对工业互联网几个基本问题的思考
2021-02-03 来源：信息通信技术与政策
摘要：分析了以工业互联网为代表的新一轮产业变革大背景，结合国内外相关理论概念及企业实际案例论述了工业互联网的本质和内涵，指明了工业互联网的基本逻辑是解决协同与高效的问题，提出了工业互联网落地的根本途径及产业发展的总体建议。
关键词：工业互联网；工业4.0；CPS；物联网
中图分类号：F49；F424 文献标识码：A
引用格式：颜琰. 对工业互联网几个基本问题的思考[J]. 信息通信技术与政策, 2021,47(1):1-4.
doi：10.12267/j.issn.2096-5931.2021.01.001
0 引言
在推动工业互联网创新应用时，会不断地面对各种质疑，要学会用能理解的语言来解释，要从企业的需求出发来考虑工作的出发点和结合点，要把国家的战略布局和企业的现实需求结合起来，要把IT的创新应用与工业的发展逻辑结合起来。因此，有必要理解工业互联网的本质内涵、把握工业互联网的基本逻辑、找到工业互联网发展的现实路径。
1 从“工业互联网”提出的背景看其本质及内涵
关于“工业互联网”，顾名思义是“工业的互联网”，或者“工业+互联网”，甚至“互联网+工业”。只要对工业比较熟悉就肯定不会认同这些说法。比如，工业和信息化部原副部长杨学山提出工业互联网应该姓“工”，e-works的黄培博士认为工业互联网应该是“工业互联的网”。此外，还有人认为工业互联网应该是“工业物联网”；甚至还有人认为工业互联网应该是“产业互联网”，原因在于其认为“industrial”要翻译成“产业”而不是“工业”。
那么，工业互联网的本质及内涵究竟是什么? 笔者认为要回归到工业互联网提出的背景来进行理解。
首先，美国通用电气公司（GE）基于“创新与变革浪潮”提出“工业互联网”概念，认为第一次浪潮是工业革命，第二次浪潮是网络革命，第三次浪潮是整合两大革命性转变之优势所形成的工业互联网革命，并特别强调将工业革命的成果及其带来的机器、机组和物理网络，与近期的互联网的成果——智能设备、智能网络和智能决策融合到一起，将此融合称作“工业互联网”[1]。显然，GE提出的工业互联网中的网络既包括物联网也包括互联网，并且工业互联网不限于网络，还包括“智能设备、智能系统、智能决策”三大要素。GE提出的“工业互联网”概念带有鲜明的GE个性色彩[1]。
其次，德国国家科学与工程院在《确保德国制造业的未来——对实施“工业4.0”战略计划的建议》一文中提出了4 次工业革命的划分方法，认为工业革命的划分是以制造技术的变革为主线的，其中第一次工业革命以水及蒸汽为动力的机械制造设备的引入为代表，第二次工业革命以劳动分工基础上的电力驱动的大规模生产为代表，第三次工业革命以使用电子和IT技术实现制造自动化为代表，第四次工业革命以信息物理系统（CPS）的出现为代表[2]；同时，还对CPS做了说明，认为CPS是基于人联网、物联网和服务联网3张网，在“工业互联网”中除了人机物互联，还有业务活动的连接，显然这个网络体系既不限于物联网，也不限于互联网，与其说是网络，还不如说是基于网络连接形成的系统（见图1）。
图1 物联网和服务联网——人、物和系统的网络化
（资料来源：博世软件创新公司）
综合GE“工业互联网”和德国“工业4.0”提出的背景及主要内容，笔者认为要理解工业互联网的本质及内涵主要应把握好以下几个方面。
（1）要站在新一轮产业变革的大背景下来认识“工业互联网”，一旦离开这个背景，就难以理解工业互联网的深刻含义。GE的《工业互联网白皮书》和德国的《工业4.0战略实施建议书》对工业革命的划分不同，但对新一轮工业革命的判断是基本相同的[3-4]。
（2）工业互联网建立在物联网和服务联网的基础上，连接是核心。无论是在GE的《工业互联网白皮书》中还是在德国的《工业4.0战略实施建议书》中，工业互联网都包括了物联网和互联网，工业物联网是工业互联网中的一部分。说“网络是基础”，这个网络就是物联网和服务联网，是连接了生产要素、承载了生产经营业务、连接了相关主体的网络。
