周 勇，李 君，2，張 旭，劉 欣

（1.國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心，北京 100040；2.清華大學自動化系，北京 100084）

1 研究背景

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是工業(yè)經(jīng)濟全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈連接的核心，是工業(yè)資源優(yōu)化配置的重要載體。當前，黨中央國務院高度重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，可以自身作為樞紐，實現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的有效連接。當前在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺領域，我國的相關政策體系日趨完善。2017 年，《關于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見》由國務院發(fā)布并實施，在此基礎上帶動了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)的落地與應用，并進一步帶來了效益的切實增長和創(chuàng)新價值的有效融合，對社會經(jīng)濟的全面發(fā)展具有強有力的支撐作用［1］。在此基礎上，《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動計劃（2018—2020 年）》在2018 年由工信部印發(fā)，這也標志著我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展由概念導入階段進一步轉化為實踐深耕階段。此后，中央深改委在2019 年審議通過了《關于深化新一代信息技術與制造業(yè)融合發(fā)展的指導意見》，這一指導意見對新時期工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展具有勾勒新藍圖，指明新方向的重要意義［2］。

當前，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設正處于穩(wěn)步推進階段，并帶動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺相關應用創(chuàng)新生態(tài)的持續(xù)壯大與技術融合的不斷創(chuàng)新［3］。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在我國的發(fā)展現(xiàn)狀已經(jīng)由概念普及轉化為深化應用，對制造業(yè)數(shù)字化轉型具有重要意義［4］。截至2021 年11 月，我國以“十五大雙跨平臺”為代表的有影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺已達100 余家，平臺接入設備規(guī)模突破7 600 萬臺（套），工業(yè)APP 突破59萬個，2019 年我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模為8 039 億元，到2020 年已達9 101 億元［5］。但是，大部分企業(yè)依然存在信息化基礎薄弱、對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺認識不足、平臺應用成效不明顯等諸多問題，亟需一套科學的方法論指導企業(yè)應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺［6］。

目前，雖然對于指導企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的系統(tǒng)理論尚未形成，但國內(nèi)外研究人員在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的參考架構、安全、性能和解決方案等領域已經(jīng)開展了較為深入的研究。美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（Industrial Internet Consortium，IIC）于2017年發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構（v1.9 版）對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用功能進行了系統(tǒng)描述［7］。王晨等［8］闡述了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在用戶生態(tài)、開發(fā)者生態(tài)、數(shù)據(jù)生態(tài)構建以及在工業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)與工業(yè)數(shù)據(jù)建模和分析方面的相關挑戰(zhàn)。李燕［9］從信息孤島、平臺關鍵技術本土供給能力不足、平臺發(fā)展的資源要素保障條件有待完善等方面研究了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展的制約因素，并針對性地提出了推進策略。李君等［10-12］研究了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的核心功能，并綜合闡述了其應用價值。周劍等［13-14］對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢進行研究，對比了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在中美德的發(fā)展與應用現(xiàn)狀，為我國推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展提出了建議。Lee 等［15］研究了面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用的操作系統(tǒng)的性能評估。莊存波等［16］構建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動離散制造業(yè)轉型升級的三維參考模型，并詳細闡述了對應的技術體系及面臨的挑戰(zhàn)。陶永等［17］分析了智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的宏觀需求、發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢、機及存在的問題。Liu Chao 等［18］研究了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術在云制造系統(tǒng)中的實現(xiàn)。Bian 等［19］研究了電氣設備智能物聯(lián)網(wǎng)平臺的實現(xiàn)和應用現(xiàn)狀、實施過程中存在的問題、解決問題所采用的關鍵技術和解決方案。Zhang 等［20］在現(xiàn)有理論和產(chǎn)業(yè)實踐的基礎上，研究了符合產(chǎn)業(yè)需求的IIP 通用模型、參考架構、服務評價指標體系、實施路徑與應用驗證。中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺新模式新業(yè)態(tài)白皮書》，并對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺新模式新業(yè)態(tài)的典型特征、應用場景和落地路徑等進行了研究［21］。

近年來，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的深度應用正逐漸成為企業(yè)價值創(chuàng)造的新引擎，明確工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施路徑和步驟對于加快我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺規(guī)?；占皯镁哂兄匾饬x。為推動我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在縱深領域的持續(xù)應用，帶動我國數(shù)字化轉型升級的進一步加快，本文從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用視角出發(fā)，立足科學技術理論，結合我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用現(xiàn)狀，提出一套用于指導企業(yè)建設工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的方法論，幫助企業(yè)明確工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的步驟、任務與方法。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用推廣公共服務平臺采集工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)分析我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的應用現(xiàn)狀，為促進我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展并加快我國數(shù)字化轉型步伐提出參考意見。

