我國工業互聯網競爭力影響因素結構分析及提升對策研究

彭蘇秦，黃 超，宋 衛

（1.常州信息職業技術學院數字經濟學院，江蘇常州 213164；2.東南大學經濟管理學院，江蘇南京 211189）

深入實施工業互聯網創新發展戰略，是以習近平總書記為核心的黨中央作出的重要部署。工業互聯網作為以數字化、網絡化、智能化為主要特征的新工業革命的關鍵基礎設施，已逐步成為引導企業轉變發展方式、推進高質量發展、轉換增長動力的新動能［1］。

工業互聯網的理念最早是由美國GE 公司在2012 年提出的。目前，它已經成為許多國家將傳統制造向智能制造轉型升級的一種新手段、新模式與新業態。在我國經濟由高速增長階段轉向高質量發展過程中，工業互聯網的影響也在不斷加強［2］。

關于工業互聯網的概念，由于研究的出發點和視角不同，各界有相近但不相同的解讀［3］。因而目前對工業互聯網還沒有統一定義。其中，美國工業互聯網聯盟（IIC）將工業互聯網定義為“一種物品、機器、計算機和人的互聯網，它利用先進的數據分析法，輔助提供智能工業操作，改變商業產出。它包括了全球工業生態系統、先進計算和制造、普適感知、泛在網絡連接的融合。”與此同時，工業互聯網還具有基于互聯互通的綜合集成、海量工業數據的挖掘與運用、商業模式和管理的廣義創新、支撐制造業態更新和新生態形成等特征［4］9-11。

為此，許多的專家學者從不同的角度圍繞著工業互聯網的概念和模型分析、工業互聯網與我國的機遇、工業互聯網的體系框架與關鍵技術、我國工業互聯網實施影響因素、工業互聯網平臺建設、工業互聯網的核心技術、工業互聯網發展態勢及政策建議、工業互聯網人才體系建設、基于工業互聯網的制造企業商業模式分析等方面進行了相關的研究，并取得了一定的研究成果［5-13］。這些研究成果對促進我國工業互聯網的健康與可持續發展起到了極其重要的指導和借鑒作用。

與此同時，研究也顯示工業互聯網的發展和應用是新一輪的科技變革和產業變革，更是一種激烈的全球性產業競爭。在這場日益激烈的全球競爭中，如何提升我國工業互聯網競爭力，加快推進我國工業互聯網的可持續發展，打造未來產業核心競爭優勢，是擺在我們面前的一項十分重要而緊迫的任務。

然而，通過對國內外現有的相關研究成果進一步分析發現，針對我國工業互聯網競爭力的研究還相對欠缺。故此，本文通過對工業互聯網競爭力的內涵、特征以及對影響我國工業互聯網競爭力的主要因素進行分析的基礎上，構建我國工業互聯網競爭力影響因素解釋結構模型；并依據所構建的模型，研究探討各影響因素之間的關系及其在工業互聯網競爭力中所發揮的作用，以期為促進我國工業互聯網的發展提供借鑒和參考。

1 工業互聯網競爭力內涵

如前所述，由于目前針對工業互聯網競爭力的研究成果還較為欠缺，所以有關國家工業互聯網競爭力還尚無一個準確的定義。本文依據競爭力的定義［14］，考慮工業互聯網的特征，并綜合國內外專家的相關研究文獻，認為可以將一個國家工業互聯網競爭力理解為：在先進制造業轉型升級的全球競爭背景下，該國家在工業互聯網產業比其競爭對手能夠更有效地獲取相關的資源和市場，從而使其工業互聯網產業具有持續競爭優勢的能力。此外，國家工業互聯網競爭力還應具備以下特征：

