1.2 工业互联网概念

1.2.1 工业互联网的内涵

对工业互联网的定义，众说纷纭，学术界和产业界还没有形成权威而准确的论述。本书试图从多个层面剖析和探讨工业互联网的内涵。正如从字面来理解一样，工业互联网的核心在于“工业”和“互联网”。“工业”是基本对象，是指在工业全生命周期活动中所涉及的各类人/机/物/信息/数据资源，以及由此形成的工业能力通过工业信息网络和互联网实现互联互通与共享协同的一种社会形态；“互联网”是关键手段，是综合利用物联网、信息通信、云计算、大数据等互联网相关技术推动各类工业资源与能力的开放接入，进而支撑由此衍生的新型制造模式与产业生态。

更进一步地，正如笔者主要参与并发布的《工业互联网体系架构（版本 1.0）》^[10]《工业互联网体系架构（版本 2.0）》^[11]中所描述的一样，可以从构成要素、核心技术和产业应用三个层面去认识它的内涵。

第一，从构成要素角度看，工业互联网基于信息通信网络实现机器、数据和人的融合。在工业生产中，各种机器、设备组和设施通过传感器、嵌入式控制器和应用系统与网络连接，构建形成基于“云—网—端”的新型复杂体系架构。随着生产历程的推进，数据在体系架构内源源不断地产生和流动，通过对数据采集、传输、分析处理和运用，逐步实现数据的商业化应用、数据价值创造与向数据资产的转换。在中国信息通信研究院2018年发布的《数据资产管理实践白皮书（3.0版）》中，数据资产被定义为“由企业拥有或者控制的，能够为企业带来未来经济利益的，以物理或电子的方式记录的数据资源”。人既包括企业内部的技术工人、领导者和远程协同的研究人员等，也包括企业之外的消费者，人员彼此间建立网络连接并频繁交互，完成设计、操作、维护及高质量的服务。

第二，从核心技术角度看，除了必要的信息通信网络、云计算等基础设施，贯穿工业互联网始终的是工业大数据的综合运用。从原始的杂乱无章到最有价值的决策、操作控制信息，经历了产生、收集、传输、分析、融合、管理、决策、执行等阶段，需要集成应用各类相关的技术和软硬件，完成感知识别、远近距离通信、数据挖掘、分布式处理、智能算法、系统集成、平台应用等一系列任务。简而言之，工业互联网技术是获得、处理、应用企业、组织、系统中的工业过程数据，并实现数据价值的系统集成技术。

第三，从产业应用角度看，工业互联网构建了庞大复杂的产品生产制造和服务生态系统，为企业提供了全面的感知、移动的应用、云端的资源和大数据分析，实现各类制造要素和资源的信息交互及数据集成，释放数据价值。这有效驱动了企业在技术研发、开发制造、组织管理、生产经营等方面开展全向度创新，实现产业间的融合与产业生态的协同发展。这个生态系统为企业发展智能制造构筑了先进的组织形态，为社会化大协作生产搭建了深度互联的信息网络，为其他行业智慧应用提供了可以支撑多类信息服务的基础平台。

1.2.2 工业互联网的特征

《工业互联网体系架构（版本 2.0）》将工业互联网特征归纳为“泛在互联、全面感知、智能优化、安全稳固”，本书从其技术特性及由其技术特性衍生而来的创新应用来描述工业互联网的典型特征。

1.2.2.1 基于互联互通的综合集成

工业互联网的第一个特征是基于互联互通的综合集成。

互联互通包括人与人（比如消费者与设计师）、人与设备（比如移动互联操控）、设备与设备（资源共享）、设备与产品（智能制造）、产品与用户（动态跟踪需求）、用户与厂家（定制服务）、用户与用户（信息共享）、厂家与厂家（制造能力协同），以及虚拟与现实（线上线下）的互联等，简单说就是把传统资源变成“数字化”资源。在此基础上通过传统的纵向集成、现代的横向集成，以及互联网特色的端到端的集成等方式实现综合集成，打破资源壁垒，使这些“数字化”的资源高效地流动起来^[12]。

对于制造业而言，上述过程的实现需要基于“数字化”资源构建复杂的研发链、生产链、供应链、服务链，以及保证这些链条顺畅运转的社会化网络大平台^[13]。

波音787飞机有600多万个零部件，由几百个一级供应商负责研发和制造，一级供应商又按照统一规则分别管理各自的供应商，涉及全球逾千万个供应商。这些供应商旗下的6000多名物流管理工程师24小时不间断地管理着整个供应链，若干个类似的专业性工程师队伍在一个统一的信息平台上协同工作，最终成就了波音787飞机^[14]。