2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施框架

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施過程復雜，是一項復雜的系統(tǒng)工程，國內(nèi)外多位研究學者已經(jīng)從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設的層級、功能、技術等多個維度發(fā)布工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系參考架構，但仍缺乏一套貫穿平臺應用實施全過程的方法論。因此，需要考慮不同企業(yè)應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎條件，從初始規(guī)劃階段到最后的應用階段，提供全流程的應用實施指導，明確工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設的各項步驟，指導企業(yè)科學開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設工作。本文結合企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的經(jīng)驗，基于PDCA方法論構造了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的關鍵步驟，主要包括總體規(guī)劃、整體設計、實施準備、平臺實施和平臺應用五個方面（見圖1）。

圖1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施主要過程

3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施步驟

3.1 總體規(guī)劃

企業(yè)開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施之前應做好前期的規(guī)劃工作，明確工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用需求，從數(shù)字化管理、智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制、服務化延伸等方面找準適宜的發(fā)展模式，確立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用目標，綜合分析工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用的可行性，并選擇適宜的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施方式。

3.1.1 需求分析

企業(yè)在需求分析階段應當以需求為導向，結合政策導向、宏觀經(jīng)濟形勢、市場環(huán)境、行業(yè)態(tài)勢，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺相關的產(chǎn)業(yè)、技術、應用等發(fā)展情況等相關外部環(huán)境和企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略、管理模式、業(yè)務模式、技術條件、軟硬件基礎等內(nèi)部環(huán)境進行深入探討，分析并識別擬通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用解決的業(yè)務痛點和能力短板，最終確定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用構建的創(chuàng)新發(fā)展模式。

3.1.2 目標確立

企業(yè)在目標確立階段應當圍繞自身的需求，并結合企業(yè)自身實際情況，從企業(yè)的數(shù)字化水平、網(wǎng)絡化水平、智能化水平、平臺資源匯聚水平、平臺賦能能力、關鍵業(yè)務績效、創(chuàng)新發(fā)展模式實現(xiàn)情況和經(jīng)濟效益以及社會效益等方面提出清晰、明確、具體的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施目標。

3.1.3 可行性論證

企業(yè)在可行性論證階段，需依據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施需求分析結果及確立的初期目標，對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的主要內(nèi)容、配套條件、技術路線、資源投入和預期成效等進行全面、系統(tǒng)的調查研究、分析比較和評估論證，給出可行性論證結果。可行性論證的重點包括：（1）戰(zhàn)略可行性，即工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施是否能夠有效支撐企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的落地與實現(xiàn)；（2）業(yè)務可行性，即工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施是否能夠解決業(yè)務發(fā)展痛點、補齊能力短板、提升業(yè)務效率、創(chuàng)新發(fā)展模式；（3）技術可行性，即企業(yè)現(xiàn)有IT 架構、網(wǎng)絡環(huán)境、設備基礎、數(shù)據(jù)基礎、安全防護、人員能力等方面開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的技術可行性論證；（4）組織可行性，即企業(yè)現(xiàn)有組織架構、人員配置、管理模式等方面開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的組織可行性論證；（5）經(jīng)濟可行性，即投資預算、預期回報、潛在風險等方面開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的經(jīng)濟可行性論證。

3.1.4 平臺應用實施方法選擇

企業(yè)在平臺應用實施方法選擇階段應根據(jù)可行性論證結果作出是否開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的決策，并選擇適宜的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施方式。企業(yè)可根據(jù)自身需求建設個性化的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的資源匯聚和服務應用或選擇面向市場提供公開服務的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺并按需訂閱平臺提供的產(chǎn)品及服務。

3.2 整體設計

企業(yè)在設計工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的具體應用布局階段應做好方案設計工作，根據(jù)所確定的平臺應用實施方式及自身業(yè)務特點選擇適宜的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務商，對人、財、物等資源進行合理的規(guī)劃與布置，并以此為基礎，制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施方案，推動后續(xù)工作的有效進行。

