工業互聯網賦能天津制造業高質量發展的路徑及對策研究

◎文/劉小軍 袁 君

“索洛悖論”認為企業在IT方面的投資對其生產率的收效甚微，這種現象也被稱為“生產率悖論”。但是隨著新一代信息技術的快速發展與廣泛應用，工業互聯網的迅速普及并帶來了新一輪產業革命的浪潮，2020年我國工業互聯網帶動產業發展指數達72.8，尤其對制造業和信息服務業的帶動作用最為突出，指數均超82，近年來世界各國逐年公布的數字經濟數據足以用實踐挑戰并打破“索洛悖論”。學者何小鋼等通過實證研究表明我國企業并不存在“索洛悖論”。從理論與實踐中都證明了“索洛悖論”的悖論，這為天津制造業可依托工業互聯網提高生產率并實現智能化發展提供了切實可行的路徑。

天津在京津冀協同發展的國家戰略中被定位為全國先進制造研發基地，制造業是天津的根基，也是天津經濟發展的戰略支撐。天津有著雄厚的制造業基礎，從“飛鴿自行車”到“天津一汽”，一直致力于打造制造業強市，實現制造業高質量發展。工業互聯網作為新一代信息技術和工業經濟深度融合的產物，在與制造業深度融合的同時也推動了制造業向智能化轉型發展。“十四五”期間，天津著力構建“1+3+4”現代工業產業體系并堅持“制造業立市”，加快制造業高端化、智能化、綠色化發展，隨著5G技術、大數據及物聯網等新興技術飛速發展，天津作為有著深厚制造業沉淀和完備產業體系的港口工業城市，若能抓住工業互聯網與制造業融合的契機，也就抓住了全球新一輪產業革命的制高點。因此，研究工業互聯網推動天津制造業智能化發展具有極為重要的現實意義。

一、工業互聯網賦能制造業高質量發展機理

工業互聯網是2012年被美國通用電氣GE提出的新概念，但近年來發展十分迅速，目前已被應用于數十個國民經濟大類中，工業互聯網作為信息化和工業化深層次廣范圍高水平融合、新一代信息技術和工業經濟虛實結合的產物，在賦能天津制造業高質量發展中發揮著重要作用，本文認為主要通過以下機理實現。

（一）基于價值鏈—競爭優勢機理

美國學家波特提出價值鏈分析法，用來分析企業競爭優勢。企業從生產前的采購到最終產品的服務環節構成價值鏈的活動，隨著分工的細化，企業想在價值鏈中占據有利地位，就要最大幅度的發揮自己的比較優勢，強長板、補短板，提升企業的生產效率和產品附加價值。

從微笑曲線（圖1）看，制造業企業的價值鏈分為三個環節，包含研發、設計等的前端環節；包含加工、組裝的中端環節和包含品牌、物流、營銷等的后端環節。隨著經濟全球化進程的加快與新一代信息技術的發展，制造業企業的微笑曲線會越來越陡峭，天津制造業要想提升競爭力，不能局限于低附加值的加工包裝等中端環節，要向前后端發展爭取更多的附加值。在工業互聯網發展的浪潮下，把工業互聯網信息產業融合嵌入到傳統制造業企業中。在微笑曲線前端，通過工業互聯網產業技術高效的信息搜集與整合，掌握市場需求變動，及時準確地反饋吸收消費者的需求，使研發設計環節更加個性化；在后端，工業互聯網提供更加個性化的產品服務，將其融入到天津制造業企業的品牌營銷等環節中，使得制造業在各個環節都能增加其附加值。

圖1 制造業微笑曲線

（二）基于價值鏈—創新理論機理

波特認為每個企業都是由九種活動——五種基本活動和四種支持活動（表1）以獨特方式聯結在一起構成的價值鏈。只有當一個企業能夠比競爭對手更出色或更低價地開展這九種活動，才會獲得競爭優勢。創新最重要的是自主創新，企業只有掌握了核心技術，才能擺脫受制于人的“卡脖子”現狀。在工業互聯網蓬勃發展的當下，利用工業互聯網產業的知識和技術的溢出效應，再加大科技研發投入，天津制造業企業就會達到降低活動成本的效果。首先，工業互聯網可以應用于天津制造業的內外部后勤和生產經營等基本活動中，通過搭建工業互聯網發展平臺來完善企業的內外部后勤體系，與制造業硬件設備及專業技術人員無縫銜接；其次，利用工業互聯網的創新應用實現技術和信息共享，促進企業的技術開發和基礎設施活動等支持活動，同時開發和應用各類場景云化App。借助工業互聯網的創新驅動增加產品的附加值，以低價高質的產品輸出來增加競爭優勢，提高天津制造業的競爭力，實現高質量發展。

