工业互联网有哪些典型应用模式工业互联网在各行业中的应用发展情况如何
网络化协同是通过跨部门、跨层级、跨企业的数据互通和业务互联，推动供应链上的企业和合作伙伴共享客户、订单、设计、生产、经营等各类信息资源，实现网络化的协同设计、协同生产、协同服务，进而促进资源共享、能力交易以及业务优化配置。
个性化定制是面向消费者个性化需求，通过客户需求准确获取和分析、敏捷产品开发设计、柔性智能生产、精准交付服务等，实现用户在产品全生命周期中的深度参与，是以低成本、高质量和高效率的大批量生产实现产品个性化设计、生产、销售及服务的一种制造服务模式。
服务化延伸是制造与服务融合发展的新型产业形态，指的是企业从原有制造业务向价值链两端高附加值环节延伸，从以加工组装为主向“制造+服务”转型，从单纯出售产品向出售“产品+服务”转变，具体包括设备健康管理、产品远程运维、设备融资租赁、分享制造、互联网金融等。
数字化管理是企业通过打通核心数据链，贯通生产制造全场景、全过程，基于数据的广泛汇聚、集成优化和价值挖掘，优化、创新乃至重塑企业战略决策、产品研发、生产制造、经营管理、市场服务等业务活动，构建数据驱动的高效运营管理新模式。
工业互联网在各行业中的应用发展情况如何？工业互联网目前已延伸至40个国民经济大类，涉及原材料、装备、消费品、电子等制造业各大领域，以及采矿、电力、建筑等实体经济重点产业，实现更大范围、更高水平、更深程度发展，形成了千姿百态的融合应用实践。
钢铁行业是国民经济支柱产业，制造流程长、工序多，生产分段连续，主要面临生产运营增效难、产能严重过剩、节能绿色低碳压力大、本质安全水平较低等痛点。中国宝武、鞍山钢铁、马钢集团等企业应用工业互联网积极探索生产工艺优化、多工序协同优化、多基地协同、产融结合等典型应用场景，一方面通过数据深度分析带动生产效率、质量和效益提升，另一方面实现多区域、多环节、多业务系统的协同响应与综合决策，通过模式创新实现新价值创造和新动能培育。
工程机械行业作为国民经济的重要行业，为建筑、制造、采矿等行业提供生产必需的机械装备和基础工具，具有产品复杂多样、生产过程离散、供应链复杂的特征，同时也面临着生产效率不高、产品运维能力较弱和行业同质化竞争严重等行业痛点。三一重工、徐工集团和中联重科等工程机械龙头企业积极应用工业互联网加快企业数字化步伐。通过工业互联网进行设备预测性维护、远程可视化管理，不仅降低了设备运维成本，提高了生产资源的动态配置效率，还在此基础上延伸出供应链金融、融资租赁等服务模式，实现“制造+服务”，带来新的增长空间。
家电行业具有技术更新速度快、产品研发周期短、产品同质化程度高等特点，当前主要面临个性化需求满足困难、生产精度效率要求高、订单交付周期长、质量管控力度不足、库存周转压力等核心需求痛点。格力、海尔、美的、TCL等轻工家电企业依托工业互联网开展规模化定制、产品设计优化、质量管理、生产监控分析及设备管理等应用探索，提升用户交互体验、品质一次合格率与生产效率，节省设备运维成本，满足客户个性化需求。
电子信息行业属于知识、技术密集型产业，产品细分种类多、生产周期短、迭代速度快，对品质管控、标准化操作与规范化管理、市场敏捷化响应等要求较高。中国电子、华为、中兴等通过工业互联网开展设备可视化管理、产品良率提升、库存管理优化、全流程调度优化和多工厂协同等典型应用探索，一方面通过机器视觉、大数据分析等新技术提升质量管理、设备故障诊断、产品库存管理等环节效率，另一方面通过建设互联工厂实现企业级决策优化和需求敏捷响应。
采矿行业是采掘、开发自然界能源或将自然资源加工转换为燃料、动力的工业，当前主要面临资源紧缺、安全监管与环保压力大、设备实时监管、精细化管理要求高等痛点。山西潞安新元煤矿、陕煤集团小保当煤矿、山东黄金三山岛金矿、内蒙古白云鄂博稀土矿等采矿企业利用“5G+工业互联网”，开展智能采掘与生产控制、环境监测与安全防护、井下巡检等，把人从危险繁重的工作环境中解放出来，促进了采矿行业绿色、安全生产。