復雜性。一方面，國家工業互聯網競爭力會受到眾多直接或間接因素的影響；另一方面，由于競爭環境是復雜和多變的，這就導致國家工業互聯網競爭力具有了很強的復雜性。

動態性。國家工業互聯網競爭力不是永恒不變的，而是處于一個動態的發展變化之中。它會隨著國家科學技術水平的提高，國內外政治、經濟和社會環境等因素的變化而發生變化。

多因性。由于國家工業互聯網競爭力會受到眾多相關因素的共同影響，而不是由某個單一因素所決定，這就使得國家工業互聯網競爭力具有了多因性。

相對性。國家工業互聯網競爭力作為競爭力的一種，必然具有相對性。也就是說，即使是同一個國家的工業互聯網競爭力，或在與不同的競爭對手比較、或處在不同的競爭環境中，其評價結果可能是不相同的。

聚力性。國家工業互聯網競爭力不是取決于某個單一因素所具備的能力，而是多種能力的聚合體。其中，既包含工業互聯網的資源配置能力，也包含工業互聯網的技術支持能力及組織管理能力等。

2 工業互聯網競爭力系統分析

由國家工業互聯網競爭力的特征可知，我國工業互聯網競爭力系統是由眾多具有一定功能的影響因素所組成。這些影響因素存在著彼此間相互支持、相互制約的復雜邏輯關系，其中既可能有直接關系，也可能有間接關系等。在這種情況下，可以構建我國工業互聯網競爭力的系統結構模型，通過構建的系統結構模型研究分析這些影響因素之間的關系及其對我國工業互聯網競爭力的影響。

解釋結構模型法(Interpretation Structural Model,ISM)是由美國華費爾特(John Warfield)教授提出的。其基本思想是通過提取問題的構成要素，利用矩陣、有向圖等方法和計算機技術，對影響復雜社會經濟系統的主要因素及其相互關系等信息進行處理，并用文字加以解釋說明，以明確問題的整體結構和層次，提高對問題的理解和認識程度［15］。解釋結構模型應用的基本步驟如圖1 所示。

圖1 解釋結構模型應用基本步驟

3 我國工業互聯網競爭力ISM 模型構建及相關分析

3.1 確定影響我國工業互聯網競爭力系統的主要因素

如前所述，一方面，影響我國工業互聯網競爭力的各因素之間具有密切的內在聯系；另一方面，從我國工業互聯網競爭力的角度進行分析，能夠發現在我國工業互聯網競爭力提升過程中需要解決的實際問題很多，但能用于工業互聯網發展的物力、財力有限，因此必須抓住主要問題和主要影響因素。與此同時，影響我國工業互聯網競爭力的各因素間存在著相互依存、相互制約的關系，這種關系又在很大程度上決定著我國工業互聯網競爭力系統的發展方向和提升過程。因此，必須要從我國工業互聯網競爭力的系統整體出發，研究該系統內各影響因素之間的有機聯系，及其與系統外部環境之間的相互關系。

本文通過將調研及相關研究文獻中得到的對我國工業互聯網發展可能產生影響的因素進行梳理，并對其涵義進行分析和深入理解；繼而結合我國工業互聯網競爭力的內涵和特征，對梳理出的相關影響因素進行概括、歸納和合并，就此得到我國工業互聯網競爭力初選影響因素。在此基礎上，設計了我國工業互聯網競爭力影響因素調查問卷。在確認問卷的信度、效度等均能滿足研究要求的情況下，遂將問卷發放給政府、企業、學校、科研機構等相關領域專家，采用德爾菲法對初選影響因素進行了3 輪分析和篩選，并據此得出了影響我國工業互聯網競爭力的17 個主要影響因素，具體如表1 所示。

表1 我國工業互聯網競爭力主要影響因素分析表

3.2 建立鄰接矩陣

為了分析表1 中篩選出的各項因素對我國工業互聯網競爭力的影響情況并建立解釋結構模型，首先需要分析各影響因素之間的關聯性。本文結合相關的研究文獻資料，并汲取專家的經驗與建議，在對我國工業互聯網競爭力系統結構形成一個基本認識的情況下，分析判斷出各因素兩兩（bi與bj）之間的相互關系，如圖2 所示。在圖2 中，1表示bi對bj有影響；空白處代表0，表示bi 對bj 沒有影響；對于相互有影響、但影響程度有顯著差異的因素，選擇其中影響大的一方因素建立影響關系，即為有影響。

