“互聯網+”行動計劃總體發展戰略研究

陳左寧，李伯虎 ，柴旭東，侯寶存 ，劉陽，陳磊，程琳

（1.中國工程院，北京 100088；2.中國航天科工集團有限公司，北京 100048；3．北京航空航天大學，北京 100083）

一、前言

在全球新一輪科技革命和產業變革中，迅速發展的互聯網技術、產業、應用與經濟社會各領域的轉型升級需求融合發展具有廣闊前景和無限潛力，已成為不可阻擋的時代潮流，正對各國經濟社會的發展產生著戰略性和全局性的影響。新互聯網技術、新信息通信技術、新人工智能技術、新能源技術、新材料技術、新生物技術、新應用領域專業技術7類技術的融合[1]，特別是新互聯網技術（物聯網、車聯網、移動互聯網、衛星網、天地一體化網、未來網絡等）、新信息通信技術（云計算、大數據、5G、高性能計算、建模/仿真、量子計算等技術）、新人工智能技術（潘云鶴院士在世界智能大會上做的題為“中國新一代人工智能”的報告，提出基于大數據智能、群體智能、人機混合智能、跨媒體推理、自主智能五大類技術）與各領域應用專業技術的深度融合，正在引發國民經濟、國計民生和國家安全等領域新模式、新手段和新業態的發展變革，一個“新互聯網+大數據+人工智能+”時代正在到來[2]。

以制造業為例，世界發達國家特別是美國、德國、英國、日本等，紛紛推行創新戰略，先后制定國家計劃，鞏固其在技術、產業方面的領先優勢，積極搶占未來各產業發展的制高點，從政策牽引、創新體系建設、關鍵技術攻關、重大工程實施等方面，全力支持互聯網與智能制造的融合發展。美國先后提出《工業互聯網》《先進制造業伙伴計劃》《國家制造業創新網絡計劃》《國家先進制造戰略計劃》等戰略措施；德國發布《工業4.0計劃》，并提出了《保障德國制造業的未來：關于實施“工業4.0”戰略的建議》《高技術戰略2020》等戰略措施；英國實施《英國工業2050戰略》，提出了《制造的未來：英國的機遇和挑戰新時代》；法國發布了“未來工業”計劃及“工業新法國”計劃；日本發布了《機器人新戰略》，建立“產業價值鏈主導權”聯盟；歐盟制定了《歐洲2020戰略》。

我國先后推出了 《國務院關于積極推進“互聯網+”行動計劃的指導意見》《中國制造2025》《國務院關于深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》《國務院關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》等國家戰略規劃和對策。《國務院關于積極推進“互聯網+”行動計劃的指導意見》提出，加快推動互聯網與各領域深入融合和創新發展，加速提升產業發展水平，增強各行業創新能力，構筑經濟社會發展新優勢和新動能。《中國制造2025》明確提出，要以新一代信息技術與制造業深度融合為主線，以推進智能制造為主攻方向，實現制造業由大變強的歷史跨越。國務院最新發布的《國務院關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》，進一步明確圍繞推動互聯網與實體經濟深度融合，構建網絡、平臺、安全三大功能體系，推動現代化經濟體系建設。互聯網與各領域的融合發展已經成為我國共享經濟發育的基礎。

二、“互聯網+”發展現狀及問題

世界各國在積極發布“互聯網+”與領域融合發展戰略的同時，將搶占技術制高點的戰略聚焦在核心技術的研發上，在技術儲備的同時，逐步推進各產業的發展，最終在應用推廣中實現技術、產業和應用的協調發展。