（3）工业互联网的本质就是德国“工业4.0”里所说的信息物理系统。基于信息物理系统形成全新的工业生产制造、组织管理和经营服务体系，推动企业制造方式、组织形式、经营模式以及企业之间协同格局发生一系列深刻变革。说“平台是核心”，这个平台就是CPS平台。关于CPS，很多人仍理解为信息系统，笔者认为CPS 应该是信息系统和物理系统深度融合、高度协同、相辅相成的统一体系。比如一个企业上ERP，若只是一个管理工具，那就是一个信息系统，如果基于ERP系统推动企业相应的流程再造、组织重组、制度变革、机制创新，那么这一系列的东西就融合形成了信息物理系统。正是因为如此，有人把CPS翻译成“信息物理融合系统”，甚至有专家主张干脆称其为“赛博系统”，避免因顾名思义产生狭义的理解。
（4）“产业互联网”更多的是“互联网+”或“+互联网”的产物，“消费互联网”“生活互联网”都应该是“产业互联网”。但是，若认为“industrial”可以翻译成“产业”，就把“industrial internet”定义为“产业互联网”，否认“工业互联网”的存在，那显然是因为忽视了新一轮产业变革的时代背景，从而忽视了工业革命是产业革命的核心、工业经济发展规律的特殊性、“工业互联网”与“产业互联网”本质上的区别，这将严重误导工业互联网的发展。
2 从工业经济的基本矛盾看工业互联网的基本逻辑
笔者认为，目前尚无合适的解释来说明什么是工业，但从工业革命的定义可以看出工业的基本属性。工业革命是以机器大生产取代个体手工生产的一场生产与科技的革命，大生产区别小生产的地方就是高度分工形成的专业化和高度协同形成的产业化。随着社会化大生产的不断发展，工业企业内部和企业之间既分工又协作的关系不断深化和紧密。因此，在分工不断深化的基础上如何解决协作上的高效协同问题，是工业经济的基本矛盾。工业经济的发展过程是一个分工与协作不断深化的双螺旋过程，工业互联网的发展过程也将是分工与协作不断解构和重构的过程，工业互联网的基本逻辑就是变革分工方式，提升协同效率。
从经济学的角度来看，资源是稀缺的，如何利用有效的资源来生产和分配物品和劳务，是经济学研究的基本矛盾；从企业管理学的角度来看，资源是稀缺的，如何通过竞争获得资源，并对获得的资源进行组织、控制与协调，是管理需要解决的基本矛盾。工业经济的发展过程也是一个技术与管理不断创新的双螺旋过程，工业互联网的发展过程也将是技术与管理不断创新发展的双螺旋过程。市场机制的核心是“竞争”，因此在讲究“协同”的同时不能忽略了“竞争”。工业互联网是提高企业核心竞争力的手段。凡是存在激烈竞争的企业之间，除了共享基础性的生产性服务外，不可能存在一个统一的行业性工业互联网平台，某企业的平台再好，其同行业企业也不可能统一到他的平台上来；某企业的平台再赋能，也不可能给其同行企业赋能。发展工业互联网要遵循工业经济的基本逻辑，防止纯IT思维，特别是地方主管部门更不能用电子政务的思维来建设工业互联网平台。
总之，工业经济以竞争为基本机制，以协同为基本逻辑，以效率为基本目标。工业互联网首先是解决协同与高效的问题，“提质、降本、增效”归根到底源自于协同与高效。同时，从战略层面来看，工业互联网也是大企业核心竞争力的重要基础，将企业之间的竞争上升到企业生态之间的竞争，谁基于平台整合和配置资源的能力强，谁的核心竞争力就强。
推进工业企业工业互联网的创新应用，一方面要充分借鉴泰勒“科学管理”理论的基本原理；另一方面要高度重视工业互联网对企业组织架构变革的深远影响，要认识到工业互联网平台将进一步促进企业生态的建设，从而促进产业的集中。泰勒认为企业管理的根本目的在于提高劳动生产率，他在《科学管理原理》一书中说过：“科学管理如同节省劳动的机器一样，其目的在于提高每一单位劳动的产量。”[5]泰勒科学管理的特点是从每一个工人抓起，从每一件工具、每一道工序抓起，在科学试验的基础上，设计出最佳的工位设置、最合理的劳动定额、最标准化的操作方法、最适合的劳动工具。泰勒“科学管理”的精髓是强调系统分析、科学评估，强调数量化、标准化和精细化，是经过系统分析、科学评估，对原有的生产要素、生产流程等进行数量化、标准化和精细化改造。虽然现在的技术水平发生了翻天覆地的变化，但泰勒当年的思想方法、泰勒制的基本原理，对工业互联网的创新发展仍然具有十分重要的借鉴意义。
3 从工业企业的基本关系看工业互联网落地的根本途径
“工业互联网要做到全要素、全产业链、全价值链的全面连接”，这是对工业互联网理解的高度概括，是从具体到抽象的规律性总结。工业最终落实到具体企业及其具体的生产经营活动，企业是工业经济活动的主体，因此全要素、全产业链、全价值链的全面连接最终要落实到工业企业这一主体的具体工业活动中。
