工業互聯網促進產業鏈現代化：理論邏輯與突破路徑※

內容提要：安全高效是產業鏈現代化的重要目標，包括競爭性、關聯性和變革性三大支柱，協同則是實現路徑。作為新一代信息技術與制造業深度融合的產物，工業互聯網可以發揮要素配置、需求驅動、分工協作功能促進產業鏈要素、能力、治理協同，是提升產業鏈現代化水平的重要抓手。由于要素配置、企業能力以及鏈條治理等尚不完善，工業互聯網核心產業鏈在核心技術、重要設備、關鍵環節等方面仍存在一些制約瓶頸，主要表現為信息網絡與控制網絡融合難、工業智能自主化水平亟需提升、工業互聯網安全發展相對滯后等。工業互聯網促進產業鏈現代化的關鍵在于在全產業鏈環節進行規模化運用，通過全面的網絡連接與數據互通，實現產業鏈貫通。這就需要精準施策，著力破解成本、標準、安全等難題，讓企業愿用、能用、敢用。

一、 引 言

產業鏈現代化是中國中長期經濟社會發展的重要戰略目標之一。近年來，隨著大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等數字技術日新月異，數字經濟逐漸興起。由于其具有強滲透性、高膨脹性、廣覆蓋性、邊際效益遞增性等特征，數字經濟正成為影響、驅動產業鏈發展的重要因素和關鍵力量。工業互聯網作為新一代信息技術與制造業深度融合的產物，不僅是產業數字化的載體，也是營造產業生態的關鍵支撐。中國信息通信研究院2021年發布的《中國數字經濟發展白皮書》顯示，2020年中國產業數字化規模占數字經濟比重超過80%，而工業互聯網在其中作出了重要貢獻。從學理上講，工業互聯網通過人、機、物、系統的全面互聯、信息交互、數據挖掘，深刻影響產業鏈的內涵和邊界，包括生產組織形式、要素配置方式和競爭行為模式等，從而重構產業鏈現代化的內容體系和評價體系。因此，推動工業互聯網創新發展，不斷提升產業鏈現代化水平就成為當前理論界和實務部門亟待解決的重大問題。目前，對工業互聯網的研究主要有兩大路徑，其一是將工業互聯網作為背景或視角，去探討企業商業模式、生產行為、治理結構、價值創造等的演進、變革(馬永開等，2020)，其二是分析工業互聯網發展的內涵(任保平，2021)、經驗(李曉華，2020)、路徑(呂文晶等，2019；武漢大學工業互聯網研究課題組，2020)、評價(李君等，2018)、影響因素(王君澤等，2020)等。總的來看，現有對工業互聯網的研究多聚焦于某一領域，例如平臺、安全，少有從全產業鏈視角開展的討論，而且將工業互聯網與產業鏈現代化結合起來的研究也不多見。這就需要在厘清工業互聯網促進產業鏈現代化的理論機制的基礎上，一方面分析工業互聯網產業鏈的發展現狀，特別是制約核心產業鏈高質、高效發展的瓶頸問題，另一方面剖析工業互聯網通過產業應用為產業鏈尤其是制造業產業鏈賦能當中可能存在的“堵點”“難點”問題，從而提出相應的對策建議。這對于提升產業鏈現代化水平，推動制造業高質量發展，加快建設制造強國，具有一定的理論價值和現實意義。

二、 工業互聯網與產業鏈現代化：概念與機制

工業互聯網能夠實現數據的實時交互、反饋，既是技術范疇，也是產業鏈組織形式(Falkenreck和Wagner，2017)，其發展和應用將會有力推進產業特別是制造業質量變革、效率變革和動力變革，是補齊產業鏈短板、鍛造產業鏈長板的關鍵抓手和途徑，對于提升產業鏈現代化水平、提高供給體系質量具有綱舉目張的重要意義。

1. 產業鏈現代化的三重維度解析

產業鏈最早起源于亞當·斯密的分工思想，但與價值鏈、供應鏈等不同，是一個更為復雜的概念，由于內涵、邊界等難以嚴格、清晰界定，在很長時期內都沒有被納入學術研究的范疇。一些國內學者分別從產業關聯、生產流程、價值分配、企業生態等多個不同視角對其進行了分析探索(郁義鴻，2005；程李梅等，2013)，但主要聚焦產業鏈的某種表現形式，在理論內涵、形成機制、影響因素、分析框架等方面尚未形成統一認識。本文認為，產業鏈作為一個復雜系統本質上屬于產業組織形式，表現為產業部門之間由于技術經濟聯系而呈現的“鏈”或“網絡”形態，是價值鏈、供應鏈、創新鏈、要素鏈等的鏈接集成載體，其形成的基礎是技術關聯下的產業分工。但遺憾的是，不論是基于SCP范式的傳統產業組織理論，還是引入博弈論分析方法的新產業組織理論，其分析對象都是企業或同類企業的集合(產業)，主要討論的是不完全競爭市場條件下市場結構、廠商行為和經濟績效等問題。產業網絡概念及分析方法的提出將研究的觸角延伸到了企業間的關系與協調方式，似乎突破了產業組織理論只聚焦單個主體或同類主體的局限性，但產業網絡更側重于強調治理意義，即這是一種跨企業邊界的有別于純企業科層結構和純市場機制之間的組織形式和制度安排。邁克爾·波特最早提出的產業集群則是另一個超越了同類企業集合的研究范疇，主要探討企業間競爭與合作關系，但更關注特定的地理范圍，即從空間視角分析競爭力。總的來說，將產業鏈作為一個獨立的產業組織層次進行系統研究的理論和方法仍比較欠缺。

