2020—2021年中国工业互联网产业发展蓝皮书
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第一节 全球主要国家加强工业互联网战略布局

当前,全球主要发达国家均把工业互联网作为抢占制造业竞争新高地的主要抓手,并推出了美国先进制造业、德国工业4.0、英国工业2050、日本互联工业等一系列战略举措,全国工业互联网产业发展进入竞争激化的新阶段。

一、美国:先进制造业

美国高度重视工业互联网的发展,力求基于强大的信息技术优势,将互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术全面应用于工业领域,以工业互联网为重要手段,系统提升工业体系的运转效率,确保其在全球的领先地位。

2018年,美国发布《先进制造业美国领导力战略》报告,提出了通过在未来四年内实现三大战略目标确保美国在全工业领域先进制造业的领先地位。该战略围绕“技术、劳动力、供应链”三大核心要素,提出了发展目标和实施路径,由美国国防部、能源部、商务部等多个部门负责具体执行,有利于为工业互联网的整体发展和先进制造业的顺利实施提供有效保障。总体来讲,美国先进制造业战略包括三大重点。

一是夯实新一代信息技术基础。该目标的实施主要涉及工业互联网相关的未来智能制造系统、先进材料和加工技术等,围绕智能与数字制造、先进工业机器人、人工智能基础设施、制造业的网络安全等方面进行投资部署,为工业互联网的发展和应用提供重要保障,从而促进制造业数字化转型。

二是培育先进制造业人才。为支撑工业互联网等先进制造业发展的复合型人才需要,加快更新和扩大教育途径,促进学徒制度和证书认证体系完善,提升熟练工人与岗位的精准快速匹配。通过优化教育模式,培养劳动者的代码开发、数据分析、软件使用等新型技术素养,建立具有全球竞争力的美国制造业人才梯队。

三是打造国内自主供应链。充分发挥中小制造商作用,提升工业互联网相关的供应链自主可靠性。特朗普执政时期,采用“Buy American and Hire American”的行政命令,规定所有联邦机构在美国加强执行“Buy American”的法律,为美国中小企业保障市场空间,进而提升国防、电子、钢铁等领域供应链可靠性。

二、德国:工业4.0

德国的传统制造业在全球处于领先地位,具有强大的发展基础,并提出基于信息物理系统(CPS),将新一代信息技术与传统产业结合起来,加快发展工业互联网,持续保持其制造业发展优势。在2011年的汉诺威博览会上,“工业4.0”的概念被第一次提出,两年后被德国联邦经济事务和能源部(BMWi)、德国联邦教育及研究部(BMBF)纳入德国《高科技战略2020》中,并制定出台了一系列相关措施,加快推动工业互联网发展。主要包括以下重点:

一是以数据闭环为核心。工业互联网通过CPS系统,将各类传感元件大量部署到工业设备实现信息的大量采集,同时将工控系统、模型算法等嵌入设备实现设备智能化,最终通过人工开发的软件系统、工业App等进行数据处理与指令发送,从而达到生产过程的智能化及方便人工实时控制的目的。

二是以“供应商+市场”为目标。一方面,政府引导供应商将先进的技术、完善的解决方案与传统的生产技术相结合,提升工业互联网和先进制造业相关的供给服务,加速培育新兴业态。另一方面,推动市场的有效整合,实现产业资源的快速有效汇聚和供需精准匹配,不断提升产业国际竞争影响力。

三是以横向集成、纵向集成和端对端集成为重点。工业互联网将传感器、嵌入式系统、智能控制系统、通信设施、工业设备等全面连接形成基于数据自动流动的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环赋能体系,涉及供应链、产品生命周期、财务等多个业务领域。

三、英国:英国工业2050战略

英国作为工业革命的起源地,当前制造业产值占比下滑严重,“产业空心化”问题突出,亟须通过深化新一代信息技术应用,加快工业互联网发展,改变制造业生产方式和商业模式,增强制造业发展动能。为抓住新一代信息技术发展趋势,大力发展工业互联网,英国政府在经过深入研究和广泛求证之后,出台了《英国工业2050战略》,力求加速英国制造业高质量发展,打造国际产业竞争新优势。

