■文/张志昌（中国科学技术发展战略研究院）
2021年8月底，工业互联网联盟（Industrial Internet Consortium，IIC）改名工业物联网联盟（Industrial IoT Consortium，IIC），英文缩写未变，但却全面转型物联网。此后，通用电气（GE）、思科、罗克韦尔、艾默生等诸多巨头企业积极布局工业物联网平台，持续进行前沿平台技术创新，抢占工业物联网平台建设制高点。探讨美国工业互联网的产生与发展，以及工业互联网联盟的转型，对我国工业互（物）联网的发展具有重要启示。
工业互联网的概念最早由美国通用电气公司（GE）提出。2012年11月26日，GE发布由Peter C.Evans与Marco Annunziata撰写的白皮书《工业互联网：打破智慧与机器的边界》，标志着工业互联网概念的正式提出。在白皮书中，工业互联网被称为Industrial Internet。GE之所以提出工业互联网概念，首先基于企业自身利益，其提出工业互联网概念时的背景如下。
（一）GE企业层面
一是GE在2008年金融危机中的惨重损失为工业互联网概念的提出提供了需求。2008年金融危机爆发时，GE遭受巨大损失，陷入濒临破产的境地，GE宣布要回归原点，提出增加制造部门比重的战略。此外，GE还计划从依靠产品销售与售后维护赚取利润的“合同模式”，转变为通过工业互联网对数据进行分析来帮助客户企业提高效率的“按需销售”模式。
二是GE由设备制造商向智能服务商转型为工业互联网概念的提出创造了条件。在提出工业互联网概念之前，GE已经实现了IT技术与设备的深度融合，并逐渐由设备制造商向智能服务商转型，企业的业务模式也由单一的设备销售向智能设备、智能分析、智能决策三位一体的智能化系统供应商转型。
（二）宏观层面
虽然工业互联网的概念由一家企业（GE）提出，其日后的发展也限于产业界，从未获得美国官方认可，更谈不上美国的国家战略，但其顺应了美国政府发展制造业的意图，同时也顺应了时代要求。
一是美国政府重视发展制造业，为GE提出发展工业互联网提供了良机。2008年金融危机之后，美国政府意识到实体经济在国家经济中的重要性，出台《重振美国制造业框架》，以期实现“再工业化”国家战略；
2011年6月，美国正式启动“先进制造伙伴计划”，旨在加快抢占21世纪先进制造业制高点；
2012年2月进一步推出“先进制造业国家战略计划”，通过制定积极政策，鼓励制造企业回归美国本土。
二是智能化、数字化浪潮为美国工业互联网的发展指明了方向。具体表现为：充分利用智能化与数字化的价值，用“软服务”颠覆传统行业的生产与维护方式；
利用数据进行智能化管理；
通过先进的传感器、控制器和软件应用程序将现实世界中的机器、设施、生产线和虚拟网络连接起来。
三是美国强大的互联网技术为工业互联网的发展奠定了技术基础。美国政府搭建了“国家制造业创新网络”，其中的物理信息系统、大数据分析、信息安全等关键技术，为工业互联网的发展提供了强大技术支持，美国工业互联网的发展也藉此而领先于全球。
（一）美国发展工业互联网的战略意图
GE提出发展工业互联网的战略意图分为根本意图与对此意图进行技术性描述两个层面。GE之所以提出发展工业互联网，是基于其自身利益，这是根本意图，就是要借助美国在信息技术方面的优势，通过与制造业的深度融合，在技术标准、产业标准方面占据主动，从而在全球竞争中占据主导地位。
与此同时，GE也对其战略意图进行了技术性描述，其董事长兼CEO杰夫•伊梅尔特表示：“互联网改变了我们利用信息和沟通的方式，如今，互联网还能做更多事情。通过智能机器间的连接并最终将人机连接，结合软件和大数据分析，我们可以突破物理和材料科学的限制，改变世界的运行方式。”
（二）美国对工业互联网的设想
工业互联网究竟是什么？一言以蔽之，其实质就是通过互联网平台把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地连接融合起来。工业互联网是开放、全球化的网络，将人、数据和机器连接起来，属于泛互联网。工业互联网依靠机器以及设备间的互联互通和分析软件，改变以前以单体智能设备为主的模式，是全球工业系统与高级计算、分析、传感技术及互联网的高度融合。
对工业互联网功能的设想，从定性的角度，即通过高性能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析技术等的组合，大幅提高现有产业的效率并创造新产业。帮助制造业拉长产业链，形成跨设备、跨系统、跨厂区、跨地区的互联互通，从而提高效率，推动整个制造服务体系智能化。实现制造业和服务业的跨越发展，使工业经济各种资源要素能够高效共享。
GE白皮书《工业互联网：打破智慧与机器的边界》的其中一位作者Marco Annunziata从定量角度，对工业互联网的作用进行了设想，为了让其新思路更有冲击力，Annunziata将其命名为“1%的力量”：如果工业互联网能够使生产率每年提高1%～1.5%，那么未来20年，它将使美国人的平均收入比当前提高25%～40%；
如果世界其他地区能确保实现美国生产率增长的一半，那么工业互联网在此期间会为全球GDP增加10万亿～15万亿美元。
（一）美国工业互联网的发展历程
2013年，GE宣布将在未来3年投入15亿美元开发工业互联网。