從目標角度來看，產業鏈現代化是一個動態、相對的概念，包括創新能力更強、附加值更高、更加數字化、更加可持續、更加安全可靠、更加公平、更加協調順暢等(劉志彪，2019；中國社會科學院工業經濟研究所課題組，2021)。某一時間節點上先進產業鏈是被學習、被追趕的對象，也是現代化的參照系，其呈現出的一系列狀態也成為產業鏈現代化的目標內涵與基本特征，因此，先進產業鏈實際上并不存在現代化的問題。但無論是從國家發展實際，還是從經濟學理論研究來看，相對于現代化目標的內涵、評價等，人們可能都更關注產業鏈的主體、關系、運行邁向現代性的過程和戰略。與社會學意義上的現代性不同，本文理解的產業鏈的現代性，是相對于過去，適應現代情境和發展要求的產業鏈所體現出的特征、狀態、觀念與價值取向。當前，全球化發展進入新階段，“慢球化”(1)“慢球化”(slowbalisation)一詞最早出現于英國《經濟學人》(The Economist)雜志2019年開年的封面文章，指隨著美國的貿易政策轉向保護主義，全球化趨勢逐漸疲軟，全球商業規則將被重寫，區域內經濟體之間的聯系將加深。甚至“逆全球化”趨勢逐漸顯現，特別是近三年來新冠肺炎疫情在世界范圍內持續肆虐，除了效率外，產業鏈的安全日益成為各國政府和學界關注的焦點。國際貨幣基金組織研究團隊發現，供應瓶頸已經成為經濟復蘇的主要阻力，并推高了通貨膨脹，引發了重要的政策問題。習近平總書記在《求是》2020年第21期上發表的重要文章《國家中長期經濟社會發展戰略若干重大問題》中強調，要優化產業鏈，加強其韌性。所以，基于路徑視角的產業鏈現代化本質上可以理解為產業鏈向安全高效目標發展的能力提升的過程。本文認為具體可以從三個維度進行闡釋。

一是競爭性。這是產業鏈靜態能力的度量，主要包括：一方面是產業鏈主體的競爭性，即在任意時間節點上某一主體能夠以有競爭力的價格滿足產業鏈下游市場的質量、數量和時間要求的能力，外在表現為該主體相對于同類競爭者在主營業務領域具有較高的投入產出效率和良好的市場經營業績。這種能力根源于由企業戰略、組織治理、技術能力、商業模式等綜合影響形成的生產力(Krugman，1994)。另一方面由于產業鏈分工主要以產品為中心，競爭性的另一層含義就是產業鏈生產的最終產品能夠在數量、質量、價格、交貨及時性等方面滿足細分目標市場上消費者的需求。其影響因素主要包括管理能力、中間品質量、基礎設施和物流服務水平、產品技術標準等。

二是關聯性。這是產業鏈運行能力的度量，主要包括：一方面是分工的合理性。產業鏈分工本質上是產品內分工，從產業間分工、產業內分工到產品內分工，表明最終產品的生產組織模式從以企業為主逐漸向以產業鏈為主轉變，演進的動力主要源自于產品的復雜性、工序的可分性、企業的邊界性，目的在于降低交易成本、提高勞動生產率。合理的產業鏈分工除了要求反映不同主體的比較優勢、任務的匹配性等外，還需要上下游企業盡可能緊密聯系，促進知識溢出和協同創新(Paunov和Rollo，2016)，從而實現共生共長。另一方面是信息獲取的便捷性、有效性。信息已經成為市場主體生存的關鍵因素，特別是進入數字經濟時代，信息的重要性更加突出。關聯性要求產業鏈主體有效連接并暢通信息渠道，能夠及時、準確獲取客戶、競爭對手、供應商、輔助機構和其他利益相關方的最新需求、行為等市場信息，從而降低產業鏈運行中的信息成本。

三是變革性。這是產業鏈動態能力的度量，主要包括：一方面是適應外部沖擊的能力。外部政策、市場、政治等環境的變化都會對產業鏈正常運行產生沖擊，比如中美競爭背景下美國在半導體領域對中國企業進行打壓、限制甚至斷供，再如新冠肺炎疫情造成汽車等一些全球分工制造業供應鏈不同程度中斷。產業鏈韌性是產業鏈抵御風險及面對外部沖擊迅速恢復的能力(陳曉東等，2022)，本質上是一種被動變革的能力，供應鏈彈性、產業基礎、要素質量等都是重要的影響因素。另一方面是創新的能力。不論是顛覆式創新，還是漸進式創新，都是產業鏈主動變革，提高生產率，實現增長、趕超和引領的根本動力。從創新兩階段來看，關鍵是提升產業鏈將知識變成錢，即將知識轉化為新產品、新工藝和新系統的能力。