3.2.1 平臺服務商選擇

企業(yè)可根據(jù)所確定的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施方式綜合考慮自身相關基礎條件、技術能力等情況，根據(jù)需要選擇適宜的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務商。選擇工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺供應商時考慮的重點包括：（1）平臺匯聚的工業(yè)APP、云化軟件或解決方案的種類、數(shù)量、質量及其與企業(yè)需求的匹配程度；（2）平臺可連接或已連接的設備種類、數(shù)量及其與本企業(yè)的契合度；（3）平臺積累的工業(yè)機理模型、工業(yè)微服務等資源的種類、數(shù)量及其與本企業(yè)的契合度；（4）平臺提供的大數(shù)據(jù)挖掘、圖形化編程、知識建模等開發(fā)環(huán)境及開發(fā)工具的豐富程度及易用性；（5）平臺的模塊化功能構建、個性化定制、可持續(xù)拓展、安全保障能力及與本企業(yè)業(yè)務系統(tǒng)的兼容適配性。

3.2.2 方案制定

企業(yè)聯(lián)合所選擇的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務商共同制定詳細、務實的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施方案，并按程序對其進行評審、批準和變更控制。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施方案制定過程中應充分考慮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的總體目標與考核指標、平臺應用實施應遵循的法律法規(guī)和標準規(guī)范、平臺應用實施的邊界和范圍、平臺應用實施的主要任務和技術路線、平臺的運行維護和安全保障措施、基于平臺的創(chuàng)新發(fā)展模式設計和生態(tài)運營策略、平臺應用實施的組織機制、進度計劃、培訓計劃及資源保障和平臺應用實施的投入預算、預期成效、潛在風險及應對策略。

3.2.3 資源投入

企業(yè)需對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施相關的人、財、物等資源投入進行統(tǒng)籌安排。在人員支撐方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用具體實施應該由企業(yè)最高管理者統(tǒng)籌推動，團隊成員覆蓋IT、設備、業(yè)務、數(shù)據(jù)等相關部門的負責人和專職人員，建立有效的協(xié)調溝通機制，并組織開展培訓使相關人員具備工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施所需的工業(yè)和信息技術領域的復合性知識和技能；在資金支撐方面，統(tǒng)籌安排并協(xié)同優(yōu)化調整工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在應用實施過程中所涉及的設備聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡改造、平臺開發(fā)部署、服務訂閱等方面的資金問題，確保資金投入與使用的合理性、適宜性和持續(xù)性；在基礎條件方面，配備適宜的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施所需要的軟硬件基礎環(huán)境，并提供基礎資源以支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施中的網(wǎng)絡、計算、存儲等過程。

3.3 實施準備

企業(yè)在開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的準備階段應做好基礎的準備工作，提供工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施所需的基礎支撐條件，做好設備聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡改造、數(shù)據(jù)準備等實施準備工作。

3.3.1 設備聯(lián)網(wǎng)

企業(yè)需根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施需求，明確擬接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的設備清單、擬采集的設備數(shù)據(jù)、擬連接的設備通信接口及擬解析的設備通信協(xié)議等，并對相關設備進行必要的改造，使其具備接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的基本條件。設備聯(lián)網(wǎng)相關工作主要包括：對于不具備通信接口的設備，對其加裝傳感器或擴展通信接口，使其具備數(shù)據(jù)采集基礎條件；對于具備通信接口的設備，對其通信協(xié)議進行解析，打通數(shù)據(jù)傳輸接口，確保設備數(shù)據(jù)可采集；根據(jù)現(xiàn)場情況安裝必要的工業(yè)網(wǎng)關、工業(yè)計算機等邊緣計算設備，開展設備的多源異構數(shù)據(jù)的匯總、集成、存儲和分析工作，確保設備數(shù)據(jù)可在邊緣端得到準確、及時、有效的處理；根據(jù)現(xiàn)場網(wǎng)絡環(huán)境開展邊緣端與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的通信連接、調試與適配工作，確保在邊緣端與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺之間建立起安全可靠的傳輸通道。