1.2.2.2 海量工业数据的挖掘与运用

工业互联网的第二个特征是海量工业数据的挖掘与运用。

工业互联网时代的企业竞争力已经不再是单纯的设备与技术了。通过传感器采集数据，经网络信息平台处理，进而将经过分析的数据反馈到原有的设备并进行更好的管理，甚至创造新的商业模式，这将成为企业新的核心能力。例如，特斯拉公司就是基于软件和传感器，利用数据分析技术改造原有电池技术，实现电池温度控制更加精准节能，从而确保其在电池技术领域的领先地位的；东方国信利用大数据处理技术、工艺机理模型等技术手段，通过海量数据分析处理，从传热学、炼铁学等机理层面建立合理的预警标准，实现对高炉设备实时监控、智能运营和预警，平均降低冶炼产线能耗 3%～10%，减少安全事故60%以上，单座高炉创效收益可达每年2400万元^[15]。

目前，传统企业不但要从原有的运营效率中挖掘潜力，更重要的是要站在数据分析和整合的更高层面去创造新的商业模式。跨界的竞争对手有可能携数据分析和大数据应用的利器颠覆原有的产业格局。数据资产的重要程度不仅不亚于以原有的设备和生产资料为基础的资产，其作用和意义更具有战略性，以数据资产和大数据为基础的业务会成为每一个工业互联网企业的核心^[16]。

1.2.2.3 跨行业通用基础设施

工业互联网的第三个特征是跨行业通用基础设施。

工业互联网可以作为新型工业“操作系统”，支撑跨行业、跨领域、以信息物理融合为主要特征的各类数字化应用。对企业来说，数据在未能与特定场景的应用结合之前，并不能给企业带来任何新价值，基于海量数据的工业应用创新与深度业务协同才是企业最看重的工业互联网价值。就像微软Windows之于PC时代，谷歌Android系统之于移动互联一样，工业互联网通过实现海量数据、工业智能与复杂工业场景的结合与价值创造，从而成为支撑新一轮工业革命的重要基础设施。例如，海尔的COSMOPlat应用解决方案已突破其核心的家电制造和服务，覆盖了包括建陶、房车、农业在内的15个行业生态，将助力这些行业内的企业用户转型升级^[17]。

1.2.2.4 商业模式和管理的创新

工业互联网的第四个特征是广义的创新，即商业模式和管理的创新。

传统企业的企业家最关注的是财务绩效或投资收益率，怎样使得工业互联网技术在短期内为企业产生直接可量化的效益，是他们采用这种新技术的主要动力，也是让更多人接受工业互联网的关键步骤。在此基础上，企业会逐步考虑用工业互联网技术来重塑原有的商业模式，甚至进一步创造新的商业模式，并创新与之相适应的管理模式，来颠覆原有的市场格局^[18]。这种情况使更多通过跨界的方式进入原有行业的颠覆者出现，是中国特色的工业化与信息化深度融合的“互联网+”的发展模式。举例来说，无人驾驶汽车的出现，以及和电动车结合出现的新的商业模式创新，有可能会使汽车行业最终演变成一个彻底的服务行业，而非如今的以产品销售和服务为主的传统制造业。商业模式的创新有其自身的演进路径，除了赋予产品新的功能、创造新的模式，在整个价值链上也会产生巨大的裂变，甚至产生平台级、系统级的颠覆。

1.2.2.5 制造业态更新和新生态形成

工业互联网的第五个特征是支撑制造业态更新和新生态形成。

当前，互联网已经不仅是一种技术和基础设施，更是一个时代特征，“互联网+一切”（All in Internet）或者“一切+互联网”（All on Internet）是时代大潮，谁也逃不掉。各种因素的综合作用，使业态的更新成为必然，使新生态的形成成为可能。互联网技术能够破除资源“数字藩篱”，使得共享经济新生态逐渐形成。对于制造企业而言，以生产性服务业、科技服务业等为典型的服务化制造业已经成为业态更新的重要方向。越来越多的制造企业已经从传统的制造“产品”转型为提供“产品+服务”。例如，沈阳机床的i5云制造系统，将传统机床产品销售转型为基于工业互联网的按时租用加工服务的全新业态，并进一步吸引生产线物流服务商、机床维修服务提供商等生态伙伴，形成了更有活力的生产性服务生态。