表1 價值鏈的兩類活動

二、天津工業互聯網賦能制造業發展現狀

工業互聯網作為新工業革命的重要基礎設施，為天津制造業智能化發展提供了新動能和新機遇。目前天津的工業互聯網和制造業的發展既取得了一些良好成效，也存在一些不足。

（一）取得的成效

1.注重工業互聯網基礎設施建設并出臺政策支持

天津響應國家號召，深入貫徹落實工業互聯網發展戰略，近年來出臺一系列政策，并由天津的制造業和互聯網行業的企業一同成立了天津工業互聯網產業聯盟，致力于打造全國先進制造業研發基地。天津注重發展云平臺資源共享服務，積極促進制造企業購買并利用云服務產品，在加快工業互聯網基礎設施創新應用的同時也促進了企業向智能化轉型，為了更好地實現企業智能化，提高云服務平臺資源的利用效率，并給予制造業企業資金與技術的支持。截至2020年底，天津已累計建成11個國家新型產業示范基地，濱海新區擔當工業產值增長的主力軍，近年來工業產值平均占比高達55%，發揮了龍頭示范作用，濱海新區高技術制造業發展較快，2020年實現產值同比增長4.7%。

2.工業互聯網與制造業融合初顯成效

天津在建設制造業強市的進程中注重創新引領，推動科技轉變為制造業的生產力，2020年智能制造投資增長22.9%，并累計建成68家國家級企業技術中心，聚焦工業互聯網等新一代信息技術，實現人、機、物互聯互通，建設新型產業集群。盡管受新冠疫情影響，但在工業互聯網等新興技術的助推調節下，2020年天津工業增加值由一季度的-16%增長至全年的1.6%，在工業中占比高達72.9%的制造業尤其是高技術制造業發展勢頭良好，受疫情沖擊影響較小。

（二）存在的不足

1.工業互聯網企業與平臺數量不多且質量不高

天津工業互聯網企業數量相對較少，占比僅在1%～5%之間，與北京等擁有眾多工業互聯網龍頭企業與科研院所的工業互聯網先導城市還有一定差距。數據統計顯示，天津工業企業上云用數賦能指數和工業互聯網平臺活躍指數在全國排名中并不靠前，只有工業互聯網投入產出相對較好，投入產出比大于4，位居第二梯隊，但平臺間的投入產出比差異較大，發展并不均衡，國內主要的工業互聯網平臺的企業總部并沒有位于天津，且2019年公布的中國工業互聯網50佳沒有位于天津的企業。

天津制造業近年來在國家政策的扶持下，得到了較快的發展，但實際上，天津主要以加工貿易、附加值低的制造業為主，屬于勞動密集型的產業，在價值鏈定位上是低價值的模仿者，而非創新主導者。長期以來，始終處于價值鏈的中低端位置，科研能力和自主創新意識不足，掌握不了核心技術就會在價值鏈中被低端鎖定，缺乏國際競爭力，陷于往復循環狀態而制約制造業高質量發展進程。

2.工業互聯網與制造業還未深度融合且創新能力不足

現階段，雖然天津工業互聯網和制造業的融合發展初顯成效，但未構建完善的科研創新體系，制造業創新能力還是不足以支撐制造業智能化進程，傳統制造業占比仍較高，高新技術制造業等一些新興產業只是嶄露頭角，還未占據主導地位。產業創新能力不強，使得制造業大而不強，全而不優，關鍵技術仍受制于人，面臨“卡脖子”“掉鏈子”等問題，在天津制造業高質量發展的進程中起了一定的制約作用。