①在網絡基礎設施方面，美國在《美國國家創新戰略》中提出，將互聯網作為國家創新規劃的根基；英國實施“寬帶英國”項目；歐盟制定的《歐洲2020戰略》，明確指出必須依靠信息通信技術來促進各領域的創新。②在制造領域，美國提出了《工業互聯網》《先進制造業國家戰略計劃》等；德國提出了《工業4.0計劃》；英國提出了《智能制造計劃》《高價值制造計劃》等。③在農業領域，美國大農場成為農業物聯網技術應用的引領者；日本大力發展適度規模農場的精準農業，重點開發了農田作物測繪系統等農用智能系統等；澳大利亞以高速寬帶網絡建設為基礎，發展生態農業。④在能源領域，美國主要研究能源網的架構設計；德國側重于研究信息通信網絡。⑤在醫療領域，美國發布了最新《美國國家創新戰略》，在醫療健康領域重點關注“精準醫療”和“大腦計劃”，最新發布了《聯邦政府醫療信息化戰略規劃（2015—2020）》；日本2015年發布《機器人新戰略》，涉及醫療護理等重點領域。⑥在交通領域，美國啟動了IntelliDrive計劃，開展協同式智能交通系統研究。歐洲各國啟動了面向2020年的DRIVE C2X項目，開展協同式智能交通技術研究。⑦在環保領域，歐美等發達國家建立了完善的生態環境監測網絡體系等。

我國各產業面臨巨大挑戰，正面臨從價值鏈的低端向中高端，從中國制造向中國創造轉變的關鍵歷史時期。在各項戰略措施指導下，國內各領域在推進“互聯網+”融合過程中，也已取得一定的進展。①在網絡基礎設施領域，高性能計算、網絡通信設備、智能終端、軟件等技術和設備不斷取得突破，移動互聯網、大數據、云計算等領域形成了一批領軍企業。②在制造領域，我國率先提出云制造等新理念；智能制造關鍵技術裝備實現重要突破，在智能產品和智能互聯產品、使能工具等方面取得一定成績。③在農業領域，農業傳感器研制、遙感技術研究、農業機器人研發等已具備一定基礎。④在能源方面，我國頒布了《關于做好工業領域電力需求側管理工作的指導意見》、中共中央 國務院《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》等一系列關于能源生產與消費革命的指導性文件。⑤在醫療領域，目前正大力發展智能醫療服務遠程醫療模式。⑥在交通領域，智能網聯車路協同方面的研究起步較晚，基本掌握了智能汽車共性技術、車輛運行狀態辨識等核心技術。⑦在環保領域，正在推動“數字環保”向“智慧環保”轉型，“智慧環保”的應用逐步深入。

隨著“互聯網+”與各領域的逐步融合，促使各領域應用模式、手段和業態的變革，在互聯網技術、產業、應用以及跨界融合等方面取得積極進展，已具備加快推進“互聯網+”發展的良好基礎。

當前，我國從中央各部委到地方各省市紛紛出臺“互聯網+”行動計劃，帶動全社會興起了創新創業熱潮。但是，隨著“互聯網+”的對象越來越廣，“+”的程度越來越深，互聯網已不再是傳統意義上的信息網絡和一般意義上的工具，它已成為人類社會空間、虛擬網絡空間和物質實體空間的融合體。“互聯網+”的發展也遇到了從技術、產業到應用的重構、轉型升級以及與社會互動的新需求，“互聯網+”與各行業或領域應用融合還存在諸多問題。

我國在技術研究層面缺乏對“互聯網+”內涵的深入研究，“互聯網+”的體系架構和技術體系處于碎片化狀態，缺乏完善的“互聯網+”標準化技術頂層設計、合作機制、跨界融合核心技術標準和標準指南。同時，缺乏對基礎通用類、非對稱類和顛覆性技術的研究，“互聯網+”核心技術存在“缺芯少魂”的問題，互聯網在與各領域交叉跨界融合技術研究方面處于起步階段，這些將會成為制約互聯網未來發展的技術隱患。在產業發展層面，缺乏研發自主知識產權的工具和系統平臺企業；缺乏開發實施技術與系統的軟硬件企業；缺乏提供互聯網技術服務的運營中心和專業服務商企業。在應用融合層面，目前互聯網與消費領域融合取得顯著成果，但在與其他應用領域的跨界融合方面尚處于初級階段，欠缺相關領域之間融合的應用示范工程。在創新體系方面，支撐“互聯網+”發展的創新體系目前還處于空白狀態，“互聯網+”相關的創新中心建設還處于起步階段。在政策方面，新業態發展面臨體制、機制、法律法規等政策方面的乏力與障礙。與“互聯網+”融合性業態發展相關的政策、法律法規、多方協調監管體系和治理體系亟待建立。在人才方面，跨界融合型人才嚴重匱乏。