2014年3月，GE跨界联合了IBM、思科、英特尔和AT&T等IT公司，成立了工业互联网联盟（简称IIC）。工业互联网联盟采用开放成员制，致力于使各个厂商设备之间实现数据共享。这不仅涉及Internet网络协议，还包括诸如IT系统中数据的存储容量、互联和非互联设备的各种参数指标。其目的在于通过制定通用标准打破技术壁垒，利用互联网激活传统工业过程，更好地促进物理世界和数字世界的融合；
“旨在加快互联机器与设备的开发、采集和广泛使用，促进智能分析，并为工作者提供帮助。”
2014年10月，GE宣布其工业互联网Predix平台向全球所有公司开放，将互联网领域的平台与应用开发者之间的合作模式引入了工业，便于用户大规模快速开发自定义行业应用。这种与智能手机领域的苹果高度类似的产业生态系统，将加快工业互联网在制造业各细分行业生根落地。
GE也与中国企业展开合作。GE与中国电信集团合作，将其工业互联网Predix平台与中国电信的综合信息服务对接，美国工业互联网从此进入中国的云储存、远程医疗应用、智能制造、云计算等领域。中国电信、海尔、华为、中国信息通信研究院、中国科学院沈阳自动化研究所等中国企业和机构已经加入IIC。
（二）IIC转型
2021年8月底，工业互联网联盟改名工业物联网联盟，全面转型为物联网，是世界工业互（物）联网发展史上的重大事件，对我国具有重要启示。我们认为IIC之所以转型，主要有以下原因：
一是“标准制定”利益冲突加剧，成为发展的阻碍。工业互联网联盟一直审慎对待标准制定，曾明确表示不推进标准制定。原因在于联盟内的企业多样化、利益复杂，如果IIC推进标准和标识解析，会引起各大企业纷争，影响联盟团结，降低联盟运行效率。
二是网络安全问题并未得到有效解决。尤其是企业上云之后，云安全、边缘安全、内部协议安全等问题均会凸显，而统一的安全体系未能建立。此外，在智能制造过程中，对协议的实时性、容错率等方面也有很高要求。
三是转型物联网更加有利于数据全生命周期管理。工业互联网的数据量呈几何级数增长，其存储与高效查询问题成为巨大挑战。数据质量也成为工业互联网发展的瓶颈，由于传感器本身的采集精度与环境的渐次干扰问题，会产生数据丢包等现象，机器产生的数据质量低下。信息物理系统本质上是一个物联网系统，不仅仅是简单的信息联接，更是物与物之间的连接。物理实体的数据收集与交换，都要借助工业物联网来实现。
目前全球范围内，工业互（物）联网的发展格局尚未定型，且处于面临重大突破的战略窗口期，为我国加速追赶和超越提供了宝贵契机。根据美国工业互联网发展历程与IIC转型，为进一步推动我国工业互（物）联网创新发展，提出如下建议。
一是着力打造工业互（物）联网国家级创新体系。加强软硬件核心技术攻关，加快推动关键网络设备和智能网联装备的研发及产业化，特别是要运用工业互（物）联网数据与模型大量集聚的特点，打造一批汇聚大量活跃创新主体和开发者的开源社区及平台，推动长期“卡脖子”的各类工业软件加快突破，打破工业软件对国外的高度依赖。积极探索5G、边缘计算、深度学习、增强/虚拟现实、区块链等新兴前沿技术在工业互（物）联网的创新应用，加快培育新业态、新模式。
二是加快构建工业互（物）联网络体系。工业互（物）联网络体系是工业系统互联和工业数据传输交换的支撑，包括企业内、外网络。加快工业企业内网改造升级，推进IP化、扁平化、柔性化技术改造，打通信息孤岛、数据烟囱，为更广泛的互联互通打好基础；
加快工业企业外网建设，重点推进宽带网络基础设施建设与改造，扩大网络覆盖范围，优化升级国家骨干网络；
推进标识解析体系建设，赋予每一个机器和产品“身份证”，推动实现供应链系统和企业生产系统精准对接以及“人机物”全面互联，进而实现跨企业、跨地区、跨行业的产品全生命周期管理，加快国家顶级节点建设；
推进工业领域全面部署IPv6，满足工业智能化发展对海量地址的需求。
三是强化工业互（物）联网的安全保障能力。建立涵盖设备安全、控制安全、网络安全、平台安全和数据安全的多层次安全保障体系，重点突破标识解析系统安全、平台安全、工业控制系统安全、工业大数据安全等相关核心技术，推动攻击防护、漏洞挖掘、入侵发现、态势感知、安全审计、可信芯片等关键安全产品研发。重点针对基础较好的行业和安全需求迫切的领域，开展安全技术、产品和解决方案的试点示范和推广应用。构建工业互（物）联设备、网络和平台的安全评估认证体系，依托第三方机构开展安全能力评估和认证。建立工业互（物）联网全产业链数据安全管理体系，明确相关主体的数据安全保护责任和具体要求，增强数据收集、存储、处理、转移、删除等环节的安全防护能力。建立工业数据分级分类管理制度，形成工业数据流动管理机制，明确数据留存、数据泄露通报要求，加强数据安全监督检查。
四是统筹建设工业互（物）联网公共服务平台。尤其在市场失灵领域，围绕具有较强外部性、公共事业性质相对突出、单纯依靠市场机制难以发挥作用的领域，统筹部署、分步实施，着重建设三类公共服务平台：工业数据管理服务平台，提升优化制造业工业数据资源管理能力；
评估服务平台，分区域、分行业开展工业互（物）联网发展水平的第三方评估；
检测认证服务平台，科学客观地检验、测试和认证工业互（物）联网技术、产品及解决方案的能力水平。
五是大力培养工业互（物）联网专业人才。推动相关部委、地方政府、领军企业、知名院校联合，在全国先进制造业重点集聚地区共建工业互（物）联网人才实训基地。动态建设全球高端创新人才库，为国家引进领军人才、布局重点项目提供人才信息储备。加快工业APP开发者人才队伍建设，支持举办开发者创业创新大赛，打造基于工业互（物）联网平台的“双创”新生态，推动工业APP量质齐升。
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