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中美德工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)路徑比較

美國、德國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是兩種完全不同的發(fā)展路徑，其發(fā)展戰(zhàn)略在未來制造業(yè)上有著各自的深層考慮。制造業(yè)的第一陣營尚且如此未雨綢繆，中國如果還不能對種種趨勢做出及時反應(yīng)，差距只會越來越大。

過去20年，互聯(lián)網(wǎng)是改變社會、改變商業(yè)最重要的技術(shù)；如今，隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)以及云計算和大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)制造領(lǐng)域?qū)㈤_始具備收集、傳輸及處理大數(shù)據(jù)的高級能力，使制造業(yè)形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，帶動傳統(tǒng)制造業(yè)的顛覆與重構(gòu)。

美國、德國與中國各有所憑

美國：憑借信息技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，以互聯(lián)網(wǎng)吞并制造業(yè)

長期以來，CPU、操作系統(tǒng)、軟件以及云計算等網(wǎng)絡(luò)平臺幾乎都由美國掌控霸權(quán)。近兩年來，Google開始進(jìn)軍機(jī)器人領(lǐng)域、研發(fā)自動駕駛汽車；Amazon進(jìn)入手機(jī)終端業(yè)務(wù)，開始實施無人駕駛飛機(jī)配送商品等。美國互聯(lián)網(wǎng)巨頭正在從“信息”領(lǐng)域加速進(jìn)入“物理”業(yè)務(wù)領(lǐng)域。此外，美國通用電氣、思科、In-tel、AT&T等組成了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）”。

種種跡象表明，美國未來將大力發(fā)展工業(yè)領(lǐng)域的智能業(yè)務(wù)，通過互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息通信技術(shù)建設(shè)連接工業(yè)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈的網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)海量工業(yè)數(shù)據(jù)的實時采集，自由流轉(zhuǎn)，精準(zhǔn)分析，從而支撐業(yè)務(wù)的科學(xué)決策，制造資源的高效配置。

也就是，美國企業(yè)已經(jīng)不滿足于企業(yè)對消費者的數(shù)字化商業(yè)領(lǐng)域，而是開始涉足企業(yè)對企業(yè)的商業(yè)領(lǐng)域。一旦美國大規(guī)模進(jìn)軍工業(yè)的現(xiàn)實物理世界，必將對市場形成控制，其他國家的工業(yè)競爭力也將隨之大幅降低。

德國：憑借工業(yè)4.0，用互聯(lián)網(wǎng)打通智能工廠

德國一貫謀求在傳統(tǒng)制造業(yè)保持世界領(lǐng)先地位，并且計劃在適當(dāng)?shù)臅r候?qū)⑵渑c新一代信息技術(shù)結(jié)合起來。如果不這樣的話，就會在互聯(lián)網(wǎng)時代失去與世界接軌的機(jī)會。為此，德國的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略中的智能制造處處與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)聯(lián)。工業(yè)4.0本質(zhì)是基于“信息物理系統(tǒng)”實現(xiàn)“智能工廠”。在生產(chǎn)設(shè)備層面，通過嵌入不同的傳感器進(jìn)行實時感知。通過寬帶網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)對整個過程進(jìn)行精確控制；在生產(chǎn)管理層面，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)軟件、管理軟件等一系列技術(shù)構(gòu)成服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)物理設(shè)備的信息感知、網(wǎng)絡(luò)通信、精確控制和遠(yuǎn)程協(xié)作。

工業(yè)4.0時代，每一個產(chǎn)品將承載其整個供應(yīng)鏈和生命周期中所需的各種信息，實現(xiàn)追蹤溯源。每一個生產(chǎn)設(shè)備將由整個生產(chǎn)價值鏈所繼承，實現(xiàn)自律組織生產(chǎn)。智能工廠靈活決定生產(chǎn)過程，不同的生產(chǎn)設(shè)備既能夠協(xié)作生產(chǎn)，又可以各自快速地對外部變化做出反應(yīng)。

所以，工業(yè)4.0的技術(shù)手段是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融合，未來的制造業(yè)將建立在以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的協(xié)同平臺之上，將更多的生產(chǎn)要素進(jìn)一步科學(xué)地整合，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生產(chǎn)、管理、交易等環(huán)節(jié)的應(yīng)用不斷深化，推動柔性生產(chǎn)、智能制造和服務(wù)型制造日益成為生產(chǎn)方式變革的重要方向。

