加快發展工業互聯網
魯春叢
習近平總書記多次對發展工業互聯網作出重要指示，強調要“深入實施工業互聯網創新發展戰略”，“持續提升工業互聯網創新能力，推動工業化與信息化在更廣范圍、更深程度、更高水平上實現融合發展”。黨的二十屆三中全會提出，“加快新一代信息技術全方位全鏈條普及應用，發展工業互聯網，打造具有國際競爭力的數字產業集群”。工業互聯網作為新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的新型基礎設施、應用模式和工業生態，既是體現新質生產力實踐價值的關鍵領域，也是推動新質生產力培育形成的強大力量，對推動經濟高質量發展意義重大。
一、什么是工業互聯網
本世紀第二個十年伊始，以5G、互聯網、大數據、人工智能為代表的新一代信息通信技術創新活躍、產業發展代際躍遷，數字產業化供給能力大幅攀升。同時，工業設備、產線、車間、工廠的數字化水平持續提升，產業數字化需求日益擴張。在供給推動和需求拉動雙重作用下，數字技術與實體經濟的融合從生活領域向生產領域加速延伸，工業大數據爆發式增長，海量工業數據的采集、傳送、存儲、計算、分析和應用都需要一個智能化的載體，這個載體就是工業互聯網。通過對人、機、物、系統等的全面連接，工業互聯網構建起覆蓋全產業鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系，為工業乃至產業數字化、網絡化、智能化發展提供了實現途徑，成為新工業革命的關鍵驅動力量。工業互聯網具有與消費互聯網不同的特點。
從連接對象看，工業互聯網連接的主體多樣，涵蓋設備、產線、車間、工廠、企業，還有產業鏈的上下游和生態伙伴。在研發設計、生產制造、經營管理、運維服務等環節，企業內部、企業間協同的場景更為復雜，形成的數據量更為龐大，特別是研發設計和生產制造的大數據，因涉及企業特有的技術、工藝、知識和經驗，絕大部分數據不出工廠且千企千面，需要量身定制組網方案。而消費互聯網連接的主體是人，主要用于人與人之間的信息傳遞，網絡終端、數據類型和應用場景具有同質性、規范性、可復制性，個人數據都高度集中在平臺企業中。
從網絡性能看，工業互聯網對網絡速率、時延、帶寬等要求比消費互聯網更高。比如，設備運動控制和產品視覺檢測數據的通信時延須分別小于1毫秒和10毫秒，而一般公共通信網絡時延在100毫秒以內即可滿足使用要求。工業互聯網的數據傳輸直接關系到生產安全，對于網絡的可靠性、穩定性和安全性要求更為“剛性”，只有構筑起工業互聯網網絡大動脈，工業數據要素的價值才能充分釋放，數字技術的應用才能更加融合高效。
2024年9月12日，2024全球工業互聯網大會在沈陽中國工業博物館開幕，本次大會以“以智煥制 以舊煥新”為主題。圖為9月13日，2024全球工業互聯網大會現場。 中新社發 黃金昆/攝
從發展模式看，工業互聯網應用過程是企業數字化演進升級的過程，行業企業差異化程度高、工業設備數字化水平參差不齊，工業軟件開發適配周期長、資產專用性強，很難找到普適性的發展模式，往往需要更長的投資回報周期。而消費互聯網應用門檻相對較低、可復制性更強，通過培養用戶使用習慣可以顛覆傳統消費模式，其商業模式以“聚人氣”、“流量變現”為主，可以面向普通消費者“前向收費”，也可以面向信息或軟件服務企業“后向收費”，具有規模經濟性，社會資本關注度和支持度較高。
從體系架構看，工業互聯網包括五大功能體系，網絡是基礎，標識是身份，平臺是中樞，數據是要素，安全是保障，其內涵邊界與消費互聯網有顯著差異。工業互聯網的網絡包括工廠內網和外網，是人、機、物、系統全面互聯的關鍵基礎設施；標識由標識編碼和解析系統構成，標識編碼是機器、產品、數據等生產資源的“身份證”，通過解析系統就可以明確“我是誰”、“我在哪”、“我在干什么”；平臺下連設備，上連應用，為數據匯聚、建模分析、知識復用、應用創新提供載體支撐；數據是新型生產要素，通過與其他要素組合，能夠用于開發新產品、拓展新服務、創造新價值；安全是指保護工業互聯網系統、設備和數據免受未經授權的訪問、損壞、干擾的一系列技術和管理措施。