德国工业4.0提出了三大集成：纵向集成是企业内部信息流、资金流和物流的集成，是全要素的全面连接；横向集成是企业之间通过价值网络进行横向资源整合，这是一种上下游产业链的全面连接；跨整个价值链的端到端集成，是围绕产品设计、生产制造、物流配送、使用维护的产品全生命周期管理，是实现产品整个价值链数字世界和真实世界的整合，这是价值链的整合[4]。如图2所示，美国国家标准技术研究院（NIST）在其提出的“制造金字塔”中，阐释了现代制造系统产品、生产制造、经营业务3个“维度”的生命周期，这3个维度与德国工业4.0提出的三大集成在基本逻辑上高度一致[6]。
（1）要站在新一轮产业变革的大背景下来认识“工业互联网”，一旦离开这个背景，就难以理解工业互联网的深刻含义。GE的《工业互联网白皮书》和德国的《工业4.0战略实施建议书》对工业革命的划分不同，但对新一轮工业革命的判断是基本相同的[3-4]。
（2）工业互联网建立在物联网和服务联网的基础上，连接是核心。无论是在GE的《工业互联网白皮书》中还是在德国的《工业4.0战略实施建议书》中，工业互联网都包括了物联网和互联网，工业物联网是工业互联网中的一部分。说“网络是基础”，这个网络就是物联网和服务联网，是连接了生产要素、承载了生产经营业务、连接了相关主体的网络。
（3）工业互联网的本质就是德国“工业4.0”里所说的信息物理系统。基于信息物理系统形成全新的工业生产制造、组织管理和经营服务体系，推动企业制造方式、组织形式、经营模式以及企业之间协同格局发生一系列深刻变革。说“平台是核心”，这个平台就是CPS平台。关于CPS，很多人仍理解为信息系统，笔者认为CPS 应该是信息系统和物理系统深度融合、高度协同、相辅相成的统一体系。比如一个企业上ERP，若只是一个管理工具，那就是一个信息系统，如果基于ERP系统推动企业相应的流程再造、组织重组、制度变革、机制创新，那么这一系列的东西就融合形成了信息物理系统。正是因为如此，有人把CPS翻译成“信息物理融合系统”，甚至有专家主张干脆称其为“赛博系统”，避免因顾名思义产生狭义的理解。
（4）“产业互联网”更多的是“互联网+”或“+互联网”的产物，“消费互联网”“生活互联网”都应该是“产业互联网”。但是，若认为“industrial”可以翻译成“产业”，就把“industrial internet”定义为“产业互联网”，否认“工业互联网”的存在，那显然是因为忽视了新一轮产业变革的时代背景，从而忽视了工业革命是产业革命的核心、工业经济发展规律的特殊性、“工业互联网”与“产业互联网”本质上的区别，这将严重误导工业互联网的发展。
2 从工业经济的基本矛盾看工业互联网的基本逻辑
笔者认为，目前尚无合适的解释来说明什么是工业，但从工业革命的定义可以看出工业的基本属性。工业革命是以机器大生产取代个体手工生产的一场生产与科技的革命，大生产区别小生产的地方就是高度分工形成的专业化和高度协同形成的产业化。随着社会化大生产的不断发展，工业企业内部和企业之间既分工又协作的关系不断深化和紧密。因此，在分工不断深化的基础上如何解决协作上的高效协同问题，是工业经济的基本矛盾。工业经济的发展过程是一个分工与协作不断深化的双螺旋过程，工业互联网的发展过程也将是分工与协作不断解构和重构的过程，工业互联网的基本逻辑就是变革分工方式，提升协同效率。
从经济学的角度来看，资源是稀缺的，如何利用有效的资源来生产和分配物品和劳务，是经济学研究的基本矛盾；从企业管理学的角度来看，资源是稀缺的，如何通过竞争获得资源，并对获得的资源进行组织、控制与协调，是管理需要解决的基本矛盾。工业经济的发展过程也是一个技术与管理不断创新的双螺旋过程，工业互联网的发展过程也将是技术与管理不断创新发展的双螺旋过程。市场机制的核心是“竞争”，因此在讲究“协同”的同时不能忽略了“竞争”。工业互联网是提高企业核心竞争力的手段。凡是存在激烈竞争的企业之间，除了共享基础性的生产性服务外，不可能存在一个统一的行业性工业互联网平台，某企业的平台再好，其同行业企业也不可能统一到他的平台上来；某企业的平台再赋能，也不可能给其同行企业赋能。发展工业互联网要遵循工业经济的基本逻辑，防止纯IT思维，特别是地方主管部门更不能用电子政务的思维来建设工业互联网平台。
总之，工业经济以竞争为基本机制，以协同为基本逻辑，以效率为基本目标。工业互联网首先是解决协同与高效的问题，“提质、降本、增效”归根到底源自于协同与高效。同时，从战略层面来看，工业互联网也是大企业核心竞争力的重要基础，将企业之间的竞争上升到企业生态之间的竞争，谁基于平台整合和配置资源的能力强，谁的核心竞争力就强。