圖2 我國工業互聯網競爭力各影響因素關系圖

根據圖2，可以建立其對應的鄰接矩陣（Adjacency Matrix）。通過矩陣的形式描述圖2 中各影響因素兩兩之間的關系，本文以表示鄰接矩陣，并將鄰接矩陣的元素定義為：

進而得到各影響因素的鄰接矩陣A，A一個為17 階的方陣：

3.3 建立可達矩陣

本文根據布爾代數運算法則，按照公式：

3.4 區域分解及級間劃分

引入可達集合R(bi)和前因集合A(bi)。其中，可達集合是由可達矩陣R中第bi行中所有因素為1 的列所指代的因素集合而成，為因素bi的上位集合，可表示為：

同理，前因集合是由可達矩陣R中第bi列中所有因素為1 的行所對應的因素集合而成，為因素bi的下位集合，可表示為：

在式（3）和式（4）中，N為所有節點的集合，

以可達矩陣R(bi)為基準，將所研究系統中的所有要素劃分為不同的級層，逐一挑出滿足的要素集合，即是進行級間劃分。由此，可以得到我國工業互聯網競爭力影響因素的可達集合及前因集合如表2 所示。本文選用C1,C2,…,Ck表示從上到下的級次。

表2 我國工業互聯網競爭力影響因素可達集合及前因集合分析

由表2 可以看出，滿足公式（5）的因素有b11、b12、b14和b15。且由于其兩兩的交集都不為空，因此該系統只有一個連通域。

與此同時，級間劃分可以用式（6）表示為：

這樣，在我國工業互聯網競爭力研究系統中，最后將其劃分成5 個層次：

3.5 做出遞階結構模型

根據以上綜合分析，即可得出如圖3 所示的我國工業互聯網競爭力主要影響因素的分級遞階結構模型。

圖3 我國工業互聯網競爭力主要影響因素的分級遞階結構模型

4 各因素級間關系及對策建議分析

從圖3 中可以發現，我國工業互聯網競爭力主要影響因素的分級遞階結構模型被劃分為5個級次。此五級因素之間存在著互相關聯、互為依存的關系，共同構成了我國工業互聯網競爭力系統遞階結構關系，據此提出的對策建議為：

4.1 第一級因素C1

第一級因素C1為我國工業互聯網競爭力，是本文研究的目標和核心問題，也是我國工業互聯網實現推動經濟新舊動能轉換、持續賦能發展的重要途徑。

4.2 第二級因素C2

第二級因素C2包含工業互聯網生態體系和工業互聯網技術體系兩個因素，均屬于動態的綜合指標，既是我國工業互聯網競爭力的重要支撐，同時也是第三級5 個影響因素的集中體現，反映了我國工業互聯網競爭力所具有的核心技術與優勢。

（1）工業互聯網生態體系。工業互聯網領域是一個前瞻性、跨界性極強的技術產業領域，涉及到工業和互聯網等信息通信技術領域的眾多主體和各個環節，因而形成了及其復雜及全新的生態系統。如工業互聯網通過系統結構的搭建和資源的匯聚，形成面向不同行業的產業整合、面向不同企業的產業鏈整合、跨越時空地域的產業布局、跨越行業的融合創新等［4］。為此，要特別強調工業互聯網的整體性和生態性。必須按照國務院《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》的要求，通過建立健全創新創業環境、優化完善公共服務體系、加強產業聚集、深化產業上下游協同合作、促進一二三產業和大中小企業跨界融通、加深國際合作等，凝聚各方力量，加快我國工業互聯網良好生態體系建設，助力我國工業互聯網發展。