中國：憑借“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級賦能

可以說，德國、美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是兩種完全不一樣的發(fā)展路徑。通過仔細(xì)分析德國、美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，我們不難發(fā)現(xiàn)德國、美國在未來制造業(yè)上有著各自的深層思考。制造業(yè)的第一陣營尚且如此未雨綢繆，中國如果還不能對種種趨勢做出及時反應(yīng)，差距只會越來越大。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，平臺型企業(yè)、網(wǎng)絡(luò)化組織、開放式創(chuàng)新、大規(guī)模定制、社會化生產(chǎn)等行為將更加普遍。所以，生產(chǎn)者與消費者的互動將更加緊密，中小企業(yè)的作用將更加突出，對市場需求的快速反應(yīng)將更加重要。這些變化都要求適時、適度的制度創(chuàng)新和管理變革能力，這對我國相對薄弱的制度創(chuàng)新和管理變革能力構(gòu)成現(xiàn)實性的挑戰(zhàn)。

為此，最近幾年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在我國受到了空前重視。行業(yè)主管部門認(rèn)為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對我國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展以及提升國際競爭力具有戰(zhàn)略意義，要從制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，須抓住這次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的發(fā)展機(jī)會。網(wǎng)絡(luò)、平臺及安全構(gòu)成了中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三大體系，網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，平臺是核心，安全是保障。

以往的思路認(rèn)為，要想擺脫傳統(tǒng)制造業(yè)的低附加值境地，就必須向“微笑曲線”的研發(fā)和服務(wù)這兩端延伸，通過高新技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級和發(fā)展制造業(yè)周邊服務(wù)業(yè)是必經(jīng)之路。從產(chǎn)業(yè)層面來看，“研究與設(shè)計”環(huán)節(jié)意味著發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，“營銷與服務(wù)”環(huán)節(jié)則是要提高制造業(yè)周邊服務(wù)業(yè)的比重。

但是，這一過程會遇到諸多挑戰(zhàn)，既不能實質(zhì)性地走出微笑曲線的底部，也不能短期內(nèi)走出微笑曲線的底部。但是，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代已經(jīng)到來。因為，制造業(yè)傳統(tǒng)意義上的價值創(chuàng)造和分配模式正在發(fā)生轉(zhuǎn)變，借助跨國界的互聯(lián)網(wǎng)平臺，企業(yè)、客戶及利益相關(guān)方紛紛參與到價值創(chuàng)造、價值傳遞及價值實現(xiàn)等生產(chǎn)制造的各個環(huán)節(jié)。

這樣一來，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將對制造業(yè)“微笑曲線”這個價值鏈進(jìn)行一次顛覆性的重塑。個性化定制把前端的研發(fā)設(shè)計交給了用戶；用戶直接向企業(yè)下達(dá)訂單，也弱化了后端的銷售，從而拉平微笑曲線，并重新結(jié)合成價值環(huán)。

從三個“CM”入手

幾十年來，隨著各種產(chǎn)品的豐富，制造業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)也變得更為復(fù)雜和精細(xì)。生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)部的信息流量，以及管理工作的信息量劇增，自動化系統(tǒng)在信息處理能力、效率和規(guī)模上都已經(jīng)難以滿足制造業(yè)的需求。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將在一定程度上解決這些難題。當(dāng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這一新的業(yè)態(tài)開始進(jìn)入制造業(yè)領(lǐng)域時，一個全新的挑戰(zhàn)也隨之而來，那就是讓制造業(yè)由機(jī)械化、電氣化、數(shù)字化，轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)化和智能制造的挑戰(zhàn)。

當(dāng)然，國家戰(zhàn)略有了，給產(chǎn)業(yè)界未來指明的方向也有了。隨之，未來幾年必然會有大規(guī)模政策扶持。但是技術(shù)的方向研究，尤其是在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的理論創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)研究方面還不夠。筆者認(rèn)為，行業(yè)和企業(yè)發(fā)力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要從三個“CM”入手。

第一個CM（Concurrent Manufac-turing，并行制造），指的是制造業(yè)的各個工藝流程都將并行化、透明化、扁平化，實現(xiàn)真正意義上的智能制造。并行化的智能制造過程將通過利用網(wǎng)絡(luò)世界海量的數(shù)據(jù)和信息資源，突破物理世界資源有限的約束。這樣一來，可以一邊設(shè)計研發(fā)，一邊采購原材料零部件，一邊組織生產(chǎn)制造，一邊開展市場營銷，從而降低運營成本，提升生產(chǎn)效率，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，也減少能源使用。

第二個CM（Cloud Manufacturing，云制造），簡單地說是一種基于泛在網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)互聯(lián)化、服務(wù)化、個性化的一種制造新模式和新手段，將線下的資源（零部件、生產(chǎn)車間、生產(chǎn)設(shè)備、資本以及工人等）整合到線上，吸引價值鏈上下游的不同企業(yè)廣泛參與到設(shè)計、生產(chǎn)、服務(wù)等環(huán)節(jié)中來，實現(xiàn)各種資源的共享與互補。

