台上数据的访问控制就是数据平台的门禁系统。云接口和大家常说的云服务是一回事，这些云服务是编程人员在云平台上开发的，会被各种应用程序调用，那么这种调用需要是有序的、可控的、可追踪和管理的。这个体系是平台必须具备的，因为最后的云服务都要通过这个来计量和核算。

最后就是顶端的应用层，这个是用户最关心和最常用的部分。归纳下来有这么五种。1、分析展现就是把数据变成图像，人对数字阅读能力都是很有限的，但是一张图就简单得多，我们可以很快的看出趋势、高低、大小、明暗等等。2、交易交换指的是平台参与者之间的交易交换行为的记录，大家淘宝上面最后用的基本上就是形成一个交易和交换。3、内容呈现很容易理解，就是看书看图的意思，大家平时上网看图看书看新闻，在工业互联网平台上看的可能是设计图、报价单、产品图片、产品功能介绍等等不一而足。4、流程管控是指的对一个工业过程的控制，比如打开一个开关，关闭一个阀门，开通一根管道，同意一个合同，输入一张设计图原稿，这些都属于流程管控。5、管理规划指的是商业和管理中常见的定量设限这种行为，比如开通一个信用卡的信用额度，输入一个团队12月的每月差旅额度，设定一个电网对商业设施的供电总量等等。这些管理规划往往比较宏观，需要多方跨组织的协同工作和充分沟通等等。工业互联网最大的作用是可以跨行业、跨组织、跨地理和时间、跨文化和行政边界的协同工作产生效率。这使得整个工业行动主体都得到充分的信息和基于信息做出正确的行动和反应。

三、工业互联网平台软件架构

2017年工业互联网产业联盟组织编写了《工业互联网平台白皮书》，白皮书对工业互联网平台体系架构与关键要素、技术体系、产业体系、应用场景及案例、发展建议等进行了全面的阐释。【15】工业互联网平台对云计算技术和软件体系依赖性非常高。“云”是个虚拟的概念，就是通过互联网连接远程服务器来获取其计算、存储或数据服务。云是网络、互联网的一种比喻说法，主要有计算能力强、扩展性强、成本低、可靠性高、按需服务等特点。根据所提供服务的不同，云服务可以被分为以下三类或者说三个层次：

这三类，三层云服务在工业互联网平台架构中都有体现。

图九 工业互联网软件架构图 – 工业互联网白皮书（2017）第21页 【46】

最底层是边缘层，这层用来连接工业设备。设备接入主要负责通过物理接口、网口、串口等；或者通过模数转换器，将电流、电压量度转换成数值量。传感器也是一种抽象的模数转换装置，迷你并高度集成，它可以读出设备系统产生的数值，比如温度、振动、湿度、声响、气体浓度等等，。这些数值有可以通过某种通信协议传输。协议解析是指通过对原始数据的，解析转换成为明码，。边缘数据处理有很多种，这里边缘指的是在设备边缘就近处理，没有用到云计算的能力，用的是接入端紧邻的计算机（可能是通用计算机，也可能是不带显示器和键盘鼠标的计算机主板）来进行加密、调制、数据清洗、数据压缩、数据代码转换、格式转换等等。总的来说边缘做的事情就是数据的收集和数据的准备然后进入传输状态，然后传送到云计算的IAAS层，除此之外，还有部分的边缘计算与设备的控制和互动有关。

IAAS层的数据已经写入了存储，这些存储有可能分布在某一台物理存在的服务器上，也可能通过网络分布在多个服务器的多个存储装置中，逻辑上大家可以忽略具体这些数据在哪里，能查阅、读取、存储和计算就是IAAS层云计算提供的能力。