3.3.2 網(wǎng)絡改造

企業(yè)需根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施需求，結合其網(wǎng)絡應用現(xiàn)狀，對相關網(wǎng)絡設施進行必要的建設與改造升級。網(wǎng)絡改造相關工作主要包括：開展企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡基礎設施建設與改造升級，優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結構，對網(wǎng)絡通信設備、傳輸介質、傳輸協(xié)議進行必要的更換或升級，確保網(wǎng)絡帶寬與傳輸時延等可滿足工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜萘?、速率、準確性等要求；選用統(tǒng)一的網(wǎng)絡通信標準打通工業(yè)現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)無線網(wǎng)、通用以太網(wǎng)等異構異質網(wǎng)絡，實現(xiàn)異構異質網(wǎng)絡的融合與互聯(lián)互通；開展企業(yè)外部網(wǎng)絡的服務選型與適配接入工作，構建安全可靠的外部網(wǎng)絡連接機制，將企業(yè)內(nèi)網(wǎng)安全可靠地接入必要的外部公共網(wǎng)絡，可滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在內(nèi)外網(wǎng)之間進行高可靠、低延時數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

3.3.3 數(shù)據(jù)準備

企業(yè)需根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施需求，對平臺運行必需的工業(yè)基礎數(shù)據(jù)和專業(yè)領域知識進行準備，以夯實工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)集成應用與模型構建基礎。數(shù)據(jù)準備相關工作主要包括：做好數(shù)據(jù)的標準化和規(guī)范化管理，明確需接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)來源，并給出相關數(shù)據(jù)的格式、質量和采集等要求；識別各相關數(shù)據(jù)源的訪問接口、交換格式與傳輸方式，并開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺與相關軟件系統(tǒng)和硬件終端的適配連接，以確保多源異構數(shù)據(jù)的可采集、可接入；利用工業(yè)大數(shù)據(jù)技術，對擬接入平臺的相關數(shù)據(jù)資源開展必要的匯聚、集成與預處理，并選擇適宜的數(shù)據(jù)壓縮、加密、傳輸方法，以確保平臺接入數(shù)據(jù)的正確性、完整性、一致性和規(guī)范性；對相關專家經(jīng)驗、工業(yè)機理、工藝數(shù)據(jù)等專業(yè)領域知識進行梳理、歸納、提煉與總結，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的專業(yè)算法、工業(yè)機理模型、知識圖譜等模型構建提供基礎支撐。

3.4 平臺實施

企業(yè)在開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施的具體實施階段應協(xié)同各相關部門做好協(xié)同配合工作，以所確定的平臺應用實施方式為依據(jù)，進行工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的相關開發(fā)與部署，將相關設備、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接入平臺，穩(wěn)妥開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺試運行與上線，并同步提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺安全保障能力。

3.4.1 平臺開發(fā)

企業(yè)需依托內(nèi)部團隊或聯(lián)合所選擇的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務商，根據(jù)所制定的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施方案，務實開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設開發(fā)工作。平臺開發(fā)相關工作主要包括：結合自身IT 架構搭建形成涵蓋IaaS、PaaS、SaaS 等的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，或基于所選擇工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務商提供的通用平臺，進行必要的定制化開發(fā)，形成符合企業(yè)需求的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺；通過購買、批量導入、定制開發(fā)等方式，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺匯聚部署一批模塊化、可復用、易調用的數(shù)據(jù)模型，形成可滿足應用需求的工業(yè)機理模型庫、業(yè)務算法庫和專業(yè)知識庫；通過購買、批量導入、眾包開發(fā)、定制開發(fā)等方式，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺匯聚或開發(fā)形成一批針對特定場景的工業(yè)APP、云化軟件或解決方案。

3.4.2 平臺部署

企業(yè)需綜合考慮維護成本、數(shù)據(jù)安全、運行可靠性、可用性等因素選擇適宜的方式部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。公有云部署、私有云部署、混合云部署等均為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺部署的主要方式。

3.4.3 資源接入

企業(yè)需根據(jù)確定的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施方案，將必要的設備、數(shù)據(jù)與業(yè)務系統(tǒng)等資源接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的資源接入相關工作主要包括：基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開展設備注冊、權限設置和通訊連接等工作，將相關設備安全可靠地接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺；將必需的靜態(tài)數(shù)據(jù)批量導入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，并采用邊云協(xié)同等方式對相關動態(tài)數(shù)據(jù)進行實時采集、預處理和傳輸，將相關數(shù)據(jù)規(guī)范持續(xù)地接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺；開展必要的業(yè)務系統(tǒng)的云化改造，并與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進行接口適配和服務對接，將相關業(yè)務系統(tǒng)高效穩(wěn)定地接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。