电力行业利用“5G+工业互联网”与发、输、变、配、用全环节融合，形成新型控制监测网络，优化流程工艺，大幅减少碳排放，降低了清洁能源并网的不确定性，同时提升电动汽车和微电网等主体的接入能力，降低了上下游企业和用能客户的成本。中国华能、南方电网、国家电网、正泰集团、特变电工等发电侧、电网侧和用电侧企业及机构纷纷开展探索，形成发电侧设备预警与节能增效、电网侧调度优化与全流程集成管控、用电侧服务提质与用电策略优化等典型应用模式，分别实现设备故障提前预测和主动维修、电能量数据可测和用电成本降低。
建筑行业具有项目建设周期长、资金投入大、项目关联方管理复杂、人员流动性强等特点，未来将走向以工业互联网、BIM等技术综合应用支撑下的工业化、智能化、绿色化。中建科工、广联达、三一筑工、北京建谊等企业利用工业互联网，探索数字化协同设计与集成交付、虚实融合的施工协同管理、装配式建筑智能制造等应用，实现建设项目全过程的虚拟执行和优化调整，大幅提升设计效率、施工质量、成本进度控制和安全施工水平。另一方面，面向建筑本身能耗优化、安全应急和访问控制等需求，部分领先建筑企业通过工业互联网开展能耗管理、资产监测运维、虚拟演练等应用探索，实现智能化安全化运行。
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工业互联网发展的本质与态势分析
作者：任保平（西安财经大学副校长，教育部人文社会科学重点研究基地西北大学中国西部经济发展研究院院长教授、博导）
【摘要】工业互联网作为第四次工业革命的先导，已经成为中国工业高质量发展的新引擎。中国工业互联网产业融合带动的经济影响规模在不断增长，但是我国工业互联网的发展存在着核心技术短板、标准化体系短板、核心能力短板和产业基础短板。对此，需要加强核心技术的自主研发与应用，引导企业成为工业互联网的主体，完善工业互联网标准体系，加大工业互联网融合创新的政策供给，优化工业互联网发展环境。
近年来，我国工业互联网形成了快速发展的态势，《工业互联网产业经济报告2020》指出，2017—2020年，中国工业互联网产业带动的经济规模增长了近4倍，仅2020年我国工业互联网融合带动的经济影响规模就达2.49万亿元，同比增长55.8%。目前，全国已形成具有一定影响力的工业互联网平台超过80个，各种类型的工业APP的数量35万个，广泛应用到钢铁、机械、电力、交通、能源等30多个国民经济重点行业。而且从基础条件来看，中国具有发展工业互联网的优势：经过新中国成立以来70多年的发展，我国建立了完善的工业基础，制造业门类齐全，工业设备和工业数据储备庞大。同时，我国构建了比较完善的工业平台基础，目前已经形成的协同制造平台、管理服务平台、用户定制化平台，为工业互联网的发展提供了平台条件。工业互联网既是我国实现工业经济向网络化、智能化方向发展，实现高质量发展的关键，也是全球新一轮科技和产业革命的新动力。那么，工业互联网的“灵魂”何在？当前我国工业互联网建设的短板不足有哪些？工业互联网未来发展的实施路径在何方？这些问题都亟待研究和思考。
工业互联网为何连续四次被写入政府工作报告
进入新时代以来，我国非常重视工业互联网的发展，国家连续出台了一批促进工业互联网的政策：2015年发布《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，提出推动互联网与制造业融合的任务。2016年国务院印发《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》，提出通过发展工业互联网培育新的经济增长点。2017年国务院印发《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，提出推动互联网与先进制造业的结合。2018年工信部印发《工业互联网平台建设及推广指南》和《工业互联网平台评价方法》，提出培育跨行业跨领域工业互联网平台。2018年政府工作报告第一次提出发展工业互联网平台以来，工业互联网被逐渐提高到了国家战略层面。2019年工信部印发《工业互联网网络建设及推广指南》，提出建设工业互联网网络技术体系和标准体系等。2019年国务院政府工作报告提出打造工业互联网平台，拓展“智能+”，为制造业转型升级赋能。2020年工信部印发《关于推动工业互联网加快发展的通知》，提出推动工业互联网的融合创新。2020年12月工信部印发《工业互联网创新发展行动计划（2021—2023年）》，指出工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的全新应用模式。2021年工信部印发《工业互联网创新发展行动计划（2021—2023年）》，提出到2023年要实现新模式、新业态的大范围推广，提高智能化制造、网络化协同、数字化管理等新模式应用普及率。