如果構建一個關于產業鏈現代化的金字塔概念模型，那么安全高效就是金字塔的塔尖——產業鏈現代化的頂層目標，競爭性、關聯性和變革性三大支柱就是金字塔的塔身——產業鏈現代化的內涵解構，而促進協同則是金字塔的塔基——產業鏈現代化的實現路徑。當前，提升中國產業鏈現代化水平主要面臨三大類問題：一是要素錯配。中國普遍存在科技成果市場轉化率與創新投入強度不成正比，信貸配給存在一定程度的所有制歧視，特別是中小型民營企業資金使用成本較高，人力資源在不同行業同時存在價格扭曲與價格膨脹，一些戰略性新興產業出現搶人大戰等要素錯配現象。二是關鍵環節及核心技術缺失。中國大多數企業位于各條產業鏈的中段，生產制造能力強勁，但產業基礎薄弱，導致產業鏈的“兩頭”特別是位于鏈條上游的“前頭”在外，容易被“卡脖子”。三是企業生態不完善。主要表現為產業鏈開放性不足以及企業間“有聯系無生態”現象較為突出，比如由于鏈條形成后的封閉性，一些本土企業試圖加入產業鏈的難度較大，上下游企業間只存在訂單聯系而缺少協同創新與攻關合作等。這些問題本質上都可以歸結為結構性失衡，破題的關鍵就是要構建促進科技、金融、人力與產業鏈協同配置，企業能力協同提升，分工競合協同有序的長效機制。

2. 工業互聯網促進產業鏈現代化的理論機制

工業互聯網促進產業鏈現代化主要應該包含兩方面的含義：其一是工業互聯網核心產業鏈本身發展能力的提升及現代化，包括工業互聯網網絡、平臺、安全三大功能體系以及應用解決方案，相應的細分產業領域很多，比如網絡通信與標識解析、基礎平臺與應用平臺、安全產品、工業控制系統、工業軟件與邊緣計算、信息技術咨詢服務、信息系統集成服務與工業數據服務等。呂鐵(2020)曾提出做強核心層、做精應用層和規范接口層的發展路徑。其二是工業互聯網帶動其他相關產業鏈的現代化水平提升，主要指的是工業互聯網在電子、裝備制造、鋼鐵、采礦、電力等產業及協同研發設計、遠程設備操控、設備協同作業、柔性生產制造、現場輔助裝配、機器視覺質檢、設備故障診斷、廠區智能物流、無人智能巡檢、生產現場監測等場景的應用與賦能。很多研究表明，工業互聯網的發展與應用會促使制造模式、創新范式、商業模式等產生變革性影響(蔡呈偉和戚聿東，2021)，優化資源配置，從而推動產業鏈現代化水平的提升。

本文認為，工業互聯網作為工業數字化轉型的重要基礎設施，不僅是集聚工業要素的載體，而且是實現工業應用的組織，還是創造工業價值的生態。加快發展工業互聯網，是現階段提升產業鏈要素配置、主體能力及上下游治理協同度的關鍵。工業互聯網促進產業鏈現代化的機制如圖1所示。

圖1 產業鏈現代化及工業互聯網促進機制

一是工業互聯網可以通過優化配置促進要素協同，進而有助于增強產業鏈的競爭性、關聯性與變革性。根據“結構紅利假說”(Peneder，2003)，通過再配置實現要素協同是產業鏈現代化的基礎條件。中共十九大提出的構建現代產業體系，不僅要求橫向上產業與科技創新、現代金融、人力資源協同發展，而且更強調縱向上產業鏈與各類要素協同匹配。當前情境下，就是要盡快提升科技創新對產業鏈發展的貢獻率，圍繞產業鏈部署創新鏈、圍繞創新鏈布局產業鏈，促進創新鏈與產業鏈深度融合；就是要突破人才流動障礙、高技能勞動力與低技能勞動力“雙重短缺”以及生產性部門特別是制造部門對人才吸引力不夠等瓶頸；就是要化解資金在金融體系內部運轉、資本野蠻生長與無序擴張和不同程度的金融錯配等問題。工業互聯網利用了物聯網、云計算、大數據等新一代信息技術對生產全過程、產品與設備全周期、全產業鏈進行數字化、智能化升級，讓技術、資本、勞動、土地等各類生產要素實現泛在連接，一方面有效減少了要素供給與需求方的信息不對稱，另一方面極大緩解了要素流動的時空約束，可以降低要素再配置的搜尋成本和交易成本，促進彈性供給并提升配置效率。例如，對工業互聯網平臺數據資源進行挖掘分析，不僅便于金融機構對企業資質進行精準識別，而且利于勞動力等要素及時、高效跨部門、跨區域流動。國內外大量研究表明，要素連接和流動的網絡化、便捷化更有利于企業創新與產業發展。同理，通過工業互聯網促進要素再配置，發揮包括空間溢出在內的要素協同效應，對提升產業鏈現代化水平具有明顯的支撐作用。