3.4.4 試運行與上線

企業(yè)宜制定務實可行的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺試運行與上線方案，有序推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺試運行與上線。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的試運行與上線工作重點如下：（1）開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺功能性能測試，確保工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺各方面功能性能指標滿足運行要求。（2）分類組織開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺相關培訓工作，確保相關人員具備應用、運營、維護工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺所需的知識和技能。（3）選擇適宜的范圍開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺試運行，對試運行反饋情況進行跟蹤處理，并對平臺功能性能進行優(yōu)化完善。（4）條件具備時，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺正式上線運行，并持續(xù)開展平臺運行維護，保障相關用戶正常使用。

3.5 平臺應用

企業(yè)在開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的應用階段應“因企制宜”做好創(chuàng)新發(fā)展模式的應用工作，應從數(shù)字化管理、智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制、服務化延伸等方面構建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的創(chuàng)新發(fā)展模式，持續(xù)匯聚模式發(fā)展所需要的人、機、料、法、環(huán)等各類資源，不斷繁榮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺運營生態(tài)，系統(tǒng)分析并改進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用績效。

3.5.1 發(fā)展模式構建

企業(yè)需根據(jù)自身的發(fā)展戰(zhàn)略與定位，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為基礎，構建創(chuàng)新發(fā)展模式，并通過訂閱平臺服務，完成數(shù)字化管理、智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制、服務化延伸等方面的模式構建工作。在數(shù)字化管理方面，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務的應用開展數(shù)據(jù)管理、運營管理、組織管理、財務管理等，形成基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)字化管理發(fā)展新模式；在智能化生產(chǎn)方面，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務的應用開展計劃調度、生產(chǎn)作業(yè)、倉儲物流、設備管理、質量管理、安全、能耗、環(huán)保管理等，形成基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的智能化生產(chǎn)發(fā)展新模式；在網(wǎng)絡化協(xié)同方面，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務的應用開展供應鏈協(xié)同、設計協(xié)同、生產(chǎn)協(xié)同等，形成基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的網(wǎng)絡化協(xié)同發(fā)展新模式；在個性化定制方面，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務的應用開展需求獲取、個性化設計、定制化生產(chǎn)、精準交付、用戶服務等，形成基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的個性化定制發(fā)展新模式；在服務化延伸方面，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務的應用開展產(chǎn)品服務化、工程服務化、知識服務化等，形成基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的服務化延伸發(fā)展新模式；在其他方面，可基于自身需求，形成基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺構建其他類型的創(chuàng)新發(fā)展模式。

3.5.2 生態(tài)運營

企業(yè)需開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺生態(tài)運營工作，基于平臺開展相關設備、數(shù)據(jù)、機理模型、工業(yè)APP、解決方案等資源的匯聚集成和共享共用，通過人、機、料、法、環(huán)等資源的泛在連接和動態(tài)配置，打造開放、創(chuàng)新的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺生態(tài)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺生態(tài)運營重點工作主要包括：基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺持續(xù)匯聚設備資源，并開展設備的運行監(jiān)控、健康管理、能力共享、數(shù)據(jù)的治理、挖掘分析與共享應用等；基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對機理模型進行持續(xù)匯聚，并在此過程中將工業(yè)技術、知識、經(jīng)驗等進行模型化處理，形成工業(yè)微服務，并以此為基礎在不同行業(yè)與不同領域構建工業(yè)知識圖譜，促進并加速工業(yè)知識的沉淀、積累和復用；基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺持續(xù)匯聚工業(yè)APP，打造開放活躍的開發(fā)者社區(qū)，聚集開發(fā)人員，不斷豐富針對各類應用場景的工業(yè)APP；基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺持續(xù)匯聚解決方案，持續(xù)引入生態(tài)合作伙伴，打造健全的平臺服務體系，實現(xiàn)系統(tǒng)性解決方案的匯聚、定制和應用。

3.5.3 績效改進

企業(yè)需對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的應用實施績效進行跟蹤監(jiān)測和持續(xù)優(yōu)化，績效改進主要工作包括：制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施績效監(jiān)測體系，明確績效監(jiān)測指標和監(jiān)測方法，并按一定的監(jiān)測周期持續(xù)開展績效監(jiān)測工作、發(fā)布績效監(jiān)測結果；以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施績效的監(jiān)測結果為依據(jù)，對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施過程進行持續(xù)性的改進與優(yōu)化。