為更好地落實“互聯網+”行動計劃，加快推動“互聯網+”在各個領域的發展，本文重點從“互聯網+”的內涵、系統體系架構、技術體系，實施我國“互聯網+”行動計劃的實現目標、重點任務以及戰略支撐與保障等幾方面提出初步的建議。

三、“互聯網+”的內涵、系統體系架構及技術體系

（一）“互聯網+”的內涵

“互聯網+”是互聯網發展的新業態，推動經濟形態不斷發生演變，從而提高社會實體經濟的生命力。“互聯網+”就是“互聯網+”各個行業，但這并不是簡單的相加，而是基于泛在網絡，借助新互聯網技術、新信息通信技術、新人工智能技術、新能源技術、新材料技術、新生物技術、新應用領域專業技術7類技術深度融合的數字化、網絡化、智能化技術手段，構成以用戶為中心的智慧資源與能力的服務云，使用戶通過智慧終端及智慧云平臺便能隨時隨地按需獲取智慧資源與能力，對“互聯網+”全系統全生命周期活動（產業鏈）中的人、機、物、環境、信息進行自主智慧地感知、互聯、協同、學習、分析、認知、決策、控制與執行[3,4]，促使“互聯網+”系統的全生命周期活動中的人、技術/設備、管理、數據、材料、資金（六要素）及人才流、技術流、管理流、數據流、物流、資金流（六流）集成優化，形成一種基于泛在網絡，以用戶為中心，人、機、物、環境、信息融合，互聯化、服務化、協同化、個性化（定制化）、柔性化、社會化的智慧新模式和“泛在互聯、數據驅動、共享服務、跨界融合、自主智慧、萬眾創新”的新業態，以持續提高企業（或集團）的市場競爭能力，優化流程，改進產品質量，提升生產效率，激發生產性活動和服務的活力，形成新的經濟增長點。

圖1 “互聯網+”系統的體系架構

（二）“互聯網+”系統體系架構

“互聯網+”系統的體系架構如圖1所示，主要包括以下五個層次：

（1）應用領域資源/能力/產品層。該層包括要接入整個系統的各種軟資源、硬資源、專業能力以及產品。

（2）感知/接入/通信層。該層通過感知技術、物聯技術、終端技術等，將各類物理硬軟資源/能力接入到網絡中，實現資源/能力/產品的全面感知、互聯，為系統虛擬資源、能力、產品的虛擬化封裝和服務調用提供支持。與此同時，為即時處理，可在本地對感知的數據進行處理，即邊緣計算與處理。

（3）服務平臺層。該層主要面向三類用戶（智能服務提供者門戶、平臺運營者門戶、智能服務使用者門戶）提供基礎中間件，包括虛擬資源/能力管理、知識/模型/算法管理、智能服務系統構建管理、智能服務系統運行與服務評估、大數據處理引擎、人工智能引擎、嵌入式仿真引擎等，以及提供智能制造、現代農業、智慧能源、益民服務、智能交通、智慧環保等領域的各類應用支撐服務。

（4）智能應用層。該層主要是面向智能制造、現代農業、智慧能源、益民服務、智能交通、智慧環保等領域，提供互聯化（協同化）、服務化、個性化（定制化）、柔性化、社會化、智能化等各類應用模式。