PAAS层主要是面向编程人员，也就是程序开发人员的。基于不同的工业问题，程序员可以用不同的常规算法，数理逻辑，大数据算法或者人工智能算法，从数据中找出算出关键数据、规律、症候、原理，然后通过微服务（大量的带可消费可理解的双向数据接口）的形式，输出这些运算结果。PAAS层也有自己的管理控制，包括对数据源的管理（纳入和剔除），对编程人员行为的管理，对云计算和存储资源的分配，基本的系统的运行维护、故障处理和保证环境的健康运行等等。这里列举些常见的微服务场景：

最上层则是云应用SAAS层，这是用户直接阅读，操作的用户接口和界面层。我们平时在手机，平板上打开的应用程序基本都是，桌面计算机的程序也逐渐SAAS化，大家最常见的微软视窗和办公套件软件技术上已经开始强制云化。SAAS软件对使用者的要求降低了很多，一般除了简易安装和登录需要操作外，剩下都是如何使用软件的事情。SAAS最小化了用户要投入的计算资源，技术力量和长期运维技术工作，SAAS软件一般按照用户数和使用时间和量付费。工业用户用的传统软件包括CAD66、CAM67、BIM68、ERP、CRM、SRM、MES、APS6、WMS58各种软件涉及到产品设计仿真、制造、场地建筑设计仿真、企业资源规划、客户关系管理、供应商关系管理、制造执行系统、高级细化排程，仓库管理系统都在逐步走向云化、SAAS化。一般说来，SAAS软件的初期投入费用低，上手时间短，可以减少企业在信息化软件上的早期设备资产投入和人才投入。虽然工业行业为这些通用软件提供的市场足够大，但是工业互联网最大的价值反而是在一些小众的基于特定专业知识积累的领域，提供廉价高效高可用性的SAAS应用。这里举个例子，汽车生产中有个最大的喷漆面，就是汽车的前盖板，这个喷漆面对质量的要求非常高，传统工序都是靠人工肉眼观察判断喷漆质量的好还是不好，这有两个大的弊端：一个是工作环境差，长期暴露在挥发性低毒气体环境，对工作人员是个伤害，就算做好人身保护和防毒呼吸面具护具也是非常艰苦和不舒适的工作环境；二是人类的大脑会疲惫和自适应，长期观察后会自训练和心理暗示，要么放大检查的敏感度，要么降低敏感度，直接结果会导致产线节拍减慢拖延或者质量不合格产品漏检出下线。现在有了智能喷漆质检软件，运用标准程序在标准照明条件下对喷漆表面进行拍照，软件会自动放大照片，自学习扫描连续色块，对整张照片的有效成像面积进行全过程扫描，按照图像识别设定的阀值去判断喷漆面是否合格。速度基本达到秒级反馈，又快又准，还可以长期积累计算方法和经验成果。这个单一的特定应用一旦在所有汽车生产厂推广开来，带来的增效和人员伤害减少是非常可观的。利用工业互联网平台的架构优势，理论上一家这样的软件供应商就可以服务全国的汽车企业，做到服务的价格最优、水平最高。这里面可以总结出发挥工业互联网平台优势最高效的四个要素：广泛连接、知识积累、创新应用、云化服务。当然工业领域可以做的类似SAAS应用非常多，需要我们的企业界、学术界、工程界、软件界更频繁更广泛地跨界跨行业跨地区融合创新。工业互联网平台可以提供实时广泛的数据基础供大家做数字化的创新、工业互联网平台具备完善的计算能力和计算方法可以满足各种现代计算手段的实现、工业互联网平台更可以聚合产学研用各类创新主体协同工作，各自提供最擅长和最有价值的部分组成最高效和广泛的应用服务输出，对于我国这样的制造业大国，如果整个社会的各类制造业企业都能够全面接入工业互联网平台，利用最高最新的数字化产品和应用成果来提升生产效率、工艺和质量水平；通过精诚协作，互通有无，大力降低沉淀在供应链和生产环节的呆滞资产，会极大的提高全社会的生产率、物质资源、能源利用率，为社会创造更美好的产品服务品类；工业企业最终做到在能耗和物质消耗持平甚至降低的情况下，提供高质高品环保绿色安全的工业产品服务交付。