4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用評價數(shù)據(jù)測算方法

建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用實施方法論之后，作者團隊從戰(zhàn)略與組織、基礎條件、平臺應用、業(yè)務創(chuàng)新和效能效益5 個維度建立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用評價的基本框架，并構建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用評價指標體系［22］。本章主要從四個方面詳細闡述平臺應用評價數(shù)據(jù)的采集、處理與分析方法。

（1）數(shù)據(jù)采集：基于評價指標體系，構建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用推廣公共服務平臺（http://www.iipap.com），通過企業(yè)用戶自愿填報的方式，采集近1 500 家企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺有效評價數(shù)據(jù)信息。

（2）數(shù)據(jù)預處理：為科學合理地評價工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用，在數(shù)據(jù)計算分析之前，需要對各企業(yè)填報數(shù)據(jù)進行一致性檢查，查找出數(shù)據(jù)中存在的低質量數(shù)據(jù)，例如無效值、超限值和缺失值等，對數(shù)據(jù)進行清洗。根據(jù)每個變量的合理取值范圍和相互關系，檢查數(shù)據(jù)是否合乎要求，對與主體數(shù)據(jù)不相符的數(shù)據(jù)，即異常數(shù)據(jù)，基于K-means算法進行處理。

Step2：求取其他數(shù)據(jù)與該中心樣本的距離，數(shù)據(jù)樣本根據(jù)距離劃分類別：

Step3：對每個類j，求取平均值確定中心點：

式中，每個樣本含d個屬性，第j類共m個數(shù)據(jù)，其中樣本屬于第j類，屬于第j類的樣本的第D個特征求和，再求平均值，即為第D個特征的質心。

Step4：若目標函數(shù)收斂，終止程序；否則轉到Step2。

（3）數(shù)據(jù)計算：利用熵權法對各維度加權，計算其綜合得分。由于各維度單位不統(tǒng)一，需要進行標準化處理，本文構建的維度均為正向維度，可按照下式處理。

利用熵權法求權重需要取對數(shù)，而標準化數(shù)值為零的指標無法計算，因此將標準化后的指標值整體上移0.001 個單位。數(shù)據(jù)平移后的指標值為：

第一，對j企業(yè)在第i評價維度進行計算。

（4）數(shù)據(jù)分析：針對數(shù)據(jù)處理之后得到各個企業(yè)的評價結果，本文主要從行業(yè)視角和企業(yè)視角出發(fā)對我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用現(xiàn)狀進行分析。圍繞不同行業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的創(chuàng)新發(fā)展模式、不同規(guī)模的企業(yè)對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的戰(zhàn)略規(guī)劃和資金投入情況，以及不同行業(yè)應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺之后的效益提升情況等三個方面進行綜合分析。

5 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用現(xiàn)狀

5.1 各行業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的創(chuàng)新發(fā)展模式亮點紛呈

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新的熱度持續(xù)升溫，各類新模式、新業(yè)態(tài)相繼涌現(xiàn)，不同行業(yè)積極探索基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的創(chuàng)新發(fā)展模式應用。經(jīng)過數(shù)據(jù)測算分析，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺創(chuàng)新發(fā)展模式在各行業(yè)的應用表現(xiàn)各不相同。

隨著新一代信息技術在制造業(yè)的深入融合發(fā)展應用，3C 電子產(chǎn)品、無線終端、可視化大屏等各類智能化產(chǎn)品在產(chǎn)業(yè)中廣泛普及推廣應用，企業(yè)能夠通過智能產(chǎn)品終端及時獲取用戶、產(chǎn)品、環(huán)境等各項信息，并基于綜合信息開展精準服務。從圖2 可以明顯看出，開展服務化延伸比例排名前三的分別是電子、機械和交通設備制造行業(yè)，其中，開展比例排名第一的電子行業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺構建服務化延伸創(chuàng)新發(fā)展模式的企業(yè)比例高達35.5%。

圖2 重點行業(yè)基于平臺開展服務化延伸的企業(yè)比例

在基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的個性化定制模式的驅動下，企業(yè)需要精準、快速對客戶的個性化需求進行獲取，因此對于紡織、輕工、電子等與客戶接觸較緊密的行業(yè)該指標普遍表現(xiàn)較好。圖 3 顯示紡織行業(yè)實現(xiàn)個性化定制的比例最高為17.59%，該行業(yè)產(chǎn)品迭代周期短、個性化需求強烈，因此紡織行業(yè)基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺廣泛開展個性化定制模式應用，可以精準、快速地捕捉用戶需求，增強用戶黏性。