二是工業互聯網可以通過需求驅動促進企業能力協同提升，進而有助于增強產業鏈的競爭性、關聯性與變革性。當前，由于關鍵核心技術受制于人、產業基礎能力較為薄弱等，中國很多產業鏈都存在“大而不強”“泥腿巨人”的發展困境，破題的關鍵不在于某個企業能力尤其是創新能力的快速提升，而在于產業鏈生態圈企業特別是上下游企業能力的協同提升。例如，光刻機作為超精密制造的典型，是光學、運動、環境、溫控、電器、軟件等的系統集成，光靠一家企業技術能力的提升幾乎不可能實現突破，而且某些方面或某個部件的先進技術能力并不能保證最終的精度要求，必須生態圈企業能力協同提升才能實現系統先進性的改進。本土企業能力的協同提升需要發揮內需的驅動作用。從學理上講，企業能力的提升大體上包括供給驅動、需求驅動、政策驅動和混合驅動等幾種類型，其中，最主要的就是供給驅動和需求驅動，分別體現了從0到1的突破和從1到N的提升。對于已有產業鏈來講，企業能力的提升大多依賴需求驅動。過去，國內企業由于進入門檻、交易成本等影響通常更關注國際市場，要么早早陷入低水平代工陷阱，企業能力被低端鎖定，要么單個企業和國際發包方、大買家之間“與狼共舞”，即使單個企業可能實現了成功，但由于與國內同類企業、上下游企業缺乏溝通協作，一定程度上也造成了國內產業鏈關鍵環節缺失或塌陷。比如，國內領先的封裝企業通過多年的國際競爭與合作，技術能力已經和世界先進水平基本相當，但是制造企業的工藝水平跟不上，采用先進制程的智能芯片等只能更多地依賴進口。內需則是驅動企業能力協同提升的關鍵變量，工業互聯網對于企業能力協同提升的促進作用主要通過供需樞紐的功能發揮，它可以在產業組織層面加強供需對接、順暢信息傳導、緩解信息不對稱。具體主要體現在：一方面提升供需匹配。工業互聯網不僅可以實現生產制造過程的人、機、物多元全鏈實時連通，而且可以實現供需智能匹配，企業通過工業互聯網對個性化、結構化、趨勢化需求進行敏銳捕捉和及時響應成為可能。另一方面催生應用模式。工業互聯網集聚了多類企業和多種要素，為各方提供便捷式交互機會，從而有利于催生新的應用場景和新的商業模式。

三是工業互聯網可以通過分工協作促進治理協同，進而有助于增強產業鏈的競爭性、關聯性與變革性。形成競合有序、開放循環、充滿活力的生態體系，是提升產業鏈現代化水平的主要內容與重要保障。從顯性維度來看，產業鏈生態不僅僅指的是企業的供應商網絡，而且還包括客戶、融資機構、外包服務機構、互補品和替代品生產企業等一切利益相關者形成的相互作用、相互依賴、共同發展的系統；從隱性維度來看，產業鏈生態包含系統內主體間一切正式的及非正式的制度安排、關聯關系、交易活動等。基于生態學視角和治理理論，產業鏈生態實際上是治理的外在表現形式，生態好不好反映了治理水平高不高。優化產業鏈治理，對于構筑并夯實競爭性、關聯性與變革性三大支柱具有明顯的積極作用。產業鏈現代化在某種意義上也可以看作產業鏈治理的優化和升級。理想的產業鏈生態，需要形成大企業尤其是“鏈主”企業充分發揮引領支撐作用、中小微企業更好發揮協作配套作用的良性治理格局。當前，中國很多“鏈主”企業對產業鏈的資源整合和集成創新作用尚未得到充分發揮，多數中小微企業游離于產業鏈之外，協作配套能力還需進一步提升。工業互聯網優化產業鏈治理、促進治理協同主要得益于以數據為核心鏈接起多類主體、多種資源這一本質特征。一方面有利于產業鏈上下游相互了解，使技術、工藝、方案等方面的深入合作與交流更加便捷，可以形成協作攻關合力。另一方面有利于解構、重構產業鏈的組織形式、生產方式、發展模式，改變市場與企業邊界，從而促進產業分工。在這一背景下，“鏈主”企業可以卸下包袱，適當摒棄以低成本、低價格、低利潤、低質量為特征的劣質市場份額，轉而聚焦以高性能、高利潤、高競爭力為特征的優質市場份額，即不再聚焦于簡單的成熟領域，放棄多重約束條件下被動進行的垂直一體化選擇，進一步明晰企業邊界和方向，專注于向復雜的前沿領域拓展，加強外包合作，優化企業分工，從而實現對產業鏈供應鏈的引領。同時，工業互聯網的應用也有助于引導高技能人才、資金等高級要素進入具有較高盈利潛力的中小微企業，不僅促進其協作配套能力的提升，而且有利于其保持戰略定力，瞄準某一細分市場深耕細作，避免盲目跟風，頻繁改變經營策略與目標方向。