（5）人/組織層。主要指新型人工智能系統及全生命周期活動中的人和組織。

以上各層均有其標準及安全管理體系。

（三）“互聯網+”技術體系總體框架

“互聯網+”的技術體系總體框架主要包括總體技術體系、感知/接入層技術體系、平臺技術體系、軟件技術體系、標準技術體系、安全技術體系、支撐技術體系、融合應用技術體系。其中，總體技術體系涵蓋面向“互聯網+”應用領域商業模式、系統架構技術、系統集成技術、系統開發與應用實施技術等；感知/接入層技術體系涵蓋各類感知器技術，傳統的互聯網、物聯網、車聯網、移動互聯網、衛星網、天地一體化網、未來互聯網等技術；平臺技術體系涵蓋智慧資源/能力感知技術、物聯技術、虛擬化/服務化技術、虛擬化服務環境的構建/管理/運行/評估技術、智慧虛擬化云可信服務技術、知識/模型/大數據管理、分析與挖掘技術、人工智能引擎技術、嵌入式仿真技術、普適人/機交互技術等；軟件技術體系涵蓋系統軟件技術、平臺軟件技術、應用軟件技術；標準技術體系涵蓋總體標準、安全標準、共性支撐標準、服務融合標準、指南與評估、行業應用標準等；安全技術體系涵蓋物理安全防護技術、技術安全防護技術、管理安全防護技術、商業安全防護技術等；支撐技術體系涵蓋信息通信技術、智能科學技術、新興技術、應用領域專業技術等共性技術；融合應用技術體系，包含“互聯網+”智能制造、“互聯網+”現代農業、“互聯網+”智慧能源、“互聯網+”益民服務、“互聯網+”智能交通、“互聯網+”智慧環保等領域融合應用技術，如圖2所示。

圖2 “互聯網+”技術體系總體框架

四、我國“互聯網+”實現目標和重點任務的建議

（一）實現目標

到2020年，初步形成“互聯網+”的體系架構、技術體系、標準體系、評估體系和管理體系，攻克基礎通用類、非對稱類和顛覆性技術，研究“互聯網+”各領域跨界融合技術和服務融合、指南、評估等重點標準；初步構建服務于“互聯網+”集成開發環境、通用集成平臺、標準統籌機制和標準化平臺，研發智能互聯產品和自主可控使能工具，催生一批支撐系統開發實施企業和提供技術與服務的實施和運營中心；培育一批引導性的應用示范工程；進一步提升基礎支撐，固定寬帶網絡、新一代移動通信網和下一代互聯網快速發展，物聯網、云計算等新型基礎設施更加完備；初步建立互聯網融合發展面臨的體制機制、標準規范、信用體制及人才保障措施。推動各領域企業互聯網化，實現“數據驅動”，形成各行業與跨行業的生態系統雛形。

到2025年，形成完善的“互聯網+”技術體系、標準體系、評估體系和管理體系，突破并掌握核心的關鍵技術；完善和優化“互聯網+”集成開發環境、通用集成平臺、標準統籌機制和標準化平臺，研制國產的具有品牌知名度和市場的智能互聯產品，芯片、設備、操作系統、基礎軟件和工業軟件等，在系統集成、實施和運營領域形成一批領軍企業，將各領域典型的應用示范工程推廣到產業層面，形成產業鏈和產業群，形成“互聯網+”的生態體系；泛在網絡、精準控制、區塊鏈等主要的“互聯網+”支撐關鍵技術和融合技術均要實現突破，互聯網基礎設施進一步夯實；互聯網融合發展的保障措施、標準規范、法律法規逐步完善，公共數據資源逐步開放，發展環境進一步開放包容。

到2030年，形成“互聯網+”的涵蓋技術、標準、評估和管理體系的完善的創新體系，研制具有國際競爭力的智能互聯產品和自主可控使能工具，打造和引領全球協同發展的“互聯網+”產業生態，加速產業向價值鏈高端遷移，互聯網與各產業深度融合，有效支撐互聯網與各產業深度融合發展，促進各領域產生泛在互聯、數據驅動、共享服務、跨界融合、自主智慧、萬眾創新的新業態。

