上海工业互联网发展瓶颈与对策
12 March, 2022

施凯欣

Introduction

上海开源信息技术协会,研究员

研究方向:数字经济、开源治理、企业风险管理、企业数字化



摘 要:发展数字经济,提高实体经济数字化水平,则离不开产业数字化的全面转型和发展。这其中就包括以新一代信息通信技术与现代工业技术深度融合的工业互联网技术对传统企业的赋能。本文主要聚焦于上海工业互联网领域,深入研究目前全市工业互联网领域的发展现状,归纳总结当前发展中的瓶颈问题,并尝试探寻相应的对策解决措施。

关键词:工业互联网平台 经济数字化 开源信息技术




一、背景情况

经济数字化是城市数字化转型中的重要环节。发展数字经济,提高实体经济数字化水平,离不开产业数字化的全面转型和发展。这其中就包括以新一代信息通信技术与现代工业技术深度融合的工业互联网技术对传统企业的赋能。工业互联网是通过人机物全面互联,构建起工业全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造服务体系,将为制造业高质量发展提供关键支撑。


上海把工业互联网作为产业数字化转型、打造“上海制造”品牌的重要战略选择,并立足产业和信息化发展基础,将工业互联网作为新时期上海加快推进两化深度融合、落实制造业与互联网融合发展重要抓手。近年来,市各级政府部门出台了一系列产业支持政策,包括《上海市促进城市数字化转型的若干政策措施》、《上海市工业互联网创新发展应用三年行动计划(2017-2019年)》、《推动工业互联网创新升级,实施“工赋上海”三年行动计划(2020-2022)》等重要政策。全市工业互联网平台的数量也持续增加,已逐步覆盖越来越多的工业行业,并在产品设计开发、生产制造、产品运输及服务的各个环节发挥重要作用。


目前已完成对上海市经济和信息化委员会、上海市质量管理科学研究院、上海市工业互联网协会、上海开源信息技术协会、上海电气数字科技有限公司、海尔数字科技有限公司、华为技术有限公司、IBM等多家单位开展了10余次调研活动。调研发现,本市工业互联网发展瓶颈在于:缺少有影响力的工业互联网平台,工业软件依赖进口“卡脖子”风险突出,开源创新生态环境尚未构建,创新应用效益评估缺失,工业数据采集联通难,人才培育的产学研体系有待建立。




二、工业互联网概述

工业互联网是新一代信息技术与制造业深度融合的产物,是一种全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式,是实现产业数字化、网络化、智能化发展的重要基础设施,通过人、机、物的全面互联,全要素、全产业链、全价值链的全面链接,推动形成全新的生产制造和服务体系,成为数字化转型升级的主要依托[1]。工业互联网作为推动数字经济与实体经济深度融合的关键路径,是实体经济数字化转型的关键支撑。


工业互联网通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系,打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施,形成智能化发展的新兴业态和应用模式。


其中,网络体系是工业互联网的基础,它连接各要素、各产业链,通过网络联接、标识解析、边缘计算等关键技术实现人员、机器、厂房,以及通过采购、生产、运营、销售等各环节的深度互联。


平台体系是工业互联网的核心,它是面向制造业数字化、网络化、智能化需求,构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系。它通过承载在平台之上的工业APP 技术实现对制造资源在连接、弹性供给、高效配置的载体功能。


安全体系是工业互联网的保障,通过构建涵盖工业全系统的安全防护体系,增强设备、网络、控制、应用和数据的安全保障能力,识别和抵御安全威胁,化解各种安全风险,构建工业智能化发展的安全可信环境,保障工业智能化的实现。

[1] 工业互联网产业联盟.工业互联网标准体系(版本2.0)

[EB/OL].https://wenku.baidu.com/view/a0233d8d3386bceb19e8b8f67c1cfad6185fe913.html.