三、 制約工業互聯網產業鏈現代化的難點

近年來，中國工業互聯網發展十分迅速，核心產業鏈空間布局日趨完善，呈現出京津冀、長三角、粵港澳三足鼎立的產業集群發展格局，如北京已經形成工業互聯網全產業鏈發展態勢，深圳重點打造工業互聯網平臺，長三角聚焦工業互聯網的一體化。但由于要素配置、企業能力以及鏈條治理等尚不完善，工業互聯網核心產業鏈在核心技術、重要設備、關鍵環節等方面仍存在一些制約瓶頸，主要表現為信息網絡與控制網絡融合難、工業智能自主化水平亟需提升、工業互聯網安全發展相對滯后等。因此，從宏觀結構上看，中國工業互聯網核心產業鏈各環節的發展并不協調，呈現出“表層大、底層小”的倒金字塔特征，工業軟件和平臺的市場規模占比高達60%，而安全、通信等環節市場規模相對較小。

1. 信息與控制融合難

網絡互連是工業互聯網發展的基礎。現階段，中國促進網絡互連的關鍵在于企業內網的信息網絡和控制網絡融合，然后才是進一步的企業外網的連接，從而實現產業鏈供應鏈上下游企業之間的協同響應。但國內多數企業均面臨不同程度的信息網絡和控制網絡融合難問題，僅實現了部分融合，難以推廣到整個企業層面并形成規模效應。

信息網絡和控制網絡融合難的根源在于企業能力不足，除了技術本身的協調難度較大外，還主要體現在以下兩方面。

一方面熟悉信息網絡和控制網絡的復合型人才較為缺乏。信息網絡和控制網絡融合要求人才不僅了解垂直行業場景的具體業務，而且熟悉5G、邊緣技術、人工智能、云計算、大數據等專業領域。根據中國工業互聯網研究院發布的《2020年工業互聯網人才白皮書》，工業互聯網相關的復合型新崗位、新職業不斷涌現，如工業網絡工程師、系統集成工程師等，占國家新增職業的比重接近50%。但人才供給存在較為嚴重的結構性不匹配，比如，崗位標準化程度較低，不同企業對于同一崗位的認知存在明顯不同；很多高校的專業設置使得培養的人才難以適應復合型要求，特別是高校畢業生要真正在企業獨當一面還需要實踐中較長周期的培養和積累。

另一方面缺乏價值創造形成的長效機制。由于工廠中許多獨立設備的購買分屬不同時期，這些重資產的折舊周期通常需要數十年，不少人認為成本控制導致了信息網絡和控制網絡融合難以規模化，但成本原因只是表象，歸根結底在于現有的信息網絡和控制網絡融合方案沒有打通業務邏輯，無法為企業帶來更多、更可持續的價值實現。

2. 工業智能自主化水平亟需提升

在第四次科技革命和世界百年未有之大變局背景下，中國工業智能的快速發展主要受芯片、軟件、硬件三者的自主化水平相對不高的制約。

一是智能芯片的自給率不高。原因主要有兩個：其一，中國在智能芯片關鍵環節的能力不足。比如，智能芯片設計所需的EDA工具被美國所控制，制程能力跟不上設計水平，半導體材料、制造設備市場也被美國、歐洲、日本所壟斷。其二，全球包括智能芯片在內芯片行業整體產能不足。疫情沖擊造成的供需矛盾、數字經濟時代帶來的需求猛增等都是造成芯片產能不足的重要原因。

二是工業智能軟件多為國外壟斷。中國工業軟件市場規模占全球市場份額的比重僅約6%左右。一方面，缺乏細分領域的本土龍頭企業。國內工業軟件行業企業眾多，競爭分散，且有加重趨勢，國際巨頭如微軟、蘋果、甲骨文、IBM等在操作系統、開發工具、中間件等細分領域占據了較大的市場份額。其二，國內軟件企業多是在國外基礎軟件之上進行二次開發。由于需要長時間反復迭代才能相對穩定并獲得市場認可，國內工業軟件“突圍”難度越來越大。

三是工業智能設備國產化程度不高。不僅智能設備整機對外依存度高，如高檔數控機床的90%以上市場份額被國外產品占領，而且一些關鍵核心零部件如機器人的高精密減速器、高性能伺服電機和驅動器等均依賴進口。工業智能設備國產替代難，一方面在于中國在相關標準上缺乏一定的國際話語權，企業間合作不足，標準不一；另一方面是出于綜合成本的考慮，雖然國產智能設備比進口智能設備價格上有一定優勢，但考慮到穩定性、安全性帶來的產品良率的保障，很多企業還是優先選擇使用進口智能設備。

3. 工業互聯網安全發展相對滯后

工業互聯網核心產業鏈做大做強離不開規模化運用。除了考慮投入產出比、克服新技術帶來的標準、規范等的變化以及利益生態的變動外，最主要的影響因素就是是否安全可靠。根據《中國工業信息安全產業發展白皮書(2020-2021年)》，2020年工業互聯網安全產業規模達到了54.09億元，占中國工業互聯網核心產業規模的比重僅約0.6%，占全球工業信息安全市場規模的比重不到5%。中國工業互聯網安全發展與美國、德國、日本等發達國家相比相對滯后，主要表現在以下三個方面。