（二）重點任務

1.科技專項

在“互聯網+”總體發展研究方面，從技術體系、共性平臺兩方面設立科技專項，技術方面研究“互聯網+”的體系架構、技術體系、標準體系、管理體系和評估體系及其核心技術；平臺方面構建服務于“互聯網+”多領域的通用集成云平臺，搭建自主知識產權的“互聯網+”集成服務云平臺、“云+端”大數據集成處理平臺和標準化服務平臺。在基礎支撐技術及環境方面開展“互聯網+”跨界融合技術創新工程，構建國家未來網絡試驗環境；在智能制造領域開展“互聯網+”航空制造科技專項、“互聯網+”汽車的城市智慧移動出行產品與服務平臺等科技專項及“互聯網+”流程工程的典型流程工業研發智能優化制造系統實驗平臺科技專項；在現代農業領域，開展農業傳感器與儀器儀表關鍵技術研發專項、農業北斗導航技術研發專項、農業災害與突發事件應急處理關鍵技術研發專項、“互聯網+”農產品質量安全監管與溯源關鍵技術研發專項及精準農業大數據平臺研發專項；在智慧能源領域，開展智慧能源系統的基于信息物理融合基礎理論與關鍵技術科技專項及基于知識自動化的電力系統智能調度系統科技專項；在益民服務領域，構建互聯網人口基礎信息國家級開放云平臺，建立技術標準服務體系和智能化應用；在智能交通領域，開展關于綜合交通感知體系、綜合交通信息共享和系統互聯、汽車物聯網及智能汽車等的科技專項；在智慧環保領域開展生態環境“天空地”一體化立體監測體系構建技術研究、以業務化運行服務為主線的生態環境大數據平臺構建關鍵技術研究、生態紅線遙感監測大數據平臺構建關鍵技術研究、環境智能監察體系關鍵技術研究、城市空氣質量監測智能調控平臺構建關鍵技術研究、水環境監管大數據平臺構建關鍵技術研究。

2.應用示范工程

在“互聯網+”總體發展研究方面，構建“互聯網+”多領域跨界全產業鏈全生命周期集成云服務平臺應用示范工程。搭建“互聯網+”多領域軟件雙創環境，打通跨領域軟件邊界，集成多源異構系統，形成統一軟件體系；建立“互聯網+”多領域自主知識產權的集成服務云平臺，集成各領域應用平臺，形成跨區域、跨行業、跨企業的縱向集成云平臺和涵蓋產品全生命周期活動的橫向集成云平臺，推動區域云、行業云、企業云、大數據、人工智能、跨界融合技術等關鍵核心技術在重點領域的集成應用。在“互聯網+”基礎支撐技術與環境領域，構建“互聯網+”基礎設施應用示范工程和“互聯網＋”開源軟件示范工程；在智能制造領域。構建產業互聯智能制造示范工程；在現代農業領域實施智慧農業應用示范工程、農產品智慧物流示范工程及農機物聯網示范工程；在智慧能源領域，構建可再生能源與充電設施一體化示范工程、智慧能源與綠色智能交通融合示范及能源服務互聯網平臺示范；在益民服務領域，開展智慧健康醫療、可信互聯網健康信息及慢性病全息管理和養老集成服務示范工程；在智能交通領域開展城市交通共享出行應用服務的示范工程；在智慧環保領域，實施“天空地”一體化生態環境監測應用示范工程、污染源綜合監管平臺應用示范工程和生態大數據平臺應用示范工程。

五、促進“互聯網+”發展的戰略支撐與保障的建議

1.加強政策、法律、監管三方面的統籌

加強各領域“互聯網+”的頂層建設與規劃引領，強化推進“互聯網+”的中觀統籌。一是加強政策統籌，重點實現多方位政策協同聯動，統籌應用各項政策措施及工程手段，加大對融合創新和應用推廣的政策支持力度；二是加強法律統籌，重點是完善促進“互聯網+”發展的法律法規和規章制度，統籌發展、監管、安全等重點領域的立法，構建互聯網產業與傳統產業融合發展的現代法律制度體系；三是加強監管統籌，重點是成立跨領域融合監管部門及相關制度，統籌“互聯網+”資源、主體、行為監管，重點加強企業信用信息、個人健康等的質量監管，為各領域“互聯網+”的實施提供基本保障；四是完善政策、法律、監管等信息化管理與評估機制，充分利用“互聯網+”手段提升政策實施與評估水平，確保相關戰略和政策取得實效。