三、上海工业互联网平台综合情况

截止目前,平台是工业互联网的核心,是资源汇聚和行业赋能的重要载体。近年来,上海聚焦10大重点行业领域,围绕“1+3+X”,即1个标杆赋能平台,工业数据、智能算法、知识图谱3大能力,X个落地应用场景(微服务组件),涌现26个代表性工业互联网平台,其中综合型4个、行业型14个、专业特色型8个。链接企业数超120万家,链接设备822万台、管理资产超6万亿元,工业APP3,46万个,形成153万个数据集、5460个算法、2700个知识图谱。




四、上海工业互联网政策概况

上海始终将工业互联网作为产业数字化转型、打造“上海制造”品牌的重要战略选择,并立足产业和信息化发展基础,将工业互联网作为新时期上海加快推进两化深度融合、落实制造业与互联网融合发展重要抓手。 


近年来,上海市在国家工业互联网战略布局下,结合上海产业发展实际状态陆续出台了一系列政策文件(如表3-1所示),其中包括《上海市工业互联网创新发展应用三年行动计划(2017-2019年)》、《上海工业互联网产业创新工程实施方案》、《推动工业互联网创新升级,实施“工赋上海”三年行动计划(2020-2022)》、《关于深入推进本市国资国企工业互联网创新发展促企业数字化转型专项工程的通知》和《上海市促进在线新经济发展行动方案(2020-2022)》等重要政策。


表3-1 上海市工业互联网部分政策文件

资料来源:作者整理



五、问题分析

(一)缺少有影响力的综合性工业互联网平台,无法支持全面数字化转型

工业互联网发展的核心在于工业互联网平台。平台向上对接工业应用,向下连接海量设备,是构建数字化生态、打造先进制造业集群、推动高质量发展的基础支撑。


本市工业互联网行业发展尚处于早期,行业处于无序竞争状态,平台较多但缺乏影响力,行业集群效益有限。一方面,上海电气、上海商飞、宝武、海尔等大型企业,相继建设了隶属于集团主业的工业互联网平台,主要依托母公司垂直细分领域的产业链开展服务,产品辐射面较窄,场景较为单一,综合服务能力不足。另一方面,部分中小工业互联网平台处于初创期,主要为大型制造业企业提供配套服务,无法形成规模效应赋能产业发展。此外,每个大企业都带着一批小企业,彼此不交叉,标准不统一,导致资源难以整合,重复建设浪费严重。可见,制约本市产业链全面数字化转型的关键在于,缺少行业引领示范的标杆企业来牵头进行资源整合,打造一批覆盖全产业链的跨行业、跨区域的工业互联网平台。


这从国外平台在我国的实践经验也可得到论证。国外较为知名的工业互联网平台有德国西门子的Mindsphere平台和美国GE的Pridix平台。此类平台企业的优势在于工业互联网业务起步较早,制造业基础雄厚。但是,国外平台在我国并没有大规模发展,仅局限在以专业服务和功能订阅两种商业模式,平台授权业务都极少。究其原因,除了国内企业对工业数据的保护外,重要的一点在于缺少政府支持,跨行业跨区域的综合性工业互联网平台难以建成,遑论推动中小企业数字化转型。


(二)工业软件依赖进口,“卡脖子”风险亟待突破

工业软件在工业企业数字化、网络化和智能化控制以及商业模式创新中发挥着核心作用。但是,我国工业软件依赖进口,原因在于国内信息技术、工业自动化领域起步晚,“起跑线”落后于西方国家。尤其是,行业对于基础性科研领域的研发投入不足,一是国内单个市场参与主体的研发投入实力不足,二是初创企业无法坚持长期投入研发资金,三是大部分企业仅聚焦于现有开源技术成果基础上的市场化应用。


这导致,本市工业互联网行业面临被国外生产制造商 “卡脖子”的风险:国内领先工业互联网平台基本上都是建立在国外基础产业体系之上,工业互联网平台所依赖的工业协议、智能装备、自动化控制、软件设计等产业链核心组件均掌握在他国,高端PLC和工业网络协议也被国外厂商长期垄断。全市大多数工业互联网平台企业核心技术依赖进口,仅仅依靠国外开源服务实现自身场景应用。例如:研发设计类工业软件包括CAD、CAE、CAPP、CAM软件,基本上被Dassault Systemes(达索)、Siemens Digital Industry(西门子工业软件)、Autodesk、Ansys、Cadence、Synopsis等海外龙头企业掌握;信息管理类工业软件包括ERP、CRM、BI等,被SAP、Oracle等全球性管理软件巨头占据;生产控制类工业软件包括MES、DCS、SCADA等,主要参与者为ABB、HoneyWell、GE等海外企业。


