经济导刊
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在游泳中学会游泳

——我国工业互联高质量发展模式与路径
来源: 2020.05.26 11:06:55

  

 

在政策的鼓励下,我国工业互联网业务发展势头迅猛。[1] 参与这一领域竞争的企业包括:互联网/通信企业、工业软件企业和传统工业企业,利用在工业领域和消费互联网领域积累的知识和竞争优势,向工业互联网领域延伸。

各类企业参与工业互联网业务的主要路径有:(1)从生产端切入,主攻智能工厂和生产线,通过集成生产系统获取数据,提升效率和产品质量;(2)从产品端切入,主攻智能产品,提供智能增值服务;(3)从平台端切入,主攻第三方互联网平台,提供运营优化、资源协同、设备连接管理等基于互联网的支撑服务。很多企业在工业互联网业务上已取得了不俗业绩。

 

对我国工业互联网业务兴起和发展逻辑的再认识

 

国内通常对工业互联网发展的解释和阐述,主要是从技术角度出发,即基于工业互联网“四层拓扑结构(数据采集层-IaaS[2]-PaaS[3]-SaaS[4])”视角的解释。在这个现成的结构中,PaaS层以“搭积木”的方式为工业应用开发提供基础环境,成为整个工业互联网的关键技术;而对整个工业互联网的发展的理解,则倾向于按照拓扑结构给定的分工,各层次、各模块各行其是。这种思路的缺陷是静态描述成分大于动力分析,忽视了工业(互联网)发展作为一个产业过程的复杂性。因为在我国工业及工业互联网的发展过程中,有两个根本问题需要注意,这些关键技术或积木是从哪里来的?今天我国是否具备这些成品

1 有关中国工业互联网的流行观点:体系架构与平台架构

 

西方这样理解工业互联网的拓扑结构,是因为他们在工业领域的基础核心技术积累已经完成,而工业软件、机理分析能力这些“积木”是在此基础上发展起来、以信息技术“翻译”技术诀窍的结果。相比之下,中国工业关键能力不足(地基不牢)的问题仍然十分突出:核心技术自给率不高,卡脖子环节仍遍布整个工业体系高端领域。这种能力基础,还不足以成为关键技术积木的源泉;中国的工业互联网发展不可能机械地按照现有拓扑结构搭积木,必须在自身发展过程中同时解决工业基础能力补课的问题。核心技术“补短板”和利用互联网新机遇,应该是当下中国工业发展和工业互联网发展的“一体两翼”。

基于此,我们提出中国工业互联网发展的生成逻辑(图2),其核心在于将工业互联网平台的功能区分为“数据功能”与“开发功能”两类,兼具这两类功能的平台,应该是平台层(PaaS)与应用层(SaaS)长期互动和良性循环的结果。实现这样的良性循环包含三个基本环节:(1)需要工业互联网平台具备基本的数据功能,能够为应用开发者提供海量优质的数据支持;(2)在此基础上,工业互联网应用的开发为平台层的开发功能(工业与IT微服务等功能)提供了必要的要素积累(“积木”);(3)对这些开发功能要素的沉淀与整合,为新的应用开发和数据采集提供了更坚实的基础。

上述循环的成败高度依赖于企业披露数据的质量,这就需要工业互联网业务参与企业的彼此信任。建立这种信任,绝不仅仅是市场过程的自然结果,往往需要某些关键非市场机制的支持。基于上述观点,我们形成以下三个基本判断。

 

2 中国工业互联网发展的生成逻辑

 

判断1:工业互联网业务需求在不同企业间存在结构性差异:行业龙头能够在应用层开展更多探索,但中小企业的痛点集中于数据功能。

不同企业在技术基础和信息化素质方面是有很大差别定的。对广大中小企业而言,由于本土企业级软件开发商长期缺位,“搭积木”方式主导了企业以往的信息化建设,使得企业内普遍存在信息“孤岛”:不同业务系统之间信息标签无法统一,信息采集质量和效率难以改善;按西方企业定制的企业级软件不能物尽其用,导致企业信息化投入性价比不高,甚至面临着“鸡肋”的质疑。此时,中小企业最直接的“痛点”就是提高内部数据的采集效率:打通信息孤岛、按需定制软件,实现跨职能、跨网段、跨协议的数据采集与共享。中控蓝卓和阿里云物联网团队都是这类市场中的领先者。