據 《天津統計年鑒2020》顯示，天津2019年制造業開展創新的企業占制造業企業總數的59.2%，實現創新的企業比重為56.9%，雖高于行業平均值，但是較采礦業和信息傳輸、軟件和信息技術服務業還有較大差距，且占全市制造業比重最大的濱海新區的制造業企業開展創新企業的比重不高，可以看出，天津制造業創新能力和水平的不足，外加支持力度達不到工業4.0要求，目前天津制造業企業大部分還處于工業3.0甚至2.0的階段，這在很大程度上對工業互聯網平臺的發展造成了制約。而且天津制造業和工業互聯網企業跨界合作和融合發展程度并不理想，一方面原因是同時精通制造業和新一代信息技術的人才數量較少，另一方面是由于制造業和工業互聯網產業的發展還處于相對獨立狀態，目前為止天津僅有50家左右的工業企業與電信運營企業達成初步合作意向，還未實現深度合作，但隨著5G技術的應用與普及，工業互聯網會逐漸應用在制造業的生產經營過程中并與之進行深度融合發展。

三、工業互聯網賦能天津制造業高質量發展路徑

制造業的高質量發展需要高質量的產品設計、制造過程和資源作為依托，這同時也是制造業最基本的三種要素，高質量的產品設計離不開算法和數據，高質量的制造過程需要高質量的機器設備和工藝設計，高質量的制造資源需要高質量的原材料，工業互聯網作為一種新型生產要素加入到制造業高質量發展的過程中，跨時空、跨地區、跨廠房聯接工業設備，實時管控大范圍分布的機器設備和企業供應鏈，更加全面準確地進行數據采集、分析和處理，通過工業互聯網云平臺將共享的數據用于產品模型、業務模型和市場預測，使制造業企業的人、機、物做到互聯互通，使制造業過程成一個閉環，在更大的范圍內優化制造業的資源配置，最終促進制造業的優化發展。本文認為工業互聯網主要以促進制造業高端化、智能化和綠色化三方面為路徑推動天津制造業的高質量發展。

（一）工業互聯網推動天津制造業向高端化制造模式轉型

天津制造業處在全球價值鏈的中低端地位，主要由于低端制造業產能過剩且高端制造供給不足所致，推動制造業高端化發展是天津制造業向高質量發展的重要途徑之一。工業互聯網通過以下兩個方面推動制造業向高端化制造模式轉型：一是工業互聯網帶動制造業生產裝備高端化。制造業企業通過廣泛應用工業互聯網體系，在制造業生產裝備上安裝傳感器，讓整個生產流程“上云”，將生產裝備的加工及運行數據連接上傳至工業互聯網云平臺，平臺收集到數據后進行整合、建模處理分析和優化，再反饋給企業，整個過程高效且透明，有助于提升制造業生產裝備運行的效率和質量；二是工業互聯網帶動制造業產品高端化。2015年天津飛鴿自行車和互聯網企業合作推出一款“超級自行車”，作為一種綜合運用互聯網和制造業的產品，該智能自行車在當時擁有較高的銷量，可見互聯網可以推動制造業產品的高端化。現階段，隨著工業互聯網的發展，工業互聯網和制造業會碰撞出更多的創新點，推動產品高端化的效果也會更加明顯。制造業企業運用工業互聯網，可以通過5G、大數據和云計算等技術在工業互聯網云平臺上收集智能產品的相關數據信息加以整合與利用，提升產品的附加值，從價值鏈低附加值環節走向高附加值環節，實現制造產品高端化轉型。產品的高端化發展有助于品牌的高端化發展，提升制造業自身競爭力，促使制造業整體邁向高端化進程，進而實現天津制造業高質量發展。

（二）工業互聯網推動天津制造業向智能化制造轉型

智能化發展為制造業高質量發展提供了契機，為實現天津經濟高質量發展，進行智能化轉型、走向智能工廠是必然。而在當下，新一輪信息技術革命席卷而來，工業互聯網的快速發展為天津制造業走向智能化，進而打造智能工廠提供了支持。智能制造的實質是信息技術與制造業深度融合而成的一種生產方式，工業互聯網作為信息技術與制造業融合發展的產物，在推動制造業智能化轉型過程中發揮著重要作用。工業互聯網與制造業協同發展，智能技術與制造業深度融合，隨著工業互聯網云平臺的廣泛運用，使得制造業生產要素更為有效配置，更加自由流動，使制造業生產效率不斷提高。工業互聯網與制造業的融合發展會激發制造業企業的創新潛能，推動生產制造的智能化，使制造業組織管理更加柔性化，生產服務更加個性化，形成要素資源共享和高效運作的制造業工業互聯網體系，加快天津制造業向高質量發展。