一是工業互聯網安全頂層設計尚不完善。一方面是政策體系。工業互聯網安全涉及到多個管理部門，雖然中國已經由工信部等10部委發布了《加強工業互聯網安全工作的指導意見》以及《“工業互聯網+安全生產”行動計劃(2021-2023年)》，但政策舉措仍需進一步細化，且各地尚未出臺具體細則。另一方面是標準體系。工業互聯網安全需要完備的標準體系，雖然中國正在加速開展工業互聯網安全標準研制，但在全球工業互聯網安全標準中的貢獻和發言權還不大。

二是工業互聯網安全存在天然的技術難度。工業互聯網是一個開放的系統，除了要關注傳統工業領域中的功能、物理安全外，還要考慮信息安全，特別是工業互聯網中不同種類的大量設備互聯，不僅漏洞后門資源多，而且攻擊路徑多，設備、網絡、數據、控制等方面的安全風險呈幾何級增大。據工信部的統計數據，截至2021年10月，國家工業信息安全漏洞庫累計收入工控安全漏洞5000余個，其中高危漏洞占比高達64%，這些風險很多來自于技術層面的一些內生性問題。

三是工業互聯網安全市場還有待培育。從國外工業互聯網安全產業的發展趨勢來看，由于安全的重要性，工業互聯網產業鏈各個環節的企業包括下游應用的制造業企業都全面滲透進入安全產業領域，并通過收購、并購、投資等方式加速資源整合和產品創新，形成工業互聯網安全產業生態圈。目前，中國工業互聯網安全領域企業主要還是以提供安全防護及安全管理的產品為主，缺乏對安全評估、安全培訓等服務的開發與供應，而且企業之間以及與產業鏈上下游企業之間尚未形成協作共生產業生態。

四、 工業互聯網與產業鏈現代化：應用的特征與障礙

1. 工業互聯網應用的主要特征

(1) 工業互聯網應用總體處于導入階段且存在細分市場差異。工業互聯網應用一般有三個層次，分別是信息化應用、大數據挖掘以及模式創新。目前，中國工業互聯網的產業應用總體仍處于第一層次，以單一企業的獨立探索為主，并逐步向第二層次過渡，部分企業在其內部進行了工業互聯網應用探索，比如打造“黑燈工廠”，該階段的主要特征是通過大規模信息化部署，特別是軟件上云和簡單數據分析，增強“連接+數據可視化”能力，實現采購、生產、物流、財務、人力資源、銷售等過程的效率提升和成本降低。總的來說，中國工業互聯網產業應用的規模效應和協同效應還遠未發揮。工業互聯網產業應用的子市場在集中度、成熟度等方面也存在一定差異，例如，云MES子市場尚處于萌芽期，市場集中度較低，工業視覺、工業大數據、5G+工業等子市場則不同程度步入成長期，市場集中度相對較高。

(2) 工業互聯網應用在標準化、大批量行業可能更容易實現。目前，高可靠、大連接、低延時的工業互聯網技術主要運用在以智能工廠為代表的生產制造領域，亦有一些向供應鏈領域拓展的初步探索。考慮到工業互聯網的技術特性，其產業應用應該具有階段性和行業異質性，更可能率先在標準化、大規模、高精度、多工序的流程類行業落地。工信部針對性提出了“5G+工業互聯網”的5個重點行業以及10個典型應用場景。目前，最主要同時也是難度相對較低的兩個應用場景是狀態監測與報警、生產制造優化。但值得關注的是，如果僅僅在單個場景獨立應用，缺乏場景與場景之間連接的話，是很難給企業帶來明顯的收益增長的。

(3) 工業互聯網應用意愿與實際落地之間存在一定程度悖反現象。雖然調查顯示，相對外資企業，國內制造業企業對于工業互聯網帶來的正向經濟效應更為樂觀，但現實中的應用落地卻相對偏少。目前，中國入選全球燈塔工廠的大多數是在中國投資的外資企業或合資企業，如果剔除這些企業，那么本土燈塔工廠數量十分有限。另一個證據就是，由于缺乏足夠的路徑、策略與工具準備，國內企業的工業互聯網應用能夠從試點推廣到公司層面的比例遠低于外資企業。此外，不少企業在數字化轉型探索中存在著重復投入或是建設運營一段時間后發現系統適用性不高等情況。

2. 工業互聯網產業應用的影響

雖然工業互聯網應用對鋼鐵、裝備制造等部分產業鏈的要素配置、能力提升、治理改善等促進作用已初步得到顯現，但由于中國工業互聯網應用仍主要處于車間、企業的組織單元層面，總的來講，對產業鏈賦能、賦智、賦值的作用尚不明顯，但已對產業鏈上單個主體的要素結構、經營策略、生產能力等產生深刻影響。