第四节 我国工业互联网实践案例

本节会给大家展开四个工业互联网领域较为典型的案例。里面涉及到物联网技术、自动化控制技术、远程设备数据采集、大数据分析、个性化产品设计和交付、单件生产等各种先进制造业的关键技术要素和生产表现形式。工业互联网的四个典型场景是：1.面向工业现场的生产过程优化；2.面向企业运营的管理决策优化；3.面向社会化生产的资源优化配置与协同；4.面向产品全生命周期的管理与服务优化。以下案例都有所体现和涉及，希望对读者有所启发。

一、洋山港四期智能码头

洋山港作为全球最大的综合自动化程度最高的单体码头，是上海洋山港四期码头闪光点。【18】洋山港四期码头在繁忙作业中保持着独有的安静和有序：大吊车将轮船上的集装箱吊起来，然后轻轻地放在自动导引运输车（AGV3）上，AGV3载着庞大的集装箱驶向堆场，除了井然有序任劳任怨的自动化设备，码头上原有的作业人员都消失不见，只有在办公室里面，可以看到新一代的信息化码头工人。2018年6月，洋山港自开港以来，码头平均每天作业船舶6—7艘，生产运行平稳高效。洋山港四期智能码头由两大系统组成，一个是软件系统。软件系统有两个重要子系统：指挥调度系统是码头的“大脑”；自主开发的设备控制系统是码头的“心脏”。二是硬件系统，洋山港四期码头2017年开港投入的设备有10台岸桥（大吊车），30台轨道吊，自动化导引车50台。将来会要逐步增加设备，仅AGV导引车就达到130台。10台岸桥，就有10条作业线路。调度系统里面的路线规划模块通过计算，指挥着从船边到堆场、吊车到AGV导引车、导引车到堆场、导引车衔接轨道吊的所有操作。所有装卸运输生产过程都通过实时控制系统实现无缝对接。该系统在设计时就留有余量，不但能把最复杂的情况规划好，本身算法还能不断迭代优化。

洋山港自动码头的承建方是振华港机。整个工程分为设备制造、软件开发、集成测试、正式开港四个阶段。过去的两年多时间，振华前前后后有几百名技术人员参与了四期码头的自动化系统建设。从自主创新的角度来看，AGV导引车是自动化码头最耀眼的创新。AGV导引车是货柜搬运主力，完全实现云端系统和本地软件协同，自动控制走向的无人驾驶。最主要是该车辆的可靠性和耐候性，无论何种天气，何种温度，它都在不停地工作，从海边到堆场，24小时循环往复。目前使用的是第三代导引车。振华重工花费多年，才研制出这型完全自主知识产权的国产化导引车。洋山港四期码头开港后，振华团队配备45人的团队从事专业设备系统运维周期作业：一是负责自动化系统和设备的维护保养；二是保证新加入的系统和设备的调试，保证产能持续增长；三是对整个设备硬件系统和软件系统进行持续优化，对未来系统方案发展，输入新的设计需求。

洋山港四期项目大周期长历时达5年。经过众多参与者的努力，振华自动化智能码头开始享誉世界。洋山港四期全自动化无人码头是典型的制造业通过新型物联网生产系统的开发和智能产品的开发，形成智能码头生产服务能力，变身为制造服务业的典型案例。

二、树根互联产融结合【19】【20】【21】

2017年初，三一重工物联网团队创业组建树根互联技术有限公司，树根互联发布“根云”平台。基于三一重工在装备制造及装备车辆远程运维的经验，树根互联专业从事工业互联网平台开发和应用建设。目前该重点面向装备车辆健康管理，装备车辆耗用和残值管理，提供装备备端到工业互联网平台的综合解决方案和新型信息和金融服务。