（三）工業互聯網推動天津制造業向綠色制造轉型，走可持續發展道路

在京津冀協同發展的國家戰略背景下，不僅要追求經濟的協同發展，更要意識到經濟快速發展帶來的負外部效應，尤其制造業一度非環境友好型的運營模式，天津在未重視發展循環經濟的過程中對生態環境造成了一定程度的破環，“十四五”規劃期間，加快新舊動能轉換，制造業綠色發展也是制造業高質量發展的必然要求。制造業由能源使用粗獷型轉變為能源節約型，要大力推進制造業的綠色轉型發展，而要實現綠色轉型發展，相關的科技能力必須要跟上。現階段，工業互聯網的發展，新一代信息技術為制造業綠色轉型發展賦予了智能化的同時也賦予了綠色化的新特征，工業互聯網和制造業融合發展的過程不斷促進制造業的綠色發展，提高綠色制造的效率和經濟效益，先建立制造業綠色發展實驗平臺，再進一步完善相關的技術支撐體系。

在綠色研發設計過程，首先，利用工業互聯網的云計算技術，為綠色研發設計提供模擬環境和遠程計算的技術支持，降低制造業企業綠色轉型的成本，然后通過工業互聯網云平臺的專業軟件工程，對企業的綠色研發環節進行優化，最后通過云平臺實現產品綠色化供給與需求的匹配并精準對接；在綠色生產流程中，幫助制造業企業通過遠程控制和精準預測等手段更高效地完成制造環節的節能減排；另外在資源回收利用過程中，工業互聯網可以幫助制造業企業進行對產品的追溯管理和資源整合共享，提高產品回收利用率，實現循環經濟，走可持續發展道路。

四、工業互聯網賦能天津制造業高質量發展的對策建議

（一）鼓勵天津制造業和工業互聯網聯合發展

在工業互聯網賦能制造業高質量發展的過程中，要強化天津制造業企業的業務水平，鼓勵兩產業聯合發展，加強與阿里、航天科工、華為等知名工業互聯網企業、科研院所合作。企業是推動制造業和工業互聯網聯合發展的主體，要注重企業的主體地位和作用，從企業內部入手進行兩產業的深度聯合發展。

另外，制造業企業和工業互聯網企業可以通過股份聯盟或者契約式聯盟的方式實現多元發展。近幾年，上汽和阿里攜手打造互聯網汽車；寶馬和百度聯合研發自動化駕駛技術；東風和華為合作研究智能汽車等行為，都是制造業和互聯網企業合作發展并取得一定成果的案例，這一系列的發展戰略，超越了以往縱向或者橫向一體化，使得制造業和工業互聯網企業資源共享、優勢互補，并在此基礎上結成合作伙伴關系，用“會說話的數據”促進制造業智能化生產。

（二）加速工業互聯網滲入制造業產業鏈的各個環節

制造業高質量發展的法寶之一就是智能制造，智能制造的核心是實現信息技術和物理實體的結合，工業互聯網信息系統的作用就是把物理實體設備連接到互聯網上，讓制造業生產鏈中的各個環節具有計算、通信、精準控制、遠程協調和自我管理的功能，實現虛擬信息網絡與現實物理世界的融合。

通過工業互聯網滲入制造業產業鏈的各個環節，每個流程的物理設備都連接上工業互聯網，如條形碼、二維碼、工業傳感器、處理器、ERP等技術應用在制造業的各流程中。另外，可以在制造業生產線上加裝傳感器，用來收集溫度、壓力、動能等數據，一起傳送到工業互聯網平臺上，實現數據的公開共享透明。這些數據還可以被用來分析消費者的使用行為，按照個性化需求控制和使用智能化產品，以便為消費者提供更好更便捷的使用體驗和售后服務解除價值鏈中的“低端鎖定”問題，真正做到向高質量發展。

（三）加速“產、學、研”融合，培養既懂工業互聯網又懂制造的高端人才

天津工業互聯網和制造業未深度融合且創新力不足的重要原因之一就是人才的缺乏，針對這一現狀，要充分利用天津諸多院校及科研所，將其對接制造業和工業互聯網的龍頭企業，共同構建產業學院和產學研實踐基地，以工業互聯網企業和制造業企業的產業需求為導向，鼓勵工業互聯網平臺企業引進經驗豐富的制造業技術型人才，促進數據人才和技術人才的多元化發展，著力解決關鍵技術問題，為企業輸送高質量人才，提高企業的創新能力。