相比之下,各行业龙头内部管理素质和信息化水平较高,相当一批企业的信息化工作已经打通信息孤岛、启动自主改进整合。但既便如此,这些顶尖企业的“地基”仍然有所欠缺,还没有足够的意识和精力对任务/目标导向的基础研究予以足够投资。因而,中国工业在整个研发环节的仿真、编码能力和在生产环节的机理分析能力遗留了大量历史欠账。此时,通过具体的项目过程逐步积累、封装工业机理与工艺编码、并将这些核心技术反复应用于后续业务、直至将其融入平台、构成平台开发功能的微服务组件,就变成行业龙头的重任。这就是中国工业互联网发展“一体两翼”的落脚点。

判断2:我国工业互联网发展的关键,应是以自主技术开发为支撑、以需求痛点为导向、在平台层与应用层之间建立基于数据的良性循环,从而实现整个系统的生成与演进。这决定了行业龙头工业互联网业务发展的极端重要性。

实现核心技术补短板和利用互联网新机遇“一体两翼”发展,首先要强调:以平台的数据功能为基础,以开发特定应用、解决需求痛点为起点,在平台层与应用层之间建立基于数据的良性循环。其中包括:

1)实现基本的数据功能:打通信息孤岛、获取高质量的数据不只意味着做“加法”,“减法”同样重要。而要精准选择关键指标维度(“埋点”)、最大程度地在算力和存储需求上做“减法”,则依赖于必要的前期工业经验,尤其是自主的产品开发和工艺创新经验,这是不可省略的门槛。这些经验将直接提高“埋点”精确性,否则将势如大海捞针。

2)痛点引导下的应用开发:对于工业发展过程各环节的深入理解以及对前期经验的编码化、程序化、标准化,要比数据“埋点”难得多。实现这一过程的关键是一系列“看得见、摸得着”的单点突破:从现有的业务痛点入手,以提质增效为目的、开发具体应用。这比空泛的概念炒作更能够获得买方信任,在赢得用户市场中发展起来的核心能力也比闭门造车的成果更有生命力。对于我国企业来说,这个理解关键工业经验、完成机理编码建模的工作并不轻松:徐工信息曾在一个千万元级别的项目中为用户开发了几百个机理模型,“补课”任务之重可见一斑。

3)从应用向平台的汇聚、整合、沉淀:被反复应用的机理建模与仿真能力会被逐渐固化到工业互联网平台中,成为其开发能力的组成部分(微服务模块),为随后的应用开发提供直接支持。开发能力逐渐汇聚的过程,也需要信息系统随之不断重组优化,完善工业互联网平台的整体功能。不过,由于各企业将大量的工业经验凝聚到平台建设中,所以没有企业会将平台无私地“开源”。这也决定了我国工业互联网的发展只能从“应用-平台”循环起步,“一体两翼”地实现积累和进步。

4)自主技术开发的极端重要性:如前所述,对于核心技术的经验积累是工业互联网发展的必要条件,单凭工业互联网企业自己去夯实是不现实也等不起的。获得工业互联网开发能力最主要和直接的驱动力还是自主开发:在产品开发过程中理解设计原理与仿真,在工艺改进和品质控制过程中理解工业机理;通过新产品、新工艺的批量化生产与应用摊薄开发成本。以自主技术开发为枢纽的“一体两翼”发展进程将显著提高我国工业的系统竞争力:企业针对本土需求开展自主研发,掌握核心技术,设计工业互联网服务,以自主可控的工业互联网完成业务链上下游及企业内部的信息集成,并由此形成一个以产品为中心的完整业务生态,进而形成全产业链的创新驱动和商业模式升级。

完成这一过程的主力只能是本土行业龙头。由于现实的工业能力缺口(底子薄)和脆弱的企业互信合作基础(碎片化),可能出现的情况是,龙头企业像“盆景”一样开枝散叶,多元化发展,而非西方“雨林式”产业生态中的分工合作。