工业互联网也连续四次被写入政府工作报告，工业互联网的重要性或战略不言而喻。工业互联网发展的战略意义在于：一是推动工业数字化转型。工业互联网的核心是通过数字化转型，提高制造业智能化水平。在全面互联的基础上，通过数据流动和分析，形成智能化变革，形成新的工业发展模式和新的工业发展业态，提高工业现代化水平，推动工业进入智能制造的新时代。二是实现工业革命与互联网革命优势的融合。工业互联网将促进工业革命与互联网革命优势的结合，把工业革命产生的无数台机器、设备和工作站与网络革命影响下形成的计算、信息与通信系统融合起来，形成新的工业发展模式即智能化时代的新工业模式。同时在这一过程中实现智能机器、高级分析和工业人员三种元素的融合，将机器、设备、团队和网络连接起来，形成智能的设计、操作、维护。三是推动工业转型升级和高质量发展。通过新一代信息技术与制造业的深度融合，把传统工业与现代技术连接起来，促进新工业革命成果在工业领域的应用，加深互联网从消费领域向生产领域进军，推动促进产业数字化和数字产业化转型，为数字经济发展创造产业应用场景，推进新型工业化进程，抢占工业革命先机，为我国高质量发展注入新动能。四是推动新经济增长点的形成。进入新发展阶段，在构建新发展格局的过程中，中国经济面临着培育新增长点的任务。工业互联网已经成为企业提升效率、降低成本的基础设施，实现生产和经营管理的数字化网络化智能化升级，实现产业价值链的提升。以数据流带动形成新的生产方式。促进传统工业制造体系再造，促进产业链协同发展，创新产业和商业模式，形成新发展格局构件中的新经济增长点。
当前阻碍我国工业互联网发展的短板有哪些
当前，我国工业互联网的发展存在着几个明显的短板：一是核心技术短板。工业互联网的关键核心技术包括工业大数据分析、工业机理建模、工业应用开发技术等。我国平台关键技术有效供给不足，关键核心技术短板是我国工业互联网发展的关键制约，在边缘智能技术方面，国外厂商设备数据不开放、接口不统一、数据兼容性差。在工业大数据分析方面，数据分析方案成本高、周期长、推广难。在工业机理建模方面，缺乏通用方法和基础工具等标准。在工业APP开发方面，APP标准制定滞后，开发进程缓慢，难以满足企业上云需求。在工业软件方面，高端工业软件被欧美日企业垄断，工业互联网平台基本采用国外开源软件，在高端工业软件和工业控制系统等领域自主可控力量不足。
二是标准化体系短板。工业互联网标准是在规范平台功能的基础上，带动平台的技术研发和行业应用，实现工业产业全价值链协同发展的载体。但是，我国工业互联网标准化体系不完善，没有形成工业互联网能力评价标准，没有对企业应用工业互联网进行评价的方法，严重制约了工业互联网平台的应用推广。同时，我国没有统一的工业互联网标准，难以有效挖掘和合理利用数据的价值，也不能有效实现产业链上下游贯通。
三是核心能力短板。工业互联网平台的核心能力包括工业数据采集能力、海量数据处理能力、工业大数据建模分析能力、工业APP培育能力、产品全生命周期数字化集成能力等。目前，我国工业互联网核心能力存在短板，系统化和场景化的规模应用没有形成，数据采集能力和数据处理能力、大数据建模分析能力、工业APP培育能力、产品全生命周期数字化功能集成能力不足，人工智能、大数据分析、5G网络技术等技术在工业领域应用的积累还比较薄弱，严重制约了工业互联网的应用推广。