推进工业企业工业互联网的创新应用，一方面要充分借鉴泰勒“科学管理”理论的基本原理；另一方面要高度重视工业互联网对企业组织架构变革的深远影响，要认识到工业互联网平台将进一步促进企业生态的建设，从而促进产业的集中。泰勒认为企业管理的根本目的在于提高劳动生产率，他在《科学管理原理》一书中说过：“科学管理如同节省劳动的机器一样，其目的在于提高每一单位劳动的产量。”[5]泰勒科学管理的特点是从每一个工人抓起，从每一件工具、每一道工序抓起，在科学试验的基础上，设计出最佳的工位设置、最合理的劳动定额、最标准化的操作方法、最适合的劳动工具。泰勒“科学管理”的精髓是强调系统分析、科学评估，强调数量化、标准化和精细化，是经过系统分析、科学评估，对原有的生产要素、生产流程等进行数量化、标准化和精细化改造。虽然现在的技术水平发生了翻天覆地的变化，但泰勒当年的思想方法、泰勒制的基本原理，对工业互联网的创新发展仍然具有十分重要的借鉴意义。
3 从工业企业的基本关系看工业互联网落地的根本途径
“工业互联网要做到全要素、全产业链、全价值链的全面连接”，这是对工业互联网理解的高度概括，是从具体到抽象的规律性总结。工业最终落实到具体企业及其具体的生产经营活动，企业是工业经济活动的主体，因此全要素、全产业链、全价值链的全面连接最终要落实到工业企业这一主体的具体工业活动中。
德国工业4.0提出了三大集成：纵向集成是企业内部信息流、资金流和物流的集成，是全要素的全面连接；横向集成是企业之间通过价值网络进行横向资源整合，这是一种上下游产业链的全面连接；跨整个价值链的端到端集成，是围绕产品设计、生产制造、物流配送、使用维护的产品全生命周期管理，是实现产品整个价值链数字世界和真实世界的整合，这是价值链的整合[4]。如图2所示，美国国家标准技术研究院（NIST）在其提出的“制造金字塔”中，阐释了现代制造系统产品、生产制造、经营业务3个“维度”的生命周期，这3个维度与德国工业4.0提出的三大集成在基本逻辑上高度一致[6]。
图2 制造金字塔
我国工业互联网产业联盟发布的《工业互联网平台白皮书（2017）》 提出“4个面向”，即面向工业现场的生产过程优化、面向企业运营的管理决策优化、面向社会化生产的资源优化配置与协同、面向产品全生命周期的管理与服务优化[7]。这很好地诠释了工业互联网落地的途径，与德国“工业4.0”的三大集成、美国“制造金字塔”的3个维度有异曲同工之妙，对企业的应用具有很强的针对性和实用性。相对来说，无论是4个模式、5个模式还是6个模式，都是结果，不是路径。通过工业互联网产业联盟近几年基于国际交流和本国实践的经验，工业互联网的逻辑已经非常清晰且完善，对产业互联网、智慧城市等诸多领域都有很强的借鉴作用。
4 结束语
深入推进工业互联网创新发展战略，是我国工业面对百年未有之大变局、主动融入新一轮科技革命和产业变革的战略举措，是打好产业基础高级化、产业链现代化攻坚战的重要基础，是建立新发展格局的基础支撑，是制造业高质量发展的新动能。我们应该立足于产业变革的时代背景，立足于现代产业体系建设的战略布局，立足于工业经济发展的内在逻辑和基本规律，务实推进，实现工业互联网的高质量发展。
参考文献
[1] 美国通用电气公司. 工业互联网: 突破智慧和机器的界限[R], 2012.[2] 德国国家科学与工程院. 确保德国制造业的未来——对实施“工业4.0”战略计划的建议[R], 2014.[3] 美国通用电气公司. 工业互联网白皮书[R], 2012.[4] 德国国家科学与工程院. 工业4.0战略实施建议书[R], 2013.[5] 弗雷德里克·温斯洛·泰勒. 科学管理原理[M]. 马风才, 译. 机械工业出版社, 2007.[6] 美国国家标准技术研究院. 智能制造系统现行标准体系[R], 2016.[7] 工业互联网产业联盟. 工业互联网平台白皮书(2017)[R], 2017.
Thoughts on several basic problems of Industrial Internet
YAN Yan
（Industry and Information Technology Department of Hunan Province, Changsha 410004, China）