（2）工業互聯網技術體系。在工業互聯網技術體系中，工業互聯網核心技術從工業技術與互聯網技術層面支撐了工業互聯網系統的構建與實施，是我國工業互聯網核心競爭力之一。工業互聯網的核心技術對提升我國工業的轉型升級以及推進高質量發展是非常關鍵的，其創新發展的空間很大。為了保障工業互聯網的安全，使自身不受制于人，應重視發展工業互聯網的核心技術，要充分利用自主可控技術、力求掌握核心技術［10］。而工業互聯網技術的應用和發展，不斷推動我國以數字化、網絡化、智能化為特征的先進制造技術與制造模式的變革。網絡化協同制造、智能制造和云制造等是目前我國工業互聯網應用和發展的主要方向。然而，工業互聯網時代才剛剛開啟，無論是在技術還是在產業應用方面都存在巨大的發展空間［4］。因此，可以在諸如網絡化協同制造、智能制造和云制造等多方面發揮創新思維和創造能力，豐富工業互聯網的應用模式和應用場景，為我國工業互聯網競爭力的提升探索更有效的途徑。

4.3 第三級因素C3

第三級因素C3從我國工業互聯網網絡設施、工業互聯網平臺系統、工業互聯網標準體系、工業互聯網安全保障及工業互聯網產業模式等方面的投入與創新，揭示了要實現提升我國工業互聯網競爭力的目標所必需具備的內在素質和基礎實力。

（1）工業互聯網網絡設施。作為工業互聯網的基礎，網絡設施主要包括網絡與聯接、標識解析、邊緣計算等關鍵技術。在提升我國工業互聯網競爭力的過程中，必須通過強化工業互聯網網絡設施建設，將連接對象延伸到工業全系統、全產業鏈、全價值鏈，最終實現人、物品、機器、車間、企業等全要素，以及設計、研發、生產、管理、服務等各環節的泛在深度互聯的目標［18］。

（2）工業互聯網平臺系統。平臺系統是工業互聯網的核心，其主要包括平臺與數據、工業APP 等關鍵技術。平臺系統是支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的載體，是實現工業經濟全要素、全產業鏈、全價值鏈全面連接的樞紐。在我國工業互聯網的發展過程中，必須加速培育工業互聯網平臺生態，完善工業互聯網平臺功能，以支撐我國制造業高質量發展［19］。

（3）工業互聯網標準體系。標準體系是決定行業主導權的關鍵因素，特別對新興產業技術路線的走向、產業體系設計以及產業化等至關重要［12］。因此，必須從我國工業互聯網產業發展的實際出發，著力構建重點突出、協調配套、科學開放、融合創新的工業互聯網標準體系，以促進我國工業互聯網競爭力的不斷提升。

（4）工業互聯網安全保障。在國務院印發的《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》中明確提出了要提升我國工業互聯網的安全防護能力、建立數據安全保護體系、推動安全技術手段建設等安全保障要求。據此，在我國工業互聯網的發展過程中，必須構建涵蓋工業全系統的安全防護體系，有效地識別和抵御來自內外部的安全威脅，保障工業互聯網可靠運行，為提升我國工業互聯網競爭力提供安全屏障。

（5）工業互聯網產業模式。工業互聯網不僅僅是簡單的應用互聯網，而是將傳統的生產、制造方法與新的技術緊密結合在一起，重構產業模式。在這個過程中，要強化基本層，對原有的產業進行優化升級，重視新方法、新技術的應用；要提升增強層，通過跨界融合和資源匯聚，催生新的商業模式，實現“1+1 ＞2”的資源效益提升；要發展創新層，通過突破企業和行業等原有的角色和地位，進行產品、服務和商業模式等的創新，構建可以相互融合、相互作用、相互服務的高效產業鏈，從而帶動產業鏈的升級改造和產業模式的創新［4］。