四是产业基础短板。我国大部分工业互联网平台建立在国外基础产业体系之上，存在产业基础短板：工业互联网企业在工业技术、工艺、机理等方面的基础积累不足，长期积累的工业生产技术、经验、知识、模型难以快速集聚、复用和迭代。中小企业生产设备数字化基础薄弱，升级改造难度大、成本高。大多数工业企业数字化程度偏低，制约工业互联网行业应用。基础设施不健全。缺乏大数据处理分析中心，工业大数据无法统一管理和使用，工业领域各行业各部门间数据资源不集中，难以集成使用。
工业互联网的本质是什么
首先，网络是工业互联网的基础。工业互联网是以网络为基础形成的包括平台、数据要素、企业和人在内的系统化模式，工业互联网通过对人、机、物全面连接，把传统制造业与现代新技术结合起来，实现传统制造模式和产业形态变革，形成新的业态模式，构建起要素、产业链、价值链连接的新型工业制造体系。工业互联网的各个要素需要通过网络连接起来，是工业系统的各种元素的互联。工业互联网平台连接人、机器、设备以及多种工业应用场景。在全面互联的基础上，通过数据流动和分析，形成智能化变革，形成新的模式和新的业态。
其次，工业互联网是网络链接系统。全面连接是工业互联网的重要特性，网络是连接工业全要素、全产业链、全供应链和全价值链的新载体，是连接、配置和组合各类生产要素的新组织方式，在系统性连接基础上产生系统效应。工业互联网通过人、机、物的全面互联，在互联网的连接下实现互联互通，提高效率，降低成本，提升全流程生产效率。因此，工业互联网可以整合工业经济发展过程中的产业链上下游资源，实现协同设计、协同制造等新模式。在产品服务方面通过对设备、产品的监测，提供远程维护、故障预测等服务，优化产品设计。
最后，互联网解决了数据端到端的流动，实现跨系统的流动，在互联的基础上通过数据流动和分析，形成新的模式和新的业态，实现物理空间与数字空间虚实交互作用。同时，基于工业互联网的数据交互优势不断催生新业态新模式，推动工业发展格局在产业体系、产业链、供应链、产业空间布局等方面的重构。在更大范围内打破企业的边界，实现企业内部、供应链上下游、供应链之间的有效连接，实现大中小企业资源的在线化汇聚和平台化共享，形成无边界组织，实现各类大中小企业融合发展。
新发展阶段我国工业互联网发展的路径选择
工业互联网作为第四次工业革命的先导和基础，正在成为全球制造业革命性变革的推动力量，已经成为世界各主要国家面向未来的共同战略选择。工业互联网开启中国工业化历史性机遇，我国工业互联网已经具备一定的发展优势，工业基础体系比较健全，工业互联网顶层设计已经完成，国家战略和技术体系设计相继推进，形成了较为完整的工业互联网政策体系。在构建新发展格局背景下，工业互联网已经成为中国工业化高质量发展的助推器，需要将工业互联网创新发展纳入国家重点规划体系，打造系统化多层次推进体系。在新发展阶段构建新发展格局的过程中，要立足中国企业的普适性需求，依据制造业强国战略和网络强国战略，探索中国需要、中国模式、中国风格的工业互联网发展道路。具体实施路径如下：
第一，加强核心技术的自主研发与应用。核心技术的自主研发与应用是新发展格局构建背景下，工业互联网持续健康发展的关键路径：一是要加强核心技术研发。着力推动基础性、通用性、前瞻性技术创新，实现工业互联网技术创新的自立自强，积极利用工业互联网技术的自主创新成果，加快建立工业互联网共性技术体系，瞄准关键技术领域集中力量攻关。二是以行业应用为导向加快新技术联合攻关和成果转化。要鼓励高校、科研机构和企业等主体，加强工业互联网基础理论研究，提升原始创新水平，使创新要素协同发挥作用，加强相关核心技术和产品的研发突破。三是加快新兴技术在工业互联网平台中的应用。加快大数据、人工智能等新技术的推广应用，提升工业互联网数据分析能力。围绕工业大数据建模分析，突破基础技术和流程建模等核心技术在应用过程中的难点。在推进人工智能算法在工业APP的融合应用的基础上，进一步建设跨行业跨领域平台联盟，通过平台联盟实现工业互联网平台间的互联互通。