而C2M（Customer-to-Manufacto-ry，顧客對工廠）是圍繞消費者的一種商業(yè)模式，以消費者為中心，憑借提供自己的標(biāo)準(zhǔn)化模塊供消費者選擇性地組合，是一種“拉動式”的供應(yīng)鏈體系，借工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，形成對全球行業(yè)鏈的帶動引領(lǐng)能力，然后通過智能制造實現(xiàn)多品種定制化的快速生產(chǎn)。

三駕馬車：5G、人工智能與區(qū)塊鏈

總之，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將全面嵌入到工業(yè)體系之中，將打破傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程、生產(chǎn)模式和管理方式。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)制造過程與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的深度集成，將實現(xiàn)對生產(chǎn)要素的高度靈活配置，實現(xiàn)大規(guī)模定制生產(chǎn)。從而，將有力推動傳統(tǒng)制造業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級的步伐。那么，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)憑借什么力量去改變制造業(yè)思維，去給制造業(yè)帶來更多的靈活性和想象空間，去顛覆制造業(yè)的游戲規(guī)則呢？

近幾年，全球有三大科技領(lǐng)域越來越熱：一個是人工智能，一個是5G，還有一個是區(qū)塊鏈。三者都是能夠改變時代、改變社會、改變經(jīng)濟(jì)的顛覆性技術(shù)。目前，我國已經(jīng)發(fā)放了四張5G牌照，5G產(chǎn)業(yè)處在爆發(fā)前夜的階段；人工智能方面，業(yè)界普遍認(rèn)為，工業(yè)4.0是繼蒸汽技術(shù)革命、電力技術(shù)革命、計算機(jī)及信息技術(shù)革命之后的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，而人工智能是工業(yè)4.0的重要推動技術(shù)；區(qū)塊鏈方面，很多人甚至認(rèn)為其將改變數(shù)據(jù)存儲方式，重塑互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)。5G、人工智能與區(qū)塊鏈亦是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“三駕馬車”。

5G作為下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)，它不僅可以帶來大眾良好的移動互聯(lián)網(wǎng)體驗，還將成為智能制造、無人駕駛汽車等各個領(lǐng)域的技術(shù)支撐。因此，5G被視為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“基礎(chǔ)設(shè)施”。5G可以與3D工業(yè)相機(jī)、超高清視頻、傳感器、控制系統(tǒng)等技術(shù)相結(jié)合，幫助工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程操作、基于增強(qiáng)現(xiàn)實的人機(jī)協(xié)同、生產(chǎn)過程實時監(jiān)測等，將進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率、改善員工的工作條件。

眾所周知，WiFi穩(wěn)定性較差、安全性能不強(qiáng)。隨著5G時代的到來，5G專網(wǎng)（5G局域網(wǎng)）大有大規(guī)模取代工廠內(nèi)WiFi的趨勢。歐美一些國家的工業(yè)制造業(yè)企業(yè)無須跟隨網(wǎng)絡(luò)運營商的5G建設(shè)節(jié)奏，可利用政府為企業(yè)預(yù)留的5G頻率率先在企業(yè)內(nèi)部建設(shè)5G局域網(wǎng)，解決穩(wěn)定性問題。與此同時，企業(yè)使用的5G頻率是本地5G頻率，而不是網(wǎng)絡(luò)運營商的授權(quán)頻率，不受網(wǎng)絡(luò)運營商的影響，可獨立進(jìn)行5G應(yīng)用，使得專用網(wǎng)絡(luò)與公用網(wǎng)絡(luò)物理隔離，提供完整的數(shù)據(jù)安全性。

人工智能

經(jīng)過60多年的演進(jìn)，特別是在移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、超級計算、傳感網(wǎng)、腦科學(xué)等新理論新技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展強(qiáng)烈需求的共同驅(qū)動下，人工智能加速發(fā)展，呈現(xiàn)出深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機(jī)協(xié)同、群智開放、自主操控等新特征。大數(shù)據(jù)驅(qū)動知識學(xué)習(xí)、跨媒體協(xié)同處理、人機(jī)協(xié)同增強(qiáng)智能、群體集成智能、自主智能系統(tǒng)成為人工智能的發(fā)展重點，受腦科學(xué)研究成果啟發(fā)的類腦智能蓄勢待發(fā)，芯片化硬件化平臺化趨勢更加明顯，人工智能發(fā)展進(jìn)入新階段。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的核心是基于人工智能技術(shù)，集成了工業(yè)數(shù)據(jù)分析與建模能力。大數(shù)據(jù)智能是開啟工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用價值的鑰匙，機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和監(jiān)督學(xué)習(xí)是決定大數(shù)據(jù)應(yīng)用價值高低的主要因素。利用這些新一代人工智能技術(shù)，基于工業(yè)流程，行業(yè)知識、經(jīng)驗及生產(chǎn)工藝等構(gòu)建的數(shù)字化模型之后，將工業(yè)大數(shù)據(jù)輸入模型，就可以基于數(shù)字化模型的計算，實現(xiàn)對制造業(yè)全生命周期的描述、分析、預(yù)測、決策，以指導(dǎo)現(xiàn)實工廠各項工作的精準(zhǔn)執(zhí)行。