(三)开源创新生态环境亟需构建,知识产权保护工作有待加强

工业互联网的发展需要全要素、全价值链的互联互通,这呼吁建立开放开源的平台。上海市十四五规划提出“大力培育数字开源社区,发展数字创新实践基地”,《推动工业互联网创新升级,实施“工赋上海”三年行动计划(2020-2022年)》也提到开源社区建设。开源生产模式已被国际上公认为是实现数字经济产业可持续、开放性和先进性的核心要素,是数字经济的典型生产协作方式。美国在计算机信息技术、互联网应用领域方面处于国际领先地位,与其较早认识并推广开源开放的运营策略有关。


建立开源开放的研发社区,对于发展工业互联网至关重要。但目前全市工业互联网平台开发者社区建设仍处于空白,与国外先进的技术平台(Github、Fedora、Hashnode)相比差距甚远。这严重制约了工业互联网平台建设、工业APP的研发、培育和推广进程。目前一些国际知名工业软件成为支撑工业互联网平台发展的通用开源软件,然而这些开源软件和社区都是由国外企业主导,上海存在本土企业参与度和掌控度不高,产品迭代优化速度缓慢,社会化参与度不高等瓶颈问题。可见,本市仅仅依靠国外开源服务实现自身场景应用,必然面临“卡脖子”风险。今年1月,美国国会研究服务局已经提出重新审视对中国获得美国“开源技术”问题,并考虑实施出口管制。


究其原因,国内对于开源信息技术领域的重要性认识滞后,开源理论研究不足,实践案例较少。尤其是,对于开源技术的知识产权保护意识不足,制约了开源技术社区的良性发展,如各类代码的软件著作权登记意识薄弱,开源软件许可证管理不足,社群内部没有形成付费使用习惯,对知识产权成果缺乏尊重。


(四)创新应用效益评估与行业信息统计工作缺失,导致发展定位不清

发展工业互联网的一大出发点是为传统企业降本增效、创新协同和未来高质量发展提供保障支撑。因此,对其开展效益评估就尤为重要,也能为发展规划提供决策依据。调研发现,全市各级政府部门、决策咨询部门和公共服务机构都还没有开展体系化的关于工业互联网创新应用效益方面的评估调查。对于本市已经开展的各类工业互联网项目,企业生产运营优化、业态转变、产品服务创新等方面效果对比情况缺少评估。另外,对于全市工业互联网行业信息统计工作做得不够全面,对于行业规模、产值、相关企业数量等很多基础性数据掌握不够充分。


例如,对于《上海市工业互联网创新发展应用三年行动计划(2017-2019年)》等行动计划缺少系统性评估和全面总结,尤其是缺少对现有创新应用的客观评估,这就间接导致“新三年行动计划”中对工业互联网发展的定位方向模糊不清。


(五)工业数据采集难,源于企业缺少共享意愿

工业互联网需要通过人、机、物、系统等的全面连接,才能构建起覆盖全产业链、全价值链的制造和服务体系。数据的互联互通是重要基本环节。本市面临工业数据采集能力薄弱、数据壁垒突出问题,有价值的数据无法共享、流通,无法实现工业互联网功能效益的最大化。调研得知,工业数据在上云、联网的技术层面已经可以实现。数据采集难的根源在于,许多有场景、有数据的企业不愿与工业互联网平台展开合作。企业基于商业利益目的考虑,不愿联通共享工业数据或将自家的工业数据部署到各类传感器中,即使与工业互联网平台开展合作,也寄希望于数据存储在企业的本地系统中。市场上亦缺少第三方机构提供服务,导致工业互联网平台展业过程中数据采集难。


