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于明 | 關于我國工業互聯網創新發展的戰略思考
發布日期:2020-03-27 信息來源:中咨研究 訪問次數: 字號:[ ]

【摘要】如何發揮制造大國和網絡大國的優勢,重塑中國制造的競爭力,是制造業強國戰略的重要課題。本文分析了工業互聯網的發展特點及其對制造業高端化的支撐作用,提出了我國依托工業互聯網構筑制造業國際競爭新優勢的措施建議。

當前,我國經濟正在從高速增長向高質量發展邁進,數字經濟與實體經濟融合并呈現出快速發展的趨勢,制造業新生態迅速興起。國家深入推進制造強國戰略,相繼實施了工業強基工程、重大短板裝備專項工程、工業互聯網創新發展工程等一系列重大工程。工業互聯網是生產領域的一次革命,將新一代信息技術與工業領域全方位深度融合,充分發揮我國制造大國和網絡大國的優勢,成為促進經濟發展的重要支撐力量。在此形勢下,需要抓住機遇,加快構筑制造業競爭新優勢。

一、工業互聯網為全球范圍內產業融合發展帶來了新機遇

從全球看,各發達國家均以制造業為核心,推進智能制造,并擴展到實體經濟。全球工業互聯網市場持續保持活躍的創新發展態勢,各國圍繞標準、平臺、技術、應用、產業等進行全方位競爭,以搶占技術創新的制高點。例如,美國2018年發布了《美國先進制造業領導力戰略》,德國2019年發布了《德國工業戰略2030》。根據預期,全球市場年均復合增長率將超過30%。世界主要國家和地區工業互聯網發展形勢總結如表1所示。

表1 世界主要地區工業互聯網發展情況

根據中國信息通信研究院2020年3月發布的《工業互聯網產業經濟發展報告(2020)》,2018年、2019年我國工業互聯網產業經濟增加值規模分別為1.42萬億元、2.13萬億元,占GDP比重分別為1.5%、2.2%。預計2020年,我國工業互聯網產業經濟增加值規模約為3.1萬億元,占GDP比重為2.9%,對GDP增長的貢獻將超過11%。

圖1 我國工業互聯網產業經濟增加值預測(單位:萬億元)

數據來源:《工業互聯網產業經濟發展報告(2020)》

我國已經把工業互聯網發展上升到國家戰略的高度,黨中央、國務院統一部署,落實產業扶持政策支持工業互聯網發展,在產業扶持政策、產業聯盟建設、試點示范工程等方面取得了顯著進展。國務院出臺了《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》等一系列政策支持工業互聯網的發展。工業和信息化部(簡稱工信部)多措并舉,加快推動工業互聯網發展,不斷完善政策體系。先后發布了《工業互聯網APP培育工程實施方案(2018-2020年)》《工業互聯網網絡建設及推廣指南》等細化政策,并組織實施了工業互聯網創新發展工程、百萬工業APP培育、百萬工業企業上云等重大工程[1],工業互聯網產業聯盟發布了《工業互聯網體系架構2.0》,以加快推動建立我國工業互聯網建設進程。

二、工業互聯網已經成為推動制造業高端化發展的有效手段

(一)我國制造業長期處于價值鏈中低端的局面有待改變

我國制造業經歷了改革開放40年,獲得了高速發展,但中低端產品利潤率低、高端產品相對缺乏,長期處于產業價值鏈中低端的局面有待改變。

一是我國制造業大而不強、利潤率偏低的問題十分突出。我國作為世界制造大國,但優勢主要體現在附加值較低的單一的制造環節上,處于受支配的地位,制造業利潤率、自主創新能力、關鍵核心技術、高端產業占比始終偏低。2018年我國制造業增加值約占世界的30%,規模世界第一,但是企業平均利潤率低[2],制造業大而不強問題突出。在2019中國500強企業高峰論壇上,工信部王江平副部長表示,中國500強企業中,制造業企業有244家,占總數的48.8%,體現了制造業大企業在我國經濟發展中的貢獻。我國制造業企業的平均利潤僅為2.59%,低于500強的4.37%,更遠低于世界500強企業的6.57%。