“根云”平台主要具备三方面功能：

目前，“根云”平台能够为企业提供资产管理、智能服务、预测性维护等工业应用服务。同时基于该平台开展产业链金融创新，已有保险、维保等产品实践，服务于保险公司金融机构,提升其风险管控和金融服务能力。三一集团旗下的久隆保险是共同推出挖掘机延保产品的主要合作方。

“根云”工业互联网平台能够汇聚大量装备车辆数据，帮助银行对抵押物实现全面监控 ,通过和供应链上下游企业的数据联通，可以帮助保险公司掌握车辆或者特种设备的健康状态、使用方行为习惯。保险公司掌握这些信息后可以实现保险精准定价，让价格在保险市场更有竞争力。支持装备车辆用户先用后付。

三、海尔智能制造【22】

四、酷特智能个性化定制【23】【24】

第一节 我们的时代和科技

一、新时代的技术特征

二、无处不在的智能通信

三、人工智能迅猛发展

四、工业领域数字化水平相对落后

五、数字化技术的助推作用

六、自主创新掌握更多核心竞争力

一、信息物理系统

二、德国工业4.0

三、美国工业互联网

一、创新驱动为先的基本方针

二、达成目标三步走

三、九大任务五项工程

三、制造业十大重点领域

四、制度优势提供战略支撑和保障

一、 赶上产业积累的差距

二、体系创新突破时间积累劣势

三、坚定加大投入突破资本积累瓶颈

四、协同发展全面提升价值链

一、两化融合是长期发展战略

二、两化融合的两种方法

三、采购套装软件的企业信息化

四、用互联网技术自主创新信息化

五、建设工业互联网

一、工业电子商务

二、巨量数字经济

三、全面融合发展

一、工业互联网

二、工业互联网平台

三、工业互联网平台软件架构

一、洋山港四期智能码头

二、树根互联产融结合

三、海尔智能制造

四、酷特智能个性化定制

一、互联网协议第六版IPv6

二、网络标识解析技术

三、工业光纤网络PON和TSN

四、5G和软件定义网络的发展

五、边缘计算

一、数字经济要安全发展

二、数字经济需要新规则体系

一、工业产品数字化设计

二、工业产品数字化制造

一、设备数据采集系统

二、制造执行系统MES

三、集散控制系统DCS

一、企业资源规划软件（ERP）

二、其他企业常用管理软件

一、数字经济是人类社会发展新境界

二、数字经济让所有人受益

三、数字经济发展成为中国特色

四、数字经济发展加速产业融合

一、云概念介绍

二、云计算发展历程和趋势

三、我国全面发展云计算

四、工业企业上云

一、云计算革新制造业

二、云计算助推数字经济发展

一、人工智能简介

二、人工智能技术的战略高度

一、人工智能推动物质生产极大丰富

二、人工智能促进人类社会发展

互联工厂是海尔在用全新的互联网理念，构建起的全新制造形态。其本质是一个直接连接用户的智能制造平台，是个智能化、模块化、快速交付、个性化，全面满足用户需求的研发制造平台。在这个平台上，用户创意或者个性化需求，会快速通过研发交互、透明制造、物流派送、安装调试、售后跟踪、需求回馈等闭环流程实现。每个产品都是有个性化需求的，每件产品都是有“主人”的，而制造中的每个环节，“主人”都是看得见的。在互联工厂的运转体系里，每件产品都有一个数字标签作为“身份证明”，标签上对应的是用户的需求和各种订单信息，赋予了产品生产、物流、全流程可视的可能。用户可以实时查询跟踪产品制造过程，享受全周期的最佳体验。用户品牌体系、用户诚信体系、用户需求响应体系，再加上海尔的创意设计能力，海尔全生态的智能制造，在国内国际上都达到领先地位。利用该先进制造价值链的体系架构，海尔未来所有的电器产品，都能加装智能模块，从而实现从计算、通信、精准控制、远程协调、学习自治习等符合CPS要求的各种功能。