從應用效果看，發展工業互聯網的目的是通過數字化賦能提升行業、企業的綜合競爭力，體現在降本、增效、提質、綠色、安全這五個方面。工業互聯網應用是一個循序漸進的過程，從“研產供銷服”各環節單點應用，向全環節、全流程綜合集成延伸，形成平臺化設計、智能化生產、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸、數字化管理等典型應用模式。工業互聯網應用是一個協同發展的過程，從龍頭企業內部拓展到產業鏈上下游，通過大企業帶動小企業、下游企業帶動上游企業、新興產業帶動傳統產業，實現數字化轉型從“樣板間”走向“商品房”。
二、為什么要加快發展工業互聯網
深入實施工業互聯網創新發展戰略、加快發展工業互聯網，是黨中央準確把握新一輪科技革命和產業變革發展大勢，立足我國發展階段、發展環境、發展條件變化，著眼于經濟高質量發展作出的重大決策。
20世紀90年代，互聯網等信息技術在消費環節規模商用，開啟了消費互聯網時代。隨著移動互聯網持續普及，移動支付、網絡出行、生鮮電商、在線醫療等新業態迅速興起，為壯大數字經濟注入了強勁動力。但也要看到，近年來，我國網民規模、移動電話用戶總數已雙雙突破10億大關，消費互聯網進入平穩發展期，發展數字經濟亟待拓展新的增長空間。工業互聯網有力促進各類要素資源的網絡化泛在連接、服務化彈性供給、平臺化高效分配，推動制造業生產方式、業務模式、企業形態等發生深刻變革，正在加快形成經濟增長新動能。生產領域行業門類廣、價值鏈條長、創新環節多，為新一代信息通信技術應用提供了廣闊空間，同時面臨行業間差異大、標準化程度低、規模效應不足等挑戰，這也要求發展工業互聯網不能照搬照抄消費互聯網的模式經驗，需在實踐中不斷深化規律性認識，探索有效路徑。我國消費互聯網從起步建設到逐漸成熟再到廣泛普及經歷了約30年的歷程，發展工業互聯網的周期或將更加漫長，必須保持戰略定力，持續發力、久久為功。
放眼全球，數字化正成為重組要素資源、重塑經濟結構、重構競爭格局的關鍵力量。運用工業互聯網等新興技術推動制造業數字化轉型、培育產業競爭新優勢已成為全球主要國家的共識。盡管各國發布的戰略和政策提法各異，但實質都是深化新一代信息通信技術融合應用，激發數據資源活力，促進制造業轉型升級，提升產業發展的全球競爭力。美國持續推進先進制造國家戰略，聚焦“再工業化”，充分發揮信息技術和產業優勢，推動制造業數字化轉型，筑牢領先地位。德國大力發展“工業4.0”，以智能工廠、智能產線為基礎，實現人、設備與產品的實時連通、相互識別和有效交流，著力構建高度靈活、個性化的智能制造模式。歐盟實施“工業5.0”，通過數字化轉型打造以人為本、可持續發展和富有韌性的歐洲工業。日本布局“互聯工業”，強化物聯網、人工智能等新技術運用，提升重點產業和關鍵環節互聯互通水平。
我國既是制造大國也是網絡大國，發展工業互聯網具有廣闊前景。我國工業形成了全、多、大的獨特優勢，擁有41個工業大類、207個工業中類、666個工業小類，是全世界唯一擁有聯合國產業分類中全部工業門類的國家，制造業增加值規模連續14年居全球首位，為發展工業互聯網提供了豐富的行業應用場景。我國在新一代信息通信技術部分關鍵領域形成先發優勢，建成了全球領先的信息通信網絡。截至2024年9月，我國累計建成5G基站總數達408.9萬個，占全球5G基站總數的60%以上，實現縣縣通千兆、鄉鄉通5G、村村通寬帶，算力總規模居全球第二，擁有全球領先的信息通信技術企業，為工業互聯網發展提供了有力的技術服務支撐和基礎設施保障。