2.加快建立“政產學研用”長效協作機制

一是整合國家相關部委、企業、研究機構、高校、行業組織等多方資源，在“互聯網+”重點領域加快構建國家級、區域級創新中心，推動重點領域共性技術、關鍵核心技術等的創新突破與市場化應用，提升產業自主創新與安全可控能力；二是在重點領域組織成立“互聯網+”產業聯盟，加快探索形成風險共擔、收益共享的市場化協作機制，著力提升技術創新與產業化應用水平；三是依托“互聯網+”產業聯盟，加強重點領域基礎數據庫建設和開放利用，協同推進“互聯網+”標準體系的研制和應用，促進優化各領域產業鏈和產業生態體系。

3. 培育“互聯網+”良性發展的產業生態

一是加快推進政府數據公開，支持各行業協會或第三方機構建立行業性大數據平臺、云平臺，強化行業技術路線、發展格局、制度政策等相關信息的收集分析，加快構建引導行業持續健康發展的產品溯源、征信評級等良好環境；二是整合科研院所的研究力量，構建國家互聯網創新中心，加強“互聯網+”技術創新趨勢研究與關鍵技術儲備，為“互聯網+”提供強有力的核心技術支撐；三是引導各省市因地制宜地研究制定“互聯網+”重點領域推進政策，形成差異化的區域戰略布局態勢；四是支持重點行業龍頭企業積極建設各類“雙創”平臺，創新產業鏈金融等產融結合模式，充分發揮在“互聯網+”行動中引領帶動中小企業加快協同發展的作用；五是大力支持有特色的中小型創新企業加快發展，形成眾多小領域的“互聯網+”垂直產業鏈，通過大企業的合理收購和公開上市等舉措為風險投資提供暢通的退出通道。

4.突出融合性創新人才隊伍建設

一是鼓勵高校加強“互聯網+”融合領域新興學科建設，在新興的交叉性學科領域開展前瞻布局；二是建立跨領域立體人才培養體系，搭建“互聯網+”人才供需對接平臺和專業人才數據庫等；三是研究出臺針對“互聯網+”領域優秀企業家和高素質技術、管理團隊的優先引進政策；四是引導有利于創新的體制機制建設，支持設立創新崗位、鼓勵業余創新等，加快落實科技人員科研成果轉化的股權、期權激勵和獎勵等收益分配政策。

致謝

衷心感謝團隊全體同志的辛勤勞動與貢獻！

[1] 李伯虎, 張霖. 云制造 [M]. 北京: 清華大學出版社, 2015.Li B H, Zhang L. Cloud manufacturing [M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2015.

[2] 國家制造強國建設戰略咨詢委員會, 中國工程院戰略咨詢中心.中國制造2025系列叢書: 智能制造 [M].北京: 電子工業出版社, 2016.National Manufacturing Strategy Advisory Committee, Chinese Academy of Engineering Strategic Consulting Center. Made in China 2025 series: Smart manufacturing [M]. Beijing: PublishingHouse of Electronics Industry, 2016.

[3] 李伯虎, 張霖, 任磊, 等.云制造典型特征、關鍵技術與應用 [J].計算機集成制造系統, 2012, 18(7): 1345–1356.Li B H, Zhang L, Ren L, et al. Cloud manufacturing: A new service-oriented networked manufacturing model [J]. Computer Integrated Manufcturing Systems, 2012, 18(7): 1345–1356.

[4] Li B H, Chai X, Zhu W, et al. The recent research on virtual prototyping engineering for complex products [C]. Xiamen: The International Conference on Computer Supported Cooperative Work in Design, 2004.