4.4 第四級因素C4

第四級因素C4包括了工業互聯網監管體系、工業互聯網協同創新、工業互聯網發展戰略、工業互聯網資金支持和工業互聯網專業人才5 個方面，是影響我國工業互聯網競爭力的內部驅動因素，這些驅動因素是提高我國工業互聯網競爭力內在素質的有力保障。

（1）工業互聯網監管體系。目前，我國工業互聯網實施和推廣已經從試驗驗證階段逐步進入到規模化應用的新階段。為此，相關職能部門必須緊緊圍繞工業互聯網諸如平臺、網絡、安全等功能體系，從資源管理、市場準入、安全保障及試點示范等方面尋找著力點，充分發揮自身的技術優勢和管理優勢，構建科學、合理、有效的我國工業互聯網監管體系，強化監管主體責任，不斷提升監管能力和監管水平，為我國工業互聯網健康有序的快速發展提供支撐和保障。

（2）工業互聯網協同創新。工業互聯網的發展徹底改變了工業企業的創新方法、創新模式和創新維度，使得工業互聯網背景下的工業企業創新與傳統的工業企業創新之間發生了巨大的改變。因此，在工業企業內部，創新過程應該是互聯網與研發設計、制造、供應鏈等全流程的協同創新；在企業外部，通過互聯互通，實現產業鏈、生態鏈、價值鏈的協同創新；在政治、社會和經濟層面，要實現工業與農業、工業與服務業的協同創新，以及政府政策與市場主導之間的協同創新等［2］。

（3）工業互聯網發展戰略。工業互聯網發展戰略是提升我國工業互聯網競爭力的行動綱領。通過制定國家工業互聯網發展戰略，從頂層進行設計，引導發展方向，提供政策支持，統籌社會資源，并提供標準、技術、資本和法律法規等方面的政策支撐［8］。各省區應該根據國家發展戰略做好各省區的中層設計，以指導和幫助本地區工業互聯網的建設和發展。而參與工業互聯網建設的相關企業則要在國家和本地區工業互聯網發展戰略和政策的引導下，制定并實施自身行之有效的工業互聯網戰略管理，確定自身的發展目標、發展方向和需要的發展能力，使得企業有限的資源都能按照工業互聯網的發展戰略規劃進行運營，以實現工業互聯網快速、健康、可持續發展［3］。

（4）工業互聯網資金支持。眾所周知，工業互聯網的建設和發展是一項長期而龐大的工程，必定會涉及到諸如基礎設施的建設和改造、專業人才的培養和儲備、平臺建設以及技術開發等多方面和多層次的工作，需要大量的資金投入。為此，各級政府必須制定完善的財稅、金融等激勵優惠政策，不斷強化資金要素的保障能力，積極推動形成多元化的資金支持體系，充分發揮諸如政府基金、產業投資基金等的引導作用，進一步鼓勵金融產品和金融服務的創新，拓展工業互聯網建設和發展所需資金的來源。

（5）工業互聯網專業人才。工業互聯網已逐步成為引導企業轉變發展方式、推進高質量發展、轉換增長動力的新動能，但工業互聯網的建設和應用也對現有的專業技術人才和勞動者技能素質，提出了新的更高要求。既需要懂工業運營和網絡信息技術，又要有較強創新能力和實踐經驗。目前，原有信息化人才的素質結構、知識結構和能力結構，已經遠遠不能滿足工業互聯網快速發展的實際需求。因此，必須在人才和技術的支撐方面，建立完整的人才分層培養和供給體系，為工業互聯網發展提供技術保障［20］。如加大工業互聯網人才政策扶持力度、設立工業互聯網相關人才培養和實訓基地、加大工業互聯網人才培養和引進支持力度等［1］，為我國工業互聯網競爭力的提升奠定人力資源基礎。