(1) 企業員工結構發生顯著變化。結合學理分析和調查研究，現階段工業互聯網的產業應用對企業員工的結構影響可能大于數量影響，從全社會范圍看至少在短期并沒有帶來明顯的就業壓力。結構性影響主要體現在三個方面：一是技能結構。與過去制造工廠對一線員工要求的較低層次的傳統技能不同，應用工業互聯網后的現代智能工廠要求員工能夠掌握一定的計算機操作、識別、調試、分析等較高技能。生產線員工從原來的機械性、重復性勞動轉向創新性、學習性勞動。過去生產線的創新主要來自管理層，現在一線員工可能才是主要的創新者。二是職位結構。工業互聯網產業應用帶來的對員工技能要求的變化也導致企業職位結構發生變化。一線操作工職位數量將大幅度減少，而生產監控、精度調配、設備調試運維、數據分析等方面的職位數量將明顯激增。三是年齡結構。技能和職位結構的變化客觀上使得員工平均年齡出現下降。

(2) 短期內企業成本可能不降反升。工業互聯網應用對企業成本的影響主要體現在兩個方面：一是人員成本。通常工業互聯網應用導致員工數量減少會給企業減少一定的人員費用支出，但如果考慮到人員換崗、減裁、重新培訓、招引新人等所產生的額外增加的費用，人員成本的降低并不十分明顯。二是設備成本。由于信息化、自動化階段無法逾越，利用工業互聯網進行數字化、智能化改造一次性投入成本是非常巨大的。因此，從長期看，設備折舊帶來的費用分攤、生產效率提高、人員培訓費用的降低等會導致企業成本收益率的改善，但短期對企業成本的降低作用可能并不明顯，甚至反而會增加。

(3) 產品質量和生產效率明顯改善。工業互聯網的應用會對產品質量和生產效率產生明顯的積極作用。對產品質量的改善主要有兩個渠道：其一，應用工業互聯網的智能制造設備先進的傳感器和質量保障系統可以提升產品的良率，減少產品返工。其二，利用工業互聯網進行質量檢測、監控可以提高精度和準確率。原先人工進行質量檢測、監控存在很大的不確定性。此外，利用工業互聯網技術和設備改造后，企業生產效率的提高也是顯而易見的。

3. 工業互聯網應用的障礙與不足

由于存在本質認知、基礎能力、上云意愿等方面的障礙與不足，中國工業互聯網的應用面臨盈利模式不清晰、企業設備數字化改造難度大、具體行業場景類平臺供給不足、新技術在制造領域的應用積累不夠等困境，造成難以規模化應用，更缺乏產業鏈的貫通，工業互聯網對產業鏈上生產要素配置、企業能力提升、鏈條生態治理等的協同促進作用還有待進一步釋放。

(1) 認知約束：企業對工業互聯網的認知存在偏頗。工業互聯網是一個新興事物，包括企業在內社會各界有很多不同的理解，一些認識上的不足可能會對工業互聯網的應用產生消極影響。主要體現在兩個方面：一是工業互聯網的作用。很多企業對于工業互聯網的應用仍停留在關注技術層面，尚未向優化業務、重塑服務與商業模式等價值層面深入。二是工業互聯網的投入。不少企業認為工業互聯網應用需要大投資，特別是在已有工廠基礎上進行工業互聯網應用改造，以前的生產系統可能將全部被替換，從而造成沉沒成本的損失，此外還有新技能的結構性投資。事實上，并不是所有場景的工業互聯網應用都是大投資的。

(2) 能力約束：工業互聯網應用的基礎有待提升。工業互聯網應用的基礎能力主要包括：一是基礎設施能力。從理論上來講，工業互聯網的應用無法跨越自動化、信息化階段，至少需要具備工業信息化、數據分析處理、設備與網絡連接等基礎條件。但很多企業特別是中小微企業數據基礎設施較為薄弱。二是分析運用能力。工業互聯網的應用涉及到方案、設備、軟件、平臺等多個方面，大多數企業往往依賴于第三方提供的總體頂層設計和系統集成商提供的“交鑰匙”解決方案，缺乏自身對工業互聯網應用的深刻理解和后續數據分析能力。三是標準制定能力。由于標準不一，很多工廠的不同設備、同一企業的不同工廠之間難以連接，數據無法打通，形成數據“孤島”。

(3) 安全約束：企業上云愿意不足。目前，企業上云意愿普遍不足，通過對一個主要監控能耗水平的工業云系統進行案例分析后發現，選擇上云的企業，絕大多數都是能耗占生產制造成本較高的企業或是對能耗成本比較敏感的企業，一些負荷不重的企業上云較少，而且中小企業和初創企業相對大型企業上云較多。企業上云意愿主要受三大因素制約：一是安全，包括數據安全和設備安全，例如，上云后生產數據可能泄露并造成重大損失，提供云服務的設備穩定性可能難以保障。二是成本，對于制造業企業而言，上云主要是為了節約成本，但短期內未必能夠實現降本增效，特別是一些企業需要進行大投入的云化改造，將產生高昂的硬件采購成本、設備維護費用和人員培訓費用。三是價值，企業上云的價值主要來自于規模效應，即產業鏈上下游企業上云后可以促進生產運營的協同高效，增強產業鏈韌性，以及場景豐富帶來的商業模式變革，但目前很多落地場景還受限。