Abstract：This paper analyzes the background of the new round of industrial reform represented by the Industrial Internet, discusses the essence and connotation of the Industrial Internet by combining with the relevant theoretical concepts and the actual cases of enterprises, points out that the basic logic of the Industrial Internet is to solve the problems of coordination and efficiency, and puts forward the fundamental approach to the implementation of the Industrial Internet and the overall suggestions for industrial development.Keywords：Industrial Internet；Industry 4.0；Cyber-Physical Systems；IoT
4 结束语
深入推进工业互联网创新发展战略，是我国工业面对百年未有之大变局、主动融入新一轮科技革命和产业变革的战略举措，是打好产业基础高级化、产业链现代化攻坚战的重要基础，是建立新发展格局的基础支撑，是制造业高质量发展的新动能。我们应该立足于产业变革的时代背景，立足于现代产业体系建设的战略布局，立足于工业经济发展的内在逻辑和基本规律，务实推进，实现工业互联网的高质量发展。
参考文献
[1] 美国通用电气公司. 工业互联网: 突破智慧和机器的界限[R], 2012.[2] 德国国家科学与工程院. 确保德国制造业的未来——对实施“工业4.0”战略计划的建议[R], 2014.[3] 美国通用电气公司. 工业互联网白皮书[R], 2012.[4] 德国国家科学与工程院. 工业4.0战略实施建议书[R], 2013.[5] 弗雷德里克·温斯洛·泰勒. 科学管理原理[M]. 马风才, 译. 机械工业出版社, 2007.[6] 美国国家标准技术研究院. 智能制造系统现行标准体系[R], 2016.[7] 工业互联网产业联盟. 工业互联网平台白皮书(2017)[R], 2017.
Thoughts on several basic problems of Industrial Internet
YAN Yan
（Industry and Information Technology Department of Hunan Province, Changsha 410004, China）
Abstract：This paper analyzes the background of the new round of industrial reform represented by the Industrial Internet, discusses the essence and connotation of the Industrial Internet by combining with the relevant theoretical concepts and the actual cases of enterprises, points out that the basic logic of the Industrial Internet is to solve the problems of coordination and efficiency, and puts forward the fundamental approach to the implementation of the Industrial Internet and the overall suggestions for industrial development.Keywords：Industrial Internet；Industry 4.0；Cyber-Physical Systems；IoT
本文刊于《信息通信技术与政策》2021年 第1期
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