三、我國工業互聯網發展取得了哪些進展
2017年，我國出臺了《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》，明確了發展工業互聯網的目標、任務和舉措。2020年，工業和信息化部印發《關于推動工業互聯網加快發展的通知》，明確提出加快新型基礎設施建設、加快拓展融合創新應用、加快健全安全保障體系、加快壯大創新發展動能、加快完善產業生態布局和加大政策支持力度等6個方面20項措施。在政產學研用各方的共同推動下，我國工業互聯網創新發展取得顯著成效，已進入高質量發展、規模化推廣的新階段。2023年，我國工業互聯網應用已融入49個國民經濟大類，核心產業增加值達到1.35萬億元。據測算，工業互聯網核心產業增加值每增長1個單位，將帶動其他行業增加值增長約4個單位，對經濟增長形成了較強的溢出效應。
數字新基建不斷夯實。高速率、低時延、高可靠的工業互聯網高質量外網覆蓋全國主要城市，以5G為代表的新型網絡技術推動企業內網改造加力提速。截至2024年11月，建成超4.5萬個5G行業虛擬專網、700家高水平“5G工廠”。工業互聯網標識解析體系全面建成，在供應鏈管理、質量管理、產品溯源等方面發揮著重要作用。工業互聯網平臺快速發展，高價值工業設備連接數持續增加。建成國家工業互聯網大數據中心，在工業大省推進若干區域分中心建設。初步建成國家、省、企業三級協同的工業互聯網安全監測服務體系，態勢感知、風險預警和基礎資源匯聚能力進一步增強。
我國既是制造大國也是網絡大國，發展工業互聯網具有獨特優勢和廣闊前景。圖為2024年5月19日，基于海爾集團卡奧斯工業互聯網平臺打造的元宇宙未來工廠（海爾上海洗衣機互聯工廠），實體產線與虛擬產線同步運行，生產人員通過數字孿生大屏監測和控制實體產線運行，開展生產調度、故障診斷等工作。 中國工業互聯網研究院供圖
技術新突破加速涌現。國內工業級5G芯片、模組、網關實現突破，工業級5G模組成本較商用初期下降90%，支撐工業設備之間高速、穩定的數據傳輸，推動設備終端向智能化方向演進。工業以太網交換機、邊緣網關等新型工業網絡設備加快落地，網絡切片技術已能夠支持工業現場設備按需組網、靈活分配網絡資源，使得低成本、便利化開展工廠內網改造部署成為可能。云化可編程邏輯控制器（PLC）可實現工業現場軟硬件解耦，支持一個工業互聯網平臺控制多類、多個工業設備，為我們突破傳統PLC技術受制于人的局面開辟可行路徑。通用人工智能依托工業互聯網逐步進入工業領域，部分工業模型已初步具備知識問答、代碼生成和設備控制等能力，為工業垂直領域技術突破、產品創新、生產變革等提供解決方案。
融合新生態持續壯大。工業互聯網行業應用已拓展至全部41個工業大類，深入制造業“研產供銷服”等各環節，有力促進產業“智改數轉網聯”，有效支撐大國重器、服務綠色低碳、促進消費升級、保障安全生產。截至2024年6月，規模以上工業企業關鍵工序數控化率、數字化研發設計工具普及率分別達到64.9%、83.1%，培育421家國家級智能制造示范工廠。截至2024年9月，“5G+工業互聯網”項目數超1.5萬個，覆蓋電子設備制造、裝備制造、采礦等重點行業，形成機器視覺質檢、設備預測維護、廠區智能物流等典型應用場景。人工智能與工業互聯網融合應用在產品設計、中試驗證、工藝優化、質量檢測等方面探索推進，涌現出增強數字設計、人機協同制造、精益運營管理等新模式。
四、如何進一步推動工業互聯網發展