《英国工业2050战略》提出了英国制造业未来发展重点方向。一是个性化定制。工业互联网有利于企业准确把握客户需求,实现快速响应,提升用户满意度和企业竞争力。二是高技术研发。英国的主要出口对象是欧盟和美国,并且多为高科技、高价值产品。工业互联网有利于企业提升网络化协同研发能力,提升产品附加值。三是绿色生产。由于全球资源匮乏、气候变化、消费者消费理念变化等因素,亟须利用工业互联网在能源管控、低碳排放、工艺优化等方面的赋能作用,培育可持续发展的制造企业。

基于对制造业未来发展特征的分析,《英国工业2050战略》进一步指出,新一代信息技术、新材料等新科技将加速与生产制造各环节融合发展,有利于深刻变革产品的研发设计、生产制造、运维使用等环节,全面推动制造业数字化转型升级。

四、日本:互联工业

日本政府始终坚持问题导向、以人为本的原则,在系统梳理社会发展面临的老龄化、劳动力不足、资源环境制约等痛点问题的基础上,提出了“互联工业”战略,旨在通过发展工业互联网,打造一种高效的新兴产业社会。

2016年1月,日本政府发布的《第五期科学技术基本计划》提出“社会5.0”(Society 5.0),即超级智能社会(Super Smart Society)概念,将人类社会划分为狩猎社会、农业社会、工业社会、信息社会和智能社会等相继出现的五个阶段。2017年3月,在德国汉诺威召开的信息通信展览会(CeBIT)上,安倍首相明确提出“互联工业”的概念,发表了“互联工业:日本产业新未来的愿景”的演讲,其三个主要核心就是:人与设备和系统的相互交互的新型数字社会,通过合作与协调解决工业新挑战,积极推动培养适应数字技术的高级人才。2018年6月,日本经产省发布《日本制造业白皮书(2018)》,将互联工业作为制造业发展的战略方向。“互联工业”是“社会5.0”在工业领域的具体表现,面向各种产业,强调企业、人、数据、机械相互连接,创造新的附加值,提高生产力。

在日本经产省的支持下,日本价值链促进会(Industrial Value Chain Initiative,IVI)在2016年提出了新一代工业价值链参考架构IVRA-Next。如图1-1所示,工业价值链参考架构是一个包括资产视图、活动视图、管理视图三个维度的立体架构。资产视图包括人员、供需、产品、设备四个层次;活动视图借鉴丰田精益管理的思想,包括计划、执行、检查、改进,形成PDCA循环;管理视图包括质量、成本、交付、环境,构成QCDE活动。

五、中国:工业互联网

党中央国务院高度重视工业互联网的建设与发展,多次强调要大力发展工业互联网,将工业互联网作为重要的新型基础设施,各级政府积极布局工业互联网建设,形成了央地联动的工作格局,为工业互联网创新发展打造了良好环境。

图1-1 工业价值链参考架构

2017年11月,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》,提出要加快建设和发展工业互联网,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,并立足基本国情提出要分2025年、2035年和21世纪中叶“三步走”的目标。2020年12月22日,中华人民共和国工业和信息化部印发《工业互联网创新发展行动计划(2021—2023年)》,明确提出新时期业互联网创新发展目标,包括新型基础设施进一步完善、融合应用成效进一步彰显、技术创新能力进一步提升、产业发展生态进一步健全和安全保障能力进一步增强等。

在各级政府部门、研究院所、行业企业等主体的共同努力下,我国工业互联网平台发展已从概念普及走向实践深耕阶段,建设推广取得积极进展,正处在发展的关键期,取得了积极进展。截至2020年,全国已形成具有行业和区域影响力的特色平台超过100家,“综合型+特色型+专业型”工业互联网平台体系基本形成,连接工业设备数量达7000万台(套),平台功能体系日益完善,创新链、产业链、供需链、资金链、人才链加速联通。