(六)行业缺少复合型人才,产学研体系尚未建立

调研得知,工业互联网行业尤其缺少信息技术与运营管理的复合型人才。从教育培训方面探究原因,发现产学研系统尚未建立。一是高校专业设置缺乏宏观系统考虑,工业互联网人才培育没有与三年行动计划等中长期规划相结合,相关的专业设置乃至学院设置每年都会变化,对于人才培育缺少系统性的考虑。上海高校在面向工业互联网专业领域的课程设置还不成熟,目前还没有以工业互联网为方向的学历专业。二是教材资源不足,缺乏专门用于工业互联网教育教学的系统性教材。根据《工业互联网人才白皮书》的资料显示,截至2020年5月31日,在全国580多家出版社中,没有“工业互联网”专门教材出版发行。三是培训力量薄弱。上海市已经在试点的依托于行业协会、科研机构在开展的社会化培训,缺少教培资质和行业权威性,课程质量不一,导致行业认可度不高。社会上也缺少工业互联网实训平台,学员学习理论知识后无处实践。




六、对策建议

(一)打造有影响力的工业互联网平台

1.龙头企业示范引领。由本市具备行业引领、有实力赋能行业和本市制造业发展的龙头企业牵头,聚焦工业汽车、商业大飞机、船舶制造、航空航天、电气装备等传统优势领域,打造有较强示范效应和影响力的跨行业、跨区域的工业互联网平台,政策上重点支持,集中优势资源,为本市企业全面数字化转型提供有效支撑。


2.培育细分领域平台企业。集中优势资源扶持上海电气、宝信软件等一批具有实体产业背景、具备行业引领潜力的工业互联网平台企业逐步发展成为国内细分领域龙头。鼓励国有企业开展“二次创业”,突破传统国有企业在体制、机制上的约束,给予更大的经营决策权。鼓励龙头平台与细分领域各类中小平台的互惠合作,形成1个大平台+多个小平台的多元化服务模式。


3.参与数字化公共服务平台建设。支持优质央企(中船、振华重工、宝武)、地方重要国企(上汽、电气)、制造业龙头企业(徐工、万向、海尔)、互联网龙头企业(华为、阿里巴巴)参与由上海质量管理科学研究院牵头打造的“工业互联网(两化融合)数字化公共服务平台”建设,为中小企业数字化转型提供低成本、可租赁的服务咨询方案。


(二)设立专门研发企业,集中力量实现核心技术突破

将实现工业互联网关键领域技术创新研发作为上海未来发展的核心竞争力,依托上海人才、资金优势和良好的营商环境,谋划工业软件、平台系统等核心关键技术领域的国产化问题。建议由市政府牵头,通过市国资委发起设立,引入国内知名软件开发企业注资,持续投入各项资源,重点打造一家聚焦数字化转型核心技术如工业软件研发的企业。由该企业主牵头社会各界资源,不以短期盈亏为导向,持续进行研发投入,努力推广工业软件的国产化应用。


(三)打造开源创新生态系统,加强知识产权保护力度

1.建立上海开源组织和社区。大力提倡建设开源开放的生态系统,培育10万人以上规模的应用开发者群体,积极主动与国内外知名开源社区互联打通,形成国际工业互联网开发生态网络关键节点,加强“软实力”建设,助力工业互联网行业健康发展。


2.设立“上海工业互联网开源基金会”。由政府主管部门牵头组织协调,由国有投资机构作为发起方,联合其他知名专业投资机构共同出资发起设立“上海工业互联网开源基金会”。在组织模式和服务功能上学习美国Linux、Apache基金会方式,设立定向基金筹集资金,从基础设施、扶持计划两方面定向支持工业互联网等专业领域的开源项目,对各业工业互联网产品进行投资支持和孵化。


3.建立健全开源技术标准和规则。通过制定软件版本发布等规则,推动工业互联网领域开源软件的国际规则互认,制订推广开源领域相关标准和协议,提高国际话语权。提供源代码管理、代码审查、问题追踪、通信基础设施等基础设施服务。搭建全球营销和宣传服务平台,吸引更多的开发者和用户加入开源社区,贡献智慧力量。