區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈基于共享賬本、智能合約、機(jī)器共識、權(quán)限隱私等技術(shù)特征，應(yīng)用在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，有望提升工業(yè)制造各環(huán)節(jié)生產(chǎn)要素的智能配置能力，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同。例如，工業(yè)1.0和工業(yè)2.0時代，主要是由管理人員管理員工組織生產(chǎn)，工業(yè)3.0時代由管理人員管理自動化設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度，而工業(yè)4.0時代將通過智能合約基于某種規(guī)則或協(xié)議實現(xiàn)人機(jī)協(xié)同。再比如，統(tǒng)一管理工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識是一個難題?；蛟S應(yīng)該換個標(biāo)識統(tǒng)一管理的思維角度——用區(qū)塊鏈共享賬本機(jī)制來實現(xiàn)統(tǒng)一管理。標(biāo)識需要的不是解析，而是記錄，記錄在行業(yè)區(qū)塊鏈上。

區(qū)塊鏈技術(shù)在過去兩年被廣泛關(guān)注，但一直遲遲不能規(guī)?；逃?，最大瓶頸是區(qū)塊鏈技術(shù)一直以來都是應(yīng)用于線上的數(shù)字貨幣等信息世界，但要大規(guī)模商用就必須得解決線下的物理世界如何上鏈的難題。區(qū)塊鏈能夠完美地幫助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接物理世界和虛擬世界，為“智能化”提供基礎(chǔ)保障；工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的主體，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的提前到來，亦能夠讓區(qū)塊鏈盡早實現(xiàn)大規(guī)模商用。

供給側(cè)、應(yīng)用側(cè)及政府三方攜手

綜上所述，戰(zhàn)略層面上，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)受到了中美德前三大制造業(yè)國家的高度重視；模式層面上，并行制造、云制造與消費者為中心等三個“CM”將是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主攻方向；技術(shù)層面，5G、人工智能與區(qū)塊鏈三駕馬車讓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)快速落地成為可能。于是，在國家戰(zhàn)略布局下，尤其是部分省市高額補貼的政策大力支持下，我國制造業(yè)企業(yè)、工業(yè)軟件服務(wù)商、工業(yè)設(shè)備供應(yīng)商及互聯(lián)網(wǎng)公司紛紛布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。據(jù)統(tǒng)計，近兩年來，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)量實現(xiàn)了高速發(fā)展，國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)量竟出現(xiàn)三四百個，超過了國外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)量的總和。

然而，從供給側(cè)角度看，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)字化模型與國外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺相比有較大差距，亟待不斷提升大量設(shè)備的接入能力，豐富各種數(shù)字化模型，以實現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)的采集存儲與挖掘分析。如何用好工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三駕馬車，有待平臺企業(yè)進(jìn)一步升級和強(qiáng)化。

從應(yīng)用側(cè)角度看，企業(yè)用戶對應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，上傳數(shù)據(jù)、企業(yè)上云的安全性仍有警惕，對人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)仍持保守謹(jǐn)慎態(tài)度。如何讓眾多制造業(yè)企業(yè)接受工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，有待從三個“CM”入手進(jìn)一步科普和推廣。

所以，從政府角度看，應(yīng)該重新梳理思路，抓重點應(yīng)用場景。圍繞宏觀的產(chǎn)業(yè)角度，開展政策建議和評估，斬落戰(zhàn)略制定以及規(guī)劃落地，應(yīng)用示范以及復(fù)制推廣，規(guī)范、約束和引導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺以及工業(yè)APP健康發(fā)展等研究，很多事可以做，而不是從微觀層面搞技術(shù)，自己搭建平臺。唯有引導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)真正落地，讓工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺成熟度不斷提升，才能使廣大中小企業(yè)用戶提質(zhì)增效，才能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展。

萬事俱備，尚需理清思路；如何推進(jìn)，亟待三方攜手。