4.5 第五級因素C5

第五級因素C5包括了工業互聯網政策體系、工業互聯網發展環境、政產學研用結合度和工業互聯網推進組織。這些因素是提升我國工業互聯網競爭力的重要支撐點，不僅會對工業互聯網監管體系、工業互聯網生態體系、工業互聯網發展戰略、工業互聯網資金支持和工業互聯網專業人才等方面產生影響，其互相間也存在著相互依存與相互推動的關系。

（1）工業互聯網政策體系。國家的相關工業互聯網政策對我國工業互聯網的建設和發展會產生全面而深刻的影響。截止目前，國家已陸續出臺了“中國制造2025”及《深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》等多項政策，推動工業互聯網的建設。尤其在黨的十九大報告中明確提出要“推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟融合”后，國家工業互聯網政策推出的力度更是空前。國家有關工業互聯網政策的密集發布，政策基礎不斷完善，體現了國家對工業互聯網的重視程度和布局決心。特別是隨著國家相關工業互聯網政策的落地，多地政府也結合本地產業特點，相繼出臺了推進工業互聯網發展的相關政策，這些政策無疑為我國工業互聯網競爭力的加速提升注入了強勁的動力［12］。

（2）工業互聯網發展環境。與世界上任何事物一樣，我國工業互聯網的存在和發展也不是孤立的，它會受到了諸多環境因素的影響。如果將我國工業互聯網競爭力看作一個系統，則可以將其發展環境劃分為內部環境和外部環境。內部環境如我國與工業互聯網相關的政治、經濟、組織、文化及法律等因素。外部環境如在工業互聯網的全球化發展中國際貿易自由化程度、國際分工的合理性、在國際競爭中所具有的技術和資金優勢等。在工業互聯網日趨激烈的國際競爭中，必須明確辨析這些環境因素的影響性質和影響程度，以實現我國工業互聯網活動與環境的和諧統一，不斷提升我國工業互聯網競爭力。

（3）政產學研用結合度。我國工業互聯網的發展基礎和比較優勢與發達國家有著明顯的差異，因而單靠產業界自身難以有效形成合力［12］。為此，在我國工業互聯網發展中必須充分發揮我國的制度優勢，強化政產學研用結合度，通過產學研的有效配合，發揮各自優勢，形成強大的集研究、開發、生產等于一體的先進系統，并在運行過程中充分體現出綜合優勢，同時也要進一步凸顯政府在我國工業互聯網發展中的引導作用以及用戶在工業互聯網創新進程中的主體地位，以更好地促進我國工業互聯網發展過程中各類要素的有效組合，推動我國工業互聯網健康可持續的發展及競爭力的提升。

（4）工業互聯網推進組織。工業互聯網的推廣和應用涉及到眾多的地區、行業和企業，因此依靠任何單一的組織都不可能實現和完成，必須要形成諸如產業聯盟和行業協會等推廣組織，通過組織的力量來推動工業互聯網的發展。如美國工業互聯網聯盟（IIC）、德國的平臺指導委員會和六大工作組、我國的工業互聯網產業聯盟（AII）等。通過這些工業互聯網推進組織的工作，整合主要企業的需求，牽頭圍繞產業發展進行相關的研究，積極參與工業互聯網發展戰略、標準體系的制定，最大限度地擴大互聯互通的效果，發揮聚集效應，形成規范的產業和行業發展環境［8］。

5 結束語

本文分析了我國工業互聯網競爭力的內涵和主要特征，篩選出影響我國工業互聯網競爭力的主要因素，構建了我國工業互聯網競爭力的多級遞階結構模型。運用所建立的解釋結構模型，可以較為直觀、清晰地顯示出我國工業互聯網競爭力各影響因素之間的相互影響情況及層級關系。在此基礎上，通過分析研究影響我國工業互聯網競爭力的主要因素，有針對性地提出提升我國工業互聯網競爭力的對策和建議，期望研究結果對于提升我國工業互聯網競爭力具有一定的理論和實際指導意義。