4.加强开源技术知识产权保护。加大开源社区知识产权保护工作力度,坚持行政保护、司法保护与社会治理相结合方式,依托市、区两级知识产权联席会议,组织、指导和监督开源社区内部知识产权保护工作。1.行政保护方面,1)基于《知识产权法》、《计算机软件保护条例》、《上海市知识产权保护条例》等法规基础上,适时出台《上海开源社区运营管理办法》,规范社区治理。2)鼓励专利授权给开源社区使用,避免恶意抢注和私有化行为。结合政务服务“一网通办”、城市运行“一网统管”平台,鼓励软件登记,实现知识产权相关事项办理一次登录、全网通办的便利性。3)选用要求较为严格的开源软件许可证,并且严格遵守许可证的要求规定。可借鉴国外较为成熟的开源许可证模式,如GPL、BSD、MIT等,明确规定许可证和被许可者的权利和义务、明确专利的许可授权、明确导致许可协议终止的情形以及各方当事人的责任分担等。2.司法保护方面,1)建立开源社区知识产权保护的行政执法和司法保护衔接机制,在违法线索、监测数据、典型案例等方面的信息互通共享。2)建立纠纷调解协议方面的司法确认机制,主动化解纠纷矛盾。3)积极推进繁简分流、在线诉讼等方式,提高开源社区领域知识产权案件的审判效率。3.社会治理方面,加强知识产权保护法治宣传工作,定期编制本市知识产权保护白皮书和典型案例。开源社区组织管理者加强自律管理,推动建立行业服务标准,及时处理相关知识产权纠纷,维护社区研发人员的知识产权合法权益。


(四)开展创新应用效益评估,建立行业信息统计制度,摸清赋能底数

建议对全市已经开展的各类工业互联网项目实效性进行一轮全方面的专项评估,检验工业互联网领域各种政策目标是否具有实效性。加强工业互联网产业链终端制造企业的发展监测和数据统计,启动工业互联网产业年度摸底调查,对工业互联网赋能本市传统企业的真实效果形成客观清晰的认识,详细对论证各项政策举措对应的效果情况。


建立行业信息数据统计管理制度,定期开展行业信息数据的采集、分析和评估,对全市工业互联网领域内的平台企业数量、产业规模、客户数量、从业者数量等信息开展调查统计,构建全市工业互联网产业地图,定期向社会公布统计结果。


(五)建立工业大数据中心,打破行业数据壁垒

由市政府牵头推进工业企业、钢铁、高端装备等重点产业的行业性工业互联网服务平台建设,依托政府公信力作为背书,采用行政管理措施要求相关重点行业企业向服务平台对接数据,建立起工业数据传输存储功能的公共平台。在该行业平台运营成熟的基础上进一步筹备建立统一的工业大数据中心,实现工业数据的流通、整合、运算等功能,保障全市重点行业工业数据的安全高效运行。


(六)完善学科建设,建立公共培训服务平台

1.完善工业互联网学科设置。市教育主管部门支持地方各高校申报工业互联网相关的二级学科,鼓励高校开设相关专业,引进一批工业互联网高水平研究型、应用型专家为高校学科建设赋能。


2.建立工业互联网公共培训服务平台。由人社部门牵头组织实施“工业互联网基础人才专项培养计划”,组织高校、企业、培训机构、行业联盟/协会参与,建立面向全市企业职工的工业互联网公共培训服务平台,共同建立一套标准化、专业化、多层次的培训课程体系,完善培训教育与考核过程,将培训教育与职称评定有效衔接起来。


3.建立一批优质实训基地。鼓励本市有条件的企业建立一批优质的实训基地,采取财政补贴等形式,鼓励各类企业开放实践渠道,吸引在校学生、在职人员参与实训的机会,将实训基地打造成为广大职工学员夯实技能,用人单位挖掘优秀人才的平台。

原文标题:上海工业互联网领域发展瓶颈与对策研究,刊载于《上海商业》2022年2月刊,P28-33。