圖3 重點行業(yè)基于平臺開展個性化定制的企業(yè)比例

協(xié)同模式在離散行業(yè)應用較為廣泛，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的網(wǎng)絡化協(xié)同模式一直在推動電子、交通設備制造、輕工、紡織等生產(chǎn)組織復雜的行業(yè)發(fā)展。如圖 4 所示，交通設備制造行業(yè)在網(wǎng)絡化協(xié)同方面表現(xiàn)最優(yōu)，實現(xiàn)比例為38.31%。通過進一步分析發(fā)現(xiàn)，交通設備制造行業(yè)研發(fā)主體大多數(shù)是異地關系居多，因此迫切需要建立遠程協(xié)同交互體系，開展異地協(xié)同研發(fā)，該模式的應用企業(yè)比例明顯較高。

圖4 重點行業(yè)基于平臺開展網(wǎng)絡化協(xié)同的企業(yè)比例

5.2 大中型和小微型企業(yè)應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的側重點有所不同

大中型企業(yè)擁有較為扎實的基礎條件，已經(jīng)圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺制定較為完善和長遠的發(fā)展規(guī)劃，在應用推進方面明顯優(yōu)于小微型企業(yè)，積極探索工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺深度應用所帶來的價值（見圖 5）。一方面，大中型企業(yè)具備一定的信息化基礎能力，在上平臺之前已經(jīng)部署了相關的信息化管理系統(tǒng)，各業(yè)務部門或子公司對信息共享和業(yè)務協(xié)同具有強烈需求。另一方面，大中型企業(yè)更加重視數(shù)據(jù)安全問題和核心知識產(chǎn)權保護問題等，在應用平臺提供的單項應用方面較為慎重，普遍采用私有云或者混合云部署方式推動平臺整體解決方案落地應用。

圖5 不同規(guī)模企業(yè)規(guī)劃與應用情況

通過相關企業(yè)實地走訪發(fā)現(xiàn)，大部分小微型企業(yè)對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的認知還停留在企業(yè)信息化階段，并沒有圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺制定相關規(guī)劃，以及推進平臺在企業(yè)的整體落地應用。小微型企業(yè)受成本以及人才支持等因素的制約，普遍采用技術門檻較低的公有云服務，直接應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供的特色功能服務。小微型企業(yè)由于資金基礎薄弱，并且較為注重投入產(chǎn)出的比例，因此更加關注工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺所帶來的快速反應的直接價值效益，但由于其體量較小、競爭優(yōu)勢不明顯，也更需要開放式的發(fā)展模式盡可能地消除與龍頭企業(yè)之間的技術壁壘。如圖 6 所示，小微企業(yè)普遍在特色功能應用，例如業(yè)務在線管理、產(chǎn)品個性化定制、制造能力在線交易等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供的功能服務方面超越大中型企業(yè)。

圖6 不同規(guī)模企業(yè)平臺特色功能應用情況

數(shù)據(jù)分析顯示大中型企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺相關的資金投入程度遠高于小微型企業(yè)，目前仍有33.06%的小微型企業(yè)沒有在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺方面進行資金投入（見圖 7）。

圖7 不同規(guī)模企業(yè)資金投入情況

進一步分析表明，小微型企業(yè)對于上平臺重視程度遠低于大中型企業(yè)，其相關資金來源分散，且大多數(shù)來源于政府補貼。

5.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺驅動重點行業(yè)全要素指標整體提升

隨著新一代信息技術的普及和發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的相關應用開始逐漸向各個行業(yè)滲透。進一步分析各個行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用績效指標表明，不同行業(yè)平臺應用效益提升表現(xiàn)各有側重。上平臺后，交通設備制造行業(yè)的產(chǎn)能利用率提升比例最高為6.56%，機械行業(yè)的庫存周轉率提升最高為9.46%，輕工行業(yè)的訂單準時交貨率提升最高為6.56%，電子行業(yè)的運營成本降低比例最高為5.39%，不同行業(yè)應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺后，其效能效益表現(xiàn)如表 1 所示。不難得出，交通設備制造行業(yè)基于平臺廣泛開展智能化生產(chǎn)創(chuàng)新發(fā)展模式，產(chǎn)能利用提升比率在各行業(yè)中表現(xiàn)突出；輕工行業(yè)基于平臺開展個性化定制比例最高，其訂單準時交貨提升比率領先于其他行業(yè)；機械行業(yè)基于平臺廣泛開展供需對接和供應鏈管理，庫存周轉提升比率遠高于其他行業(yè)；電子行業(yè)基于平臺開展設備云端應用表現(xiàn)最好，運營成本降低比率指標表現(xiàn)優(yōu)異。