判断3:企业互信的缺失成为企业间工业互联网业务合作的重要障碍,而市场机制无法自动克服这一障碍,只能依赖相应的组织手段和(或)社会手段。

“盆景式”工业体系这个情境,也导致了中国工业互联网独特的发展现象,而“盆景式”工业体系的“碎片化”特征决定了,企业之间互信严重缺失,低信任水平的营商环境意味着:(1)因为缺少约束龙头企业行为的手段,中小供应商对行业龙头用户缺乏信任;(2)因为要向工业互联网供应商开放企业核心数据,用户企业不相信中小供应商的信息安全能力;(3)企业不信任整个的营商环境,包括政府发展工业互联网的初衷与政策导向。

这种低信任水平的营商环境是近30年市场经济“野蛮生长”的副产品,所以不可能单纯依靠市场机制加以解决,必须有目的地尽早引入非市场机制,为工业互联网业务参与方提供信用背书。在这一过程中,龙头企业的作用显得尤其重要:其在行业中的地位为工业互联网部门的业务开展提供了客户资源和信任背书,总公司层广泛且具战略性的业务布局也能够在工业互联网业务中形成合力。徐工信息的发展就得益于徐工集团的金字招牌及其在工业控制(赫斯曼)等领域的前期铺垫。在我们的调研中,“组织”机制是代替市场机制、纠正“碎片化”问题的重要选项,但我们相信,以行业协会为代表的社会性力量将在未来解决这一问题中扮演日益重要的角色。

 

实现工业互联网高质量发展的政策选择

 

基于中国工业互联网发展现实和上述基本判断,提出有关中国工业互联网发展的政策建议。

1. 引入第三方机构背书与授信,解决装备供应商与用户的互信困境。这意味着培育相关社会力量应成为下一阶段优化营商环境的重要选项。

我们认为,近期经济学界关于营商环境的主流意见存在一些缺陷:要么缺乏可操作性(如简单倡议政府倾听企业声音),要么缺乏可持续性(如简单强调减税降费等刺激性政策),甚至存在违反常识和逻辑的主张(如无视金融风险,片面指责金融系统对中小微企业支持不足)等。这实际上形成了对产业政策和营商环境分析的过度干扰。很多学者简单地将营商环境理解为“国家-市场”边界的问题。对企业来说,获取关键要素、实现转型升级、建立竞争优势等,从来不可能单靠市场;市场经济发展中出现的结构性缺陷也不可能通过市场来解决。具体到工业互联网领域,这个结构性缺陷就是前面提到的互信困境。

我们认为,突破互信困境,优化营商环境,必须将“社会”这个重要因素找回来,使其与国家共同调控市场机制的运行过程。支持和鼓励独立于政府的行业协会等第三方社会性组织,实现国家向社会的赋能,为广大潜在的工业互联网企业尤其是中小企业,提供必要的社会性支持。包括:

1)信任背书与基础设施背书。广大中小企业开展工业互联网业务,普遍面对的质疑就是其确保客户信息安全的能力。用户企业既会怀疑工业互联网供应商相关技术的安全性(包括阿里、华为提供的云服务);也会怀疑无线通信技术本身(5G)的安全性,要求供应商提供相关的方案安全证明(类似首台套证明)。面对这些要求,中小企业往往深感无力,需要一些具有威信的第三方机构提供相应的支持。比如由行业协会等组织推动工业互联网全产业链供需对接,不仅可以帮助云服务企业发现潜在用户,也能够帮助装备企业提供必要的方案验证机遇,解决信息不对称和首台套信任背书的问题。在必要的情况下,还可以通过这些社会性组织推进信息基础设施服务(如云服务)均等化、优质化,从而将其发展成降低工业互联网基础设施成本的抓手。

2)风险规避支持。在我国尚未出台有关中小企业权益保护的法律法规的情况下,行业协会这类社会性组织还可为广大中小企业提供法律服务和商业辅导,降低其受商业风险侵害的概率;建立必要的合作孵化机制,促成同一行业性组织中不同规模上下游企业之间的信任建立和业务合作。