二是我國在制造業高端領域缺少自主產品和品牌。全球的發達經濟體中,均存在具備全球競爭力的制造業核心產品,例如,美國的芯片產業、荷蘭的高端光刻機、日本的汽車產業、瑞士及以色列的精密儀器等。國際知名品牌方面,美國有通用、思科、艾默生、霍尼韋爾,德國有西門子、博世、施耐德,日本有日立、豐田、東芝、三菱、NEC。而我國本土培育的骨干制造業企業較少,品牌數量不多,在制造業高端領域缺乏具有國際競爭力的自主品牌,骨干企業的智能制造技術水平有待提升。

三是受限于研發投入,關鍵共性技術創新不足。改革開放以來,中國制造業依靠人口紅利、成本優勢和規模優勢,承接制造業產業轉移,通過引進生產線和技術參與到全球制造業價值鏈中。但是我國整體研發投入和發達國家相比,嚴重偏低,關鍵共性技術創新不足。根據國家統計局、科技部、財政部發布的《2018年全國科技經費投入公報》,2018年全國研究與試驗發展(R&D)經費為19677.9億元,其中基礎研究經費為1090.4億元,首次突破千億元大關,占R&D經費比重為5.5%。對照美國、英國、法國等發達國家,基礎研究經費占R&D經費比重則達到15%~25%。

四是我國制造業發展面臨外部競爭態勢日益嚴峻。一方面,我國制造業低成本等傳統比較優勢逐漸喪失,中低端制造業向成本更低的東南亞、非洲國家轉移;另一方面,美國、德國等制造業強國積極推進高端制造業創新發展,實施“再工業化”戰略。這使得我國制造業面臨“雙向擠壓”,且2018年3月開始的中美貿易爭端,美國阻撓中國高端制造業發展的意圖明顯。面對復雜的競爭環境,我國必須以創新為手段,大力支持先進制造業發展,加快制造業高質量發展的進程。

(二)工業互聯網成為制造業高質量發展的有力支撐

一方面,工業互聯網作為新興產業,推動了工業、IT、通信等領域的融合。我國既是制造大國也是網絡大國,良好的產業基礎和巨大的市場需求為工業互聯網深入應用提供了良好的條件。隨著我國工業互聯網技術應用創新加速,供給能力大幅提升,5G、全光纖網絡、軟件定義網絡等技術深入應用,工業互聯網在整合創新要素方面的作用不斷顯現。據麥肯錫研究報告顯示,工業互聯網在2025年之前每年將產生11.1萬億美元的收入。全球知名咨詢公司埃森哲預計,到2030年,工業互聯網將產生14.2萬億美元的經濟增長[3]。在國家政策的推動下,我國工業互聯網平臺數量增長較快,行業覆蓋領域日益完善,出現了若干具有區域、行業影響力的大型工業互聯網平臺,主要分為制造類企業平臺和ICT企業平臺兩種,如圖2所示。

圖2 我國主要工業互聯網平臺地域及種類占比分布圖

數據來源:《工業互聯網白皮書(2019)》

另一方面,制造業骨干企業以工業互聯網為手段推動企業向智能化、柔性化轉型升級。工業互聯網通過工業領域的智能化、柔性化,助推先進制造業的發展,并且能夠有效帶動產品制造領域的產品高端化。數控化覆蓋率低是國內裝備的基本現狀,通過部署工業互聯網,構建數字工廠,對生產過程的數據如生產加工過程、物料管理、物流運輸等環節進行建模,通過大數據分析優化生產管理流程,可以有效提高加工精度和生產過程的穩定性。近五年,我國工業互聯網市場復合年增長率約為18%,海爾、美的等制造業骨干企業都在以工業互聯網為手段推動企業轉型升級。海爾應用具有自主知識產權、用戶全流程參與的工業互聯網平臺,由大規模制造變為大規模定制,不入庫率已達71%,即71%的產品在生產之前就鎖定了用戶,從生產線上直接可以送達用戶。美的工業互聯網平臺正在國內80%~90%以及海外30%~40%的工廠中推廣,客戶多達20多個行業,數量超過150家。