表1 不同行業(yè)應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺之后的績效指標

6 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展建議

為更好地指導企業(yè)上平臺和用平臺，進一步提升企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用水平，針對上文通過數(shù)據(jù)挖掘分析得到的平臺應用各項痛點問題，提出以下發(fā)展對策建議。

6.1 完善評價服務體系，以評價引導平臺深化應用

一是提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺評價的意識，為企業(yè)明確工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用水平提升的方向。通過推廣工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用推廣公共服務平臺，借助其便捷的數(shù)據(jù)采集能力以及對評價結果專業(yè)、系統(tǒng)的解讀分析，使企業(yè)明確自身發(fā)展痛點問題，并結合自身實際情況，按照分析結果制定針對性舉措提升平臺應用水平。二是擴大典型示范企業(yè)的帶動效應，形成良性的相互促進發(fā)展格局。通過評價工作的深入開展，提煉平臺應用優(yōu)秀成果，通過試點示范、宣傳培訓、咨詢服務、測試評估等方式，推廣可借鑒、可復制、可推廣的實踐經(jīng)驗，統(tǒng)一社會各界對該領域的認識，更深層次加強經(jīng)驗交流和成果共享，以平臺應用水平與績效評價服務為引領加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用普及推廣。

6.2 加強平臺核心技術攻關，培育平臺應用復合型人才

一是面向工業(yè)設備數(shù)據(jù)采集、邊云協(xié)同、知識沉淀復用等關鍵技術瓶頸，組織政、產(chǎn)、學、研、用各方協(xié)同攻關，推動關鍵核心技術不斷升級迭代和核心功能持續(xù)豐富演進。通過構建相關領域知識庫、工具庫和模型庫等產(chǎn)品，為企業(yè)提供專業(yè)、精準、適用的服務，降低平臺應用技術門檻。二是依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺工程實訓基地、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用創(chuàng)新推廣中心等載體，圍繞兩化融合重點領域，加強開放協(xié)同、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等新理念教育，重構工程人才的課程體系和培養(yǎng)機制，支持校企合作開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用人才“訂單式”培養(yǎng)，為進一步提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用普及水平提供堅實的人才保障。

6.3 推動企業(yè)上平臺用平臺，加速企業(yè)數(shù)字化轉型

一是加快企業(yè)的設備、產(chǎn)線、車間、產(chǎn)業(yè)等全鏈條數(shù)字化改造。引導企業(yè)開展工業(yè)基礎設施改造，推動關鍵設備和核心業(yè)務上云用云，基于平臺實施集流程優(yōu)化、組織重構、數(shù)據(jù)驅動為一體的管理變革，提升企業(yè)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺領域的核心競爭力。二是引導企業(yè)“因企制宜”構建適合的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺創(chuàng)新發(fā)展模式。推動企業(yè)開展相關設備、數(shù)據(jù)、機理模型、解決方案、工業(yè)APP 等資源的匯聚集成和共享共用，通過各類資源的動態(tài)配置和泛在連接，支撐企業(yè)數(shù)字化轉型創(chuàng)新發(fā)展。

6.4 打造大中小企業(yè)融通發(fā)展生態(tài)，形成融合發(fā)展新格局

一是打造融通新模式，推動大中小企業(yè)發(fā)展模式創(chuàng)新?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺引導龍頭企業(yè)充分發(fā)揮自身的規(guī)模優(yōu)勢、技術優(yōu)勢、資源優(yōu)勢、經(jīng)驗優(yōu)勢，加快研制各類工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺相關開發(fā)工具，依托開放的市場向小微企業(yè)提供部分開源服務，打造大中小企業(yè)融通發(fā)展的創(chuàng)新生態(tài)。二是打造融通新格局，發(fā)揮大中小企業(yè)的各方規(guī)模優(yōu)勢。大企業(yè)可以在數(shù)據(jù)和資源分享方面持續(xù)賦能中小企業(yè)，中小企業(yè)可以源源不斷為大企業(yè)注入快速變化的新血液，逐漸形成大中小企業(yè)發(fā)展新生態(tài)。