2. 以更加有效的配套政策鼓励多切入点地进入行业、建立良性循环;有目的地引导网络通信知识向传统工业领域的流动,支持跨专业合作。

如前所述,将工业互联网各层次分割理解的“搭积木”式思路并不适合我国的工业能力基础,也难以成为工业互联网发展的有效路径。实现中国工业互联网高质量发展,只能从中国工业发展现实出发,以更精准的产业政策、鼓励痛点各异的企业多切入点地进入工业互联网业务。具体而言,产业政策的定位导向应从原则上区分如下:

1)对于那些深受信息“孤岛”之苦的中小企业,帮助它们建立必要的数据功能相当重要。现阶段国内工业互联网企业普遍面临的问题就是,单打独斗地展开商业和技术的“双线作战”:既要同国外装备供应商就通信协议授权费用进行谈判,又要投资建立必要的协议兼容能力。尤其对于中小企业来说,要想降低工业互联网跨协议、跨网段、跨职能采集数据的成本,就必须改变这种“单打独斗”局面:利用行业协会等第三方组织,为参与工业互联网业务的中小企业提供一个同国外设备供应商与技术标准组织展开通信协议授权谈判的平台;利用如制造业创新中心等新型研发机构,为业内企业提供最基础的通信协议兼容能力,从而最大程度地降低用户端工业互联网数据功能的获得成本。

2)对于那些已经打通信息“孤岛”,有能力进入应用-平台循环的行业龙头,应更多地从应用开发、平台微服务建设的角度进行政策支持。进入“应用-平台”循环后,跨学科、跨专业的合作开发已成为工业互联网业务的突出瓶颈。支持形成跨行业合作能力,一方面要从机制设计和组织形式上努力开展新的探索,另一方面要加大对跨行业人才交流与互动的政策支持力度。我国装备工业产品定价和员工薪酬普遍偏低,而装备行业恰恰是工业互联网领域机理建模、应用开发的主力。对于他们的支持,应充分考虑跨行业合作的难度,即以最终产品(应用/平台)的技术集成度和模型化程度设定政策支持标准,鼓励工业、科学与互联网的联姻,鼓励用科学手段翻译工业经验、形成工业机理。尤其要用好、用足需求侧政策,对采购这类高质量应用/平台的工业互联网业务甲方提供必要补贴,让他们愿意为好产品买单,从而使乙方企业有条件留住互联网人才,将跨行业合作开发持续下去。与之相反,尽量避免不加区分地滥用供给侧政策(如在立项阶段启动的、针对项目的补贴,而非针对跨行业产出的补贴)、挤出乙方企业应有的技术投入。

3. 鼓励应用开发的关键不是去搞百万上云式的群众运动,而是提供必要的科学能力支持:要让国内公共研发体系支持中国工业的仿真/机理建模需求。

工业互联网应用开发是学科、专业交叉的产物。在当前工业能力的基础上,应用开发的“人海战术”只能导致政策资源的巨大浪费,甚至将有竞争力的应用淹没在“百万上云”的浪潮中。关键的政策选项是降低现有企业跨学科、跨专业开发成本,改善开发活动的经济收益。这也是设计前述工业互联网产品需求端政策的目的。

此外,要为那些具备关键技术经验、却无力组建专业队伍,有心参与工业互联网业务的企业提供必要的技术基础设施,如设立相应的新型研发机构来降低他们开发工业互联网应用的门槛:新型研发机构帮助那些有能力(必要的工业能力基础)、有意愿的企业,解决已经启动的工业互联网应用开发项目中出现的具体建模问题,合作研发的目标是形成明确的工业机理和仿真分析结论。通过合作研发完成工业经验的机理化和编码化,最终有可能导致产业实际需求引导的基础研究。这应该是科技领域“集中力量办大事”的一种重要方式。考虑到这一跨行业、跨组织合作中的软件开发(机理化的本质)特征,可以在工业互联网行业引入软件业“即征即退”的税收优惠政策。