國內骨干企業工業互聯網創新方向分為產品、生產與運營、商業模式和組織管理體系四個類型,如表2所示。

表2 國內企業主要工業互聯網創新方向

 

航天云網、石化盈科、用友、阿里、華為、樹根互聯、浪潮、寶信、紫光、海爾、東方國信等平臺起步較早,華能、北汽、浙江中控等行業領先企業也相繼推出了平臺產品。許多大型制造企業如徐工、TCL、中聯重科、富士康等剝離和整合內部相關資源,成立了專門布局工業互聯網領域的獨立運營子公司。我國工業軟件市場份額分布如圖3所示。

圖3 我國工業軟件市場份額圖

數據來源:《工業互聯網白皮書(2019)》

三、我國工業互聯網發展尚需補齊短板

我國制造業生產實踐中仍然存在著一些亟待解決的問題,主要集中在網絡平臺、應用模式、信息安全、標準規范等領域。網絡平臺方面,我國在工控系統、高端工業軟件等領域存在短板,導致工業互聯網平臺在工具開發、數據采集與傳輸、應用服務等方面存在應用領域較為單一等問題。應用模式方面,工業互聯網主要應用于工業生產,對技術的穩定性、安全性和可靠性要求較高,需要結合大數據分析,實現生產與消費的有效對接、按需制造和定制化生產,我國工業互聯網應用模式仍在探索中。信息安全方面,安全技術和安全意識均有待提升。標準規范方面,作為新一代信息技術與工業深度融合產生的新領域,工業互聯網的標準體系架構有待完善,各主要工業行業數據尚未建立統一的標準和規范,即使在信息安全范圍內也無法實現互聯互通。

四、系統推進工業互聯網創新發展戰略的措施建議

根據前文分析,在當前取得的發展的成效之上,進一步系統推進工業互聯網創新發展,重點要做好以下幾個方面的工作:

一是構建融合發展機制。發揮產業政策作用,支持技術創新,統一標準,打造良好的發展環境。目前工業互聯網在部分工業領域已經初步開展應用,如石化、裝備制造、電子信息、冶金、航空航天,促進了信息與通信技術企業與制造企業針對不同的工業場景進行技術協同,從而把信息與通信企業的技術優勢和制造企業在細分行業的專業知識進行結合,在質量優化、生產過程管理、供應鏈協同等方面形成了一系列融合應用。在此基礎上,行業主管部門應充分發揮引導作用,推動工業互聯網聯盟、工業領域行業協會、骨干企業、科研院所形成協同創新局面,建立融合發展機制,滿足產業鏈上下游協同發展需求。

二是強化政策資金支持引導。財政方面,設立產業發展基金、產業創新基金、產業引導基金、產業風險補償基金,引導社會風險投資基金投向工業互聯網領域。政策方面,落實產業政策,用好固定資產加速折現、企業研發費用加計扣除、軟件和集成電路產業企業所得稅優惠、小微企業稅收優惠等政策。金融方面,鼓勵工業互聯網企業開展股權融資,鼓勵銀行、金融機構擴展產業鏈金融服務范圍,創新信貸產品,鼓勵保險機構針對性的擴展保險服務,共同支持產業發展。