五、 產業鏈現代化目標下激發工業互聯網協同效應的對策建議

數字化背景下的工業生產具有整體性、連續性、邊際成本為零等特征，根據前文分析，除了自身核心產業鏈的主體、環節、運行提升外，工業互聯網對產業鏈現代化的促進作用主要得益于可以激發要素配置、能力提升、鏈條治理的協同效應。工業互聯網促進協同關鍵在于在全產業鏈環節進行規模化運用，通過全面的網絡連接與數據互通，實現產業鏈貫通。由于總體仍處于以單個企業獨立探索智能車間、智能工廠為主的信息化應用階段，數據挖掘、模式創新尚不充分，規模效應和協同效應也遠未發揮，這就需要瞄準當前發展中面臨的成本、標準、安全等難題，精準施策，綿綿用力。只有讓企業通過數字化轉型真正實現了提質、降本、增效三大核心目標，才能真正激發企業的內在動力。

一是聚焦成本收益，讓企業愿用。由于資金需求強度大、投資回報周期長，目前，中國開展工業互聯網實踐應用的主要是一些骨干大企業，廣大中小企業投資部署的意愿不強。應多管齊下，激活動機。其一，探索商業模式。通過機制設計促進生產企業與設備企業、平臺企業等成為深度合作的利益共同體，探索資源共享、服務共享、能力共享的商業化運營機制，實現短期成本分攤，長期收益共享。其二，豐富應用場景。加快各類場景云化軟件的開發和應用，以需求驅動促進工業互聯網與重點行業融合發展。其三，強化政策支持。完善招投標政策，設立專門面向工業互聯網企業的年度預算，鼓勵工業互聯網生態圈的企業聯合投標等。建立政府產業基金、專項資金，提高投資效能，有效降低企業部署應用工業互聯網的資金投入壓力。政府從錦上添花的各類事后獎補資金中拿出一部分資金資助中小微企業進行信息化建設的頂層設計，讓企業明了信息化建設的途徑和步驟，企業就可以根據自身經營狀況和財務情況進行或一步到位、或分步實施、或暫不實施的自主決策，從而避免走彎路。

二是聚焦統一標準，讓企業能用。應集聚合力，增強能力。其一，加快建立工業互聯網產業聯盟。可以從部分重點行業率先開始，吸納相關領域的政產學研金服用加入，一方面分享供需信息，完善工業互聯網架構與功能，逐漸形成統一標準、統一平臺，另一方面通過組織精品課題、舉辦產業峰會、發布行業報告等加強企業培訓。其二，促進區域間工業互聯網一體化合作。在長三角、粵港澳、京津冀等有條件的地區探索工業互聯網一體化合作機制，加強政策協同、利益分享與發展保障。其三，加強企業復合型人才培養。工業互聯網的發展需要越來越多的既懂信息技術、網絡運營又懂產業領域的復合型人才，鼓勵本土頭部企業或國有企業更多地承擔“人才母機”功能，以定制化思維強化校企人才聯合培養力度，豐富應用場景驅動人才成長。其四，推動工業互聯網新職業的規范性和標準化。針對工業網絡工程師、工業互聯網解決方案架構師、系統集成工程師等工業互聯網新職業，加快制訂崗位標準化手冊，規范崗位名稱、職責描述、能力要求等。

三是聚焦安全可靠，讓企業敢用。工業互聯網設備安全方面，要加強核心零部件、設備等的自主可控，促進國產替代。其一，明確國產替代基本策略。國產替代要與國外企業通常追求技術先進性和高額壟斷利潤有所不同，瞄準國內應用廣泛、易被“卡脖子”的相對成熟領域，逐步加強系統能力的協同提升。其二，規避技術引進的知識產權風險。國產替代需要積極融入全球創新鏈，鼓勵企業設立專門的知識產權部門深度參與技術引進的路徑設計、風險規避。其三，建立樣本客戶制度。以此破解國產設備雖然價格便宜，但是停機率較高、良品率較低，使用成本并不低的難題。工業互聯網信息安全方面，首先，除了要進一步完善政策的頂層設計如建立健全數據共享與保護制度外，還要順應世界工業互聯網安全產業發展趨勢，建立完善統一安全標準，體現對標對表甚至引領能力；第二，加強5G、人工智能、物聯網等新興技術在安全領域的融合集成創新，基于內生安全技術加快構建工業互聯網安全產業生態；其三，支持工業互聯網安全領域的中小企業發展，除了政府采購、財稅優惠等政策上的傾斜外，鼓勵企業間的投資、并購；其四，加大對企業管理人員、設備操作人員等安全意識、安全技能的培訓力度；此外，還要深入貫徹落實《關于加快建設全國統一大市場的意見》，加快建立健全數據交易、共享與保護制度，順應全球安全產業發展趨勢，開展工業互聯網身份認證、運行維護等安全機制研究，建立完善統一安全標準。