青岛的纺织服装业具有较长的历史和基础，是与上海、天津齐名的全国纺织服装业三大基地之一。随着产业升级和个性化时尚潮的兴起，服装行业同质化现象严重，产品、产能过剩，先产后销的旧产业模式导致服装企业普遍库存增大，效益低下。低质、低价、低附加值的产品充斥服装市场、一片红海、竞争激烈。劳动力成本近年来逐渐增加，扩大规模、控制全产业链、提效降本等各种方法对服装企业发展都不能做出质的改变，只会导致更多库存和资金浪费。

青岛红领集团对传统的成衣制造工厂实施智能制造改造后，可以通过正装版型数据库录入所有客户的个性要求,按照不同的需求选择版型,根据用户不同身体数据，提供一站式个性化正装定制服务。用户可以通过网上预约或设计师上门量尺寸，只要输入偏好、心理价位，客户在网上可以从上万个服装款型中做出自己的选择。红领集团实施智能化个性化生产后，生产效率大大提升，传统的生产流程和商业模式都发生改变，订单管理精确，成品做到零库存，使企业利润水平大幅提升。近年来“互联网+”兴起，服装定制消费被接受后，红领集团想到要输出单件产品个性化定制能力，主动自我颠覆，做出“互联网+个性化定制”的系统方案和咨询服务输出的经营转型.企业品牌同时改造为“酷特智能”。酷特智能把服装大规模个性化定制领域的成功经验进行软件程序化、产品化、形成行业最佳实践、变成一套标准化的解决方案，然后输出给更多的企业，帮助它们转型升级。

利用过往经验和系统优势，酷特智能建设出高效率的大规模个性化定制供应链生态体系，开发出高度信息化的从客户到工厂（C2M8）的生产管理平台，实现多品类产品在线定制。

酷特智能平台可以进行自主设计、自动排产、工厂派单。订单数据从互联网端流入，经过集成设计、柔性生产、电商交易、物流派单、最后交付客户。订单交付流程启动后，平台能根据客户订单自动生成产品数字模型，数据模型的数字流贯穿所有设计、生产、营销、配送和内部管理流程。员工也从平台云端获取客户需求，产品设计信息，生产制造信息，全员在互联网上工作。这里互联网服务于实体经济，标准化制造蜕变为网上个性化定制，产品附加值大幅增加。酷特智能成功地将处于价值链底层的成衣制造业带向高端制造服务业和信息服务业。酷特智能的实践里：交易商中间环节被消灭，消费者得到最具性价比的产品和定制服务；实体工厂直面终端市场需求，赚到最大化的工业附加值。可以称作“两全其美”的制造业转型升级案例。

前文：

领导干部读本 ｜ 中国制造2025和工业互联网（一）

全文目录

第一讲 工业革命新时代

第二节 国际工业的数字化转型

第三节 中国制造2025，向先进制造业前进

第四节 我国制造业的普遍诉求

第二讲 中国制造2025的实现路径

第一节 两化融合的升级

第二节 中国方法：制造业+互联网

第三节 工业互联网的出现

第四节 我国企业工业互联网实践案例

第三讲 工业互联网的网络基础

第一节 工业网络技术的发展

第二节 工业互联网的安全

第三节 信息网络治理的挑战

第四讲 工业互联网的数字基础

第一节 工业产品的数字化

第二节 工业现场的数字化

第三节 管理流程的数字化

第四节 数字化带来的变革

第五讲 工业互联网软件应用和人工智能

第一节 云计算的发展

第二节 信息网络的融合

第三节 人工智能概述

第四节社会智能化变革

第五节 人工智能社会伦理

第六讲工业互联网方法和生态效应

第一节 建设工业互联网方法论

第二节 工业互联网的生态效应

术语词汇表

引用出处

参考文献

图表

作者介绍：

久章智能公众号

转载自久章智能（微信公众号，久章智能于 2020-10-29 转载），内容保持原貌，版权归原作者及原账号所有。阅读原文 ↗