第二，引导企业成为工业互联网发展的主体。让拥有不同资源禀赋、技术沉淀和创新路径的企业发挥自身能动性，引导企业成为工业互联网的主体。一是让企业成为投资主体。引导企业进行工业互联网的建设和推广，使企业成为工业互联网的投资主体，给企业的工业互联网发展打造良好政策环境与基础设施方面的基础。二是促进工业企业数字化智能化技术改造，引导更多企业打破部门间、企业间、产业链间数据壁垒。以工业互联网平台为依托，鼓励支持中小企业进行数字化转型，推进企业内部、企业以及生产设备与信息系统之间的互联互通，促进数据资源协同与共享。三是发挥龙头企业的引领带动作用。发挥龙头企业在互联网平台在技术和商业模式创新方面的引领作用，带动整个行业转型升级。四是推动中小企业业务流程的标准化。促进大中小企业工业互联网主体融合融通发展，形成大中小企业协同创新发展的新发展格局。
第三，加快推进工业互联网平台标准体系建设。标准化是工业互联网发展的关键，标准的不完善和缺失是当前中国工业互联网发展的关键制约，新发展格局构建中发展工业互联网、促进传统制造业转型升级、推进新型工业化进程，需要加快平台标准体系建设。一是统筹推进工业互联网平台标准体系建设，完善包括总体性标准、基础共性标准、应用标准、安全标准在内的标准体系。重点是提高工业互联网平台之间的兼容能力，提高平台的带动能力，有效带动整个行业的健康发展。同时，推进工业互联网标识解析体系建设，优化工业互联网发展的制度体系，推动供应链系统和企业生产系统精准对接。二是加快制定工业互联网通用需求、通信协议等总体性标准，健全标准推广机制，拓展网络化标识覆盖范围。三是加强与国际标准化组织之间的合作，积极参与国际标准制定，提升我国对全球工业互联网体系建设发展的贡献度。完善基础共性和关键技术两大领域的标准，提升工业互联网应用效率，加快国际标准的国内转化，实现国际国内标准的对接。
第四，加大工业互联网融合创新的政策供给。工业互联网的发展要发挥市场的决定性作用，也要更好地发挥政府的作用，政府的作用就是要加强政策引导，提供政策供给。在加快数据流转、网络信息安全等相关法规制度的制定，努力打造宽松、有序的市场环境，为新模式新业态发展创造空间等方面加大工业互联网融合创新的政策供给：一是聚焦工业互联网发展的重点和短板，提升政策的精准性和可及性，确保政策效应充分发挥。加快制定平台间数据迁移标准，实现平台间的数据互通、能力协同与服务共享。二是完善对工业互联网平台的金融支持政策，发挥资本市场作用，支持服务支撑能力强的工业互联网平台企业上市融资；鼓励银行等金融机构创新开展融资、融物、融服务及数据资产、知识产权质押贷款业务。三是加大财税政策扶持。建立支持工业互联网发展的财政专项资金以及产业扶持基金，支持工业互联网关键核心技术研发、平台功能优化和应用示范基地建设。四是人才支持政策。完善工业互联网高层次人才和专业技术人才政策，建立和完善激励机制，加大对工业互联网领军人才、工业信息工程专业人才、信息技术基础研究人才、大数据人才、人工智能人才等的政策支持力度。五是加强人才培养。发展工业互联网，核心是培育人才，要引导对互联网相关基础学科人才培养的投资，加强对工业互联网高级技术工人的培养与选拔，打造与工业互联网发展相适应的专业化人才队伍。
第五，优化工业互联网发展环境。通过完善工业互联网发展体系、创造工业互联网发展的环境。一是完善工业互联网的生态体系，构建创新体系，推动工业互联网产学研官协同创新，构建集开发、合作创新、市场开发一体化的应用生态体系，构建产业融合、企业跨界融通的企业协同发展体系。构建中央地方联动、区域协调发展的区域协同发展体系。二是加强平台供给。加强平台设备接入，支持建设云仿真、数据加工等技术专业型平台，提高平台技术支撑能力。建设一批公共服务平台，提供产业运行分析与预测等服务。不断完善平台功能，建立工业互联网产业大数据平台，形成实时精准的数据资源体系。三是推动工业互联网大数据中心建设。通过大数据中心建设提升数据汇聚、分析、应用能力，推进工业互联网数据价值评估、效益共享等机制建设，形成工业互联网的产业大脑。四是加快模式业态创新。加快平台的智能化制造、智能化管理等新模式，构建互利共赢、协同创新的良好生态。
【参考文献】
①李燕：《工业互联网平台发展的制约因素与推进策略》，《改革》，2019年第10期。
②武汉大学工业互联网研究课题组：《“十四五”时期工业互联网高质量发展的战略思考》，《中国软科学》，2020年第5期。
③吴画斌、张静：《高质量发展背景下工业互联网发展途径及保障措施研究》，《现代管理科学》，2021年第1期。
[责编：刘梦甜]