当然,合作研发并不局限于新型研发机构,整个公共研发体系都应参与其中。尤其应当鼓励高校及各研究机构研究人员承接这类与本土产业升级需求紧密相关的研究课题,重建以产业实际需求引导科研工作的价值观把中国的科研人员从投入英文期刊中的精力拉回来

4.抛弃通过开源方式完成工业软件赶超的幻想:平台层的开源很难实现,而工业软件开发所需的海量数据投喂,依赖于统一的平台支撑。

所有工业软件都是海量数据大规模投喂的结果,而海量数据的采集又依赖于平台层在数据维度、标准、清洗等方面的基础。如前所述,在当前的行业混沌期,每个领先企业都希望用自己的经验去建设自主平台、并将其转化为现金流,谁也不会成为平台开源的无条件付出者;而中国丰富的工业场景也决定了平台开源不符合西方根本利益。这就从根本上消灭了借助开源实现工业软件赶超的可能。

解决中国工业软件短板的有效出路只能是中国工业自己去补课:通过自主技术开发去理解技术的科学原理和仿真建模,并在这一过程中完成指标选取、数据清洗的工作,从而为工业互联网平台的数据功能奠定必要的物质基础。而这些指标选取、通信协议兼容等方面的基础性工作,需要一个行业性组织居中统筹、协调各行业龙头的选项,从而为海量、优质数据的产生创造条件,这也是工业互联网的精神所在。

5. 重新理解转型升级过程中产业(集群)促进机构的角色设定与政策导向

 “盆景”式工业体系中,多数企业都在高信任门槛和高技术门槛情境下“裸奔”,改善营商环境要改变这种单打独斗状态。这意味着,要使产业(集群)促进机构真正发挥作用,就必须使其同时具备社会功能和技术功能:以共性技术开发和科学分析能力为产业提供转型支撑与基点,以机构自身及其各种外部对接为平台、为同行业或上下游企业的合作提供支持与背书。社会功能可以帮助发现更多的需求痛点和技术汇聚点;而技术功能则是促进机构履行社会功能、获得企业信任的信用来源。考虑到近年来的众多变化,我国政府重新设计国家、社会与市场之间关系的条件已经成熟。可以想见,在收紧社会组织规制的同时,政府会逐步将产业组织、社会互动和上情下达的功能向产业(集群)促进平台转移,而这同样符合现阶段工业互联网高质量发展的内在要求。

工业互联网的广泛应用将成为5G时代的重要内容。从某种意义上讲,如果工业互联网的发展不尽人意,5G技术的应用就会出现一个极大的断档。而工业互联网的兴起,为中国经济提供了一个前所未有的发展图景:一方面,中国第一次在某个新兴产业领域展现出相对于西方的局部优势(如情境资源);另一方面,工业基础不牢、社会发展滞后等传统短板也因此暴露得更加充分。这都要求我们的政策制定者从“模仿”、“对标”西方的传统中跳出来,结合中国具体国情进行政策设计,打好地基、盖好自己的楼,在游泳中学会游泳。

所有这些归结到一点,就是90年前毛泽东同志在《反对本本主义》中所提出的那个重要论断:“中国革命斗争的胜利要靠中国同志了解中国情况。”

                                    (编辑  季节)



* 孙喜,中信改革发展研究院研究员,首都经贸大学工商管理学院副教授;李娜,

[1] 工业互联网应用的典型场景:(1)基于现场连接的智能化生产,实现对生产过程、计划资源、关键设备等管控与优化;(2)基于企业互联的网络化协同,将分布于各地的设计、制造和服务资源有效整合,纳入并行组织,缩短研制周期,如航空航天、汽车、船舶等行业;(3)基于产品联网的服务化延伸,如工程机械、电力、供水设备等制造企业对用户的产品运行实时远程监控运维;(4)基于供需精准对接的个性化定制,如家电、服装、家具等行业。

[2] IaaS层的功能是将基础计算网络存储资源虚拟化,实现基础设施资源池化。

[3] PaaS层以工业操作系统为核心,向下对接装备、仪器、产品,向上支撑工业互联网应用开发与部署。

[4] SaaS层的工业应用开发以PaaS层为基础,行业用户和第三方开发者都是其潜在的应用开发者。

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