黨的二十屆三中全會提出，“加快推進新型工業化，培育壯大先進制造業集群，推動制造業高端化、智能化、綠色化發展”。工業互聯網是新型工業化的戰略性基礎設施和發展新質生產力的重要驅動力量。加快發展工業互聯網，推進制造業數字化轉型事關現代化產業體系建設和經濟高質量發展全局。我們要總結經驗、立足國情、繼往開來，把握工業互聯網發展的基本規律，打好政策組合拳、開展多方團體賽、實施創新攻堅戰、堅持融合持久戰，全力推動實體經濟與數字經濟深度融合，為2035年基本實現新型工業化不懈奮斗。
夯實工業互聯網技術產業基礎。深入實施工業互聯網創新發展工程，持續壯大核心產業規模，一體推進網絡、標識、平臺、數據、安全五大功能體系建設。以科技創新和產業創新深度融合培育新質生產力，加快工業互聯網關鍵技術攻關和產業化，突破制約規模應用的技術瓶頸，推動標準體系建設和應用推廣。培育更多元、更優質、更專業的解決方案，進一步提升工業互聯網產業供給能力。深化“5G+工業互聯網”融合創新，穩步推進工業5G獨立專網試點建設，擴大工業感知網絡覆蓋，打造海量物聯接入能力。強化工業互聯網與人工智能等新技術融合，加快打造一批具備競爭力的通用大模型，培育一批面向生產制造場景的行業專用模型，研發一批工業級人工智能產品。
加快制造業數字化演進升級。堅持分業推進、分級推進、協同推進，聚焦地方主導產業，深化工業領域通用智能制造裝備更新和智能工廠建設，打造一批制造業數字化轉型標桿。大力推動“人工智能+”制造業，引導企業探索大模型在產品研發、設備交互、生產管控等場景應用。完善國家工業互聯網大數據中心體系，推動建設裝備制造業數字供應鏈平臺，開展工業數據資產登記平臺體系建設布局，打造可信工業數據空間，加強數據要素匯聚與應用，為數字化轉型提供“數據動力”。深化工業互聯網與綠色制造融合，建設推廣工業數字化碳管理公共服務平臺，提升能源、資源、環境數字化管理水平。加快推進“5G+工業互聯網”融合應用試點城市建設，持續推動工業互聯網一體化進園區“百城千園行”活動。充分發揮龍頭企業引領作用，帶動產業鏈上下游企業融入工業互聯網，通過訂單牽引、技術擴散、資源共享等方式，賦能中小企業數字化轉型。
2024年7月9日，由中國互聯網協會主辦的2024中國互聯網大會在北京國家會議中心開幕，大會以“互聯三十載 智匯新質變”為主題，聚焦人工智能、工業互聯網、數據要素、算力等熱點。圖為7月10日，參觀者在大會上參觀中國移動展區。 中新社發 陳曉根/攝
保障工業互聯網安全。加強工業互聯網安全頂層設計，不斷健全工業互聯網安全政策標準體系，完善安全管理制度機制。深入推進工業互聯網安全分類分級管理，加強政策宣貫、攻防演練、人才培訓、資源池建設等工作，在工業控制系統網絡安全防護、移動APP等重點領域，強化漏洞信息共享、風險提示，提升行業安全保障水平。組織開展國家、省、企業三級協同的工業互聯網安全監測服務能力技術攻關，體系化提升監測預警、應急響應、檢測評估、功能測試等水平。著力加大工業互聯網安全產業供給，發展工控安全、設備安全、網絡安全、平臺安全、數據安全、標識解析安全等關鍵技術產品，加強攻擊防護、漏洞挖掘、態勢感知等安全產品研發。
優化工業互聯網發展環境。建設一批新型研發機構、企業創新聯合體等創新載體，推動行業企業、平臺企業和集成服務企業跨界融合，推進數字技術與行業領域融合應用。完善金融支持創新體系建設，鼓勵地方設立專項基金，加強硬科技屬性評估，引導社會資本加強對工業互聯網等領域創新型企業投資，鼓勵金融機構依托工業互聯網創新金融產品。支持開設工業互聯網領域相關專業，建設產教融合共同體，布局一批實訓基地，形成培養高層次、復合型、技能型數字人才的長效機制。持續推進高水平對外開放，充分發揮雙多邊機制作用，強化工業互聯網領域國際交流合作，共同構建開放共享的產業生態體系。
作者：中國工業互聯網研究院院長
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