三是完善工業互聯網安全體系。2019年7月26日,工信部、教育部等十部委聯合發布了《加強工業互聯網安全工作的指導意見》,提出了7大任務、17項重點工作和4項重點保障舉措,為開展工業互聯網安全工作提供切實可行的指引。我國工業互聯網聯盟專門設有安全組,自成立以來,在標準研制、實驗驗證、產業推廣、國際合作方面已取得多項成果。工業互聯網聯盟還發布了一系列工業互聯網安全產業報告,如《工業云安全防護參考方案》《中國工業互聯網典型安全解決方案匯編》《工業互聯網安全威脅態勢報告》《工業互聯網安全框架》等。主管部門和行業組織應發揮作用,保護工業互聯網知識產權、完善工業互聯網數據標準和行業標準,構建工業互聯網安全體系,針對網絡設備、控制系統、網絡平臺和信息數據建立多層次、全覆蓋的安全保障系統,并積極參與國際標準的制定,增強國家話語權。

四是樹立行業標桿形成示范效應。國家積極推進工業互聯網產、學、研、用協同發展,在工信部的指導下,工業互聯網產業聯盟逐漸發展壯大,成員數量達到1460家,涵蓋工業、信息通信業、互聯網等領域,并且從工業互聯網頂層設計、技術研發、標準研制、測試床、產業實踐、國際合作等多方面開展工作,發布了工業互聯網白皮書、工業互聯網平臺、測試床、優秀應用案例等系列成果。可以進一步在重點工業行業和關鍵領域,支持智能制造試點項目的建設,支持行業骨干企業先行先試,將成功經驗向全行業推廣;以骨干企業為核心,逐步帶動產業鏈上下游企業共同布局,推動工業互聯網規模化的應用,促進工業互聯網與各行業的聯動發展;鼓勵一批制造業企業進行制造業升級的試點,逐步完善產業鏈條,建立產業聯盟,通過技術和管理模式溢出,帶動產業鏈升級。

五是加快人才隊伍建設。目前,工業技術和信息技術的跨界融合高端人才相對缺乏,制約了工業互聯網創新發展。在產業發展的過程中,應鼓勵企業與高校、科研院所、技術培訓機構共同開展人才實訓與交流,著重培養科技領軍人才、信息技術人才、應用創新型人才、工程技術人才和復合型人才。在人才培養上要充分發揮協同作用,形成創新發展合力,協助打通科技成果的產業化渠道,為產業發展提供不同領域、不同梯級的人才。

六是支持開展國際合作。在主要發達國家的推動下,全球工業互聯網關鍵技術加速突破、基礎支撐日益完善,在此形勢下,我國工業互聯網應廣泛開展國際交流與合作。一方面,在政府層面積極開展溝通對話,加強在工業互聯網各領域的技術成果交流、標準規范制定、人才交流互訪,參與建設國際工業互聯網標準體系,提升我國在世界范圍內的影響力;另一方面,在企業層面,要加強與國外企業的協作,以新技術為依托,拓展產品價值,提高生產效率,提升供給與需求精準匹配的能力,提高企業國際競爭力,拓展產業發展空間。通過建立和完善多層次的國際合作機制,推動我國參與到全球工業互聯網協同發展的大格局之中。

五、結束語

我國制造業正處于發展方式轉型和新舊動能加快繼續轉換的關鍵階段,發展工業互聯網、加速產業高端化發展、構筑國際競爭新優勢,對我國制造業而言具有緊迫性。工業互聯網能夠通過運用先進智能控制、云計算等技術,提升自動化、智能化和柔性化水平,并且可根據客戶需求進行個性化定制化生產,有效節約成本、提升效率。依托工業互聯網發展先進制造業,推動傳統產業轉型升級,已成為我國提升制造業核心競爭力、實現工業由大到強轉變的必要舉措。

【參考文獻】

[1] 《打造工業互聯網 推動中國經濟高質量發展》,《中國電子報》,2018(12)

[2] 張文絞:《中國制造業如何走出“利比紙薄”》,《決策探索(上)》,2019(10):40-41

[3] 阮曉東:《工業互聯網布局與路徑》,《新經濟導刊》,2018(04):56-60




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