工业互联网对中国制造业的赋能路径研究

张振

（海尔卡奥斯物联生态科技有限公司，山东 青岛 266011）

0 引言

我国制造业正面临转型发展的关键时期，“互联网+”理念的提出对制造业发展提供了新的机遇与挑战。越来越多制造企业引进数字平台、数字技术，依托大数据实现制造模式转型升级，实现互联网赋能。工业互联网实现了传统制造业的价值重构、智能转型，在产品研究、设计、制造、销售等各个环节，都进行了要素重组。其中，大数据技术、智能控制技术发挥着不可替代的作用，其对制造业的赋能主要体现在增加了制造行业的生产潜力，激发了企业的生产动力，为社会供给侧改革奠定了基础，有效解决了我国社会供给与需求之间的矛盾。

1 工业互联网对制造业的赋能路径

1.1 赋能机理

工业互联网将数字技术与工业生产融合，借助数据的重构功能，实现制造业全要素升级，从产业链、资源链、价值链上进行配置优化，破除传统制造业壁垒。互联网对制造业的赋能机理体现在三个维度，分别是价值、业务、技术支撑。

从价值角度上看，工业互联网将数字技术作为生产要素驱动力，引进自动化设备、构建数据交流平台，将新产品、新技术应用到企业生产、销售中，实现多链条协作发展。从技术上看，制造企业引进数字化设备、设计APP，将5G技术融入制造业升级中，构建服务模型、数字模型，为企业生产、制造提供了决策依据。从业务上看，将数字技术应用到生产、推广、销售等各个环节，打破了原有的制造与销售边界，实现业务整合[1]。

1.2 赋能路径

智能化、个性化、网络化是工业互联网赋能制造业的主要方向。赋能是一个过程，需要经历多个阶段，最后完成智能化制造。比较传统的方式是将数字技术应用到生产过程、管理过程中，将数据作为发展依托，实现组织结构优化、生产管理升级。下一个阶段则借助网络数据技术实现跨领域资源整合，实现业务转型升级，将原有的资源融合，实现业务范围全覆盖。最终阶段是动态化、协同化发展模式，实现制造业内部集成，做到全业务智能化，实现数据技术、智能生产、业务融合，引入机器设备对生产、制造、销售系统进行调度指挥[2]。

2 工业互联网赋能对制造业的影响

2.1 产业链平台化

工业互联网的共享机制使得产业链之间连接更加紧密，企业在供应商以及客户的选择上更加灵活、自由。基于平台的生产交易构建了多对多的产业关系，平台成为企业沟通的主要渠道，对企业之间的数据进行汇聚、分析，依照互联网规则进行企业匹配。

从企业功能上分析，工业互联网使得企业功能呈现出模块化的发展趋势，企业可以围绕核心业务进行模块设计，在产业链上与其他企业进行积极交互，实现同一个生产服务的多个企业之间协调合作。

考虑到工业互联网赋能对制造业造成的影响，企业逐渐实现产业链的平台化，实现了小范围的企业汇聚，在生产供需上更加灵活。企业的抗风险能力在此模式下不断提升，分散、灵活的供应链为企业生产制造提供了更多的可能性。企业可以基于平台中的企业选择与其他企业进行生产合作，规避传统生产交易过程中单向联系的风险。

2.2 生产数字化

工业互联网态势下，企业积极引入互联网信息技术，实现生产流程的数字化，相比较传统的制造业而言，其在产品生产过程中由人工进行数据记录，受人力因素影响，无法对其进行数据整理以及归纳。工业互联网将数字基础设施作为数据记录以及过程观测的基础，在生产制造线上设置相应的感应器、摄像头，辅助应用数据通信设备，实现对生产流程的数字化。

传统的制造业以人工方式进行，操作人员需要具备相应的技术经验。基于工业互联网的赋能，能够将生产经验“具象”化。企业制造生产过程中应用数字化设备对生产数据进行收集、整理、分析，将其转化为生产知识，减少了人力成本投入，简化了原本的师徒技术传授过程，提高了生产效率。

工业互联网对制造业的赋能体现在产品创新上。企业在数字化生产流程以及具象化生产经验的过程中，利用大数据技术计算出最优解，对数据进行优化设计，使得制造企业可以依据数据计算结果进行生产创新以及生产流程规范，改良现有的生产活动。

3 中国制造业创新发展策略

3.1 个性化定制

个性化定制尊重消费者的个性化需求，将产品生产与用户需求有机连接，整合原有的业务系统。在此，制造行业将互联网平台作为需求反馈系统，采用模块化、智能化的制造模式，用户可以通过平台反馈自己的需求，由客服接待，了解用户的实际需求。个性化定制服务的提出将顾客和用户作为主体，将互联网平台作为载体，了解用户的多样化需求，促进生产与销售。除与客户的纵向交互之外，云计算技术、大数据技术的柔性化特征也可以实现企业与企业交互，实现制造资源整合，基于平台的企业与用户之间的交流，可以通过大数据的算法实现搜集、整合、分析网络用户需求信息，大数据系统自动排单，将需求指令下发到生产线上，满足用户的个性化制造需求[3]。

目前，个性化定制在我国很多行业中得到广泛应用，服装定制、家电定制、建筑装修等领域均已经开设个性化定制模块，真正地实现了按需设计、按需制造。例如，欧派家居打造了一种智能橱柜，按照用户装修风格、屋顶高度、厨房空间位置等进行个性化设计。欧派家居构建大数据需求平台，将用户需求反馈至互联网平台，对产品进行重新设计、制作，将成品运输至各地区的实体店内。欧派家居整合线上和线下资源，通过与用户持续的交流，转变消费者的属性，按照消费者对橱柜的尺寸、参数、颜色、材料等需求进行制造，将消费者作为中心。目前，欧派家居打造的个性化定制链条已经覆盖我国28个省份的254个城市。在互联网的赋能下，实现制造业的转型升级，可以为消费者提供个性化服务。大部分传统制造业逐渐向数字化方向发展，依托数据平台的展示功能为消费者提供个性化服务。尚品宅配依托互联网平台对产品进行展示，将用户反馈的需求进行整合分析，根据用户提出的实际需求，对产品进行区域更改和再设计，创造符合大众需求的产品。

3.2 协同制造模式

协同制造模式是一种新型的制造系统，将云计算技术、信息技术融合到产品的生产制造之中。围绕制造企业的产品内容，对产品研发、生产、管理等环节进行整合，实现企业生产管理系统的全方位互联，提高产品研发和设计环节的价值链条。互联网赋能下的制造业协调制造与传统的协同模式不同，传统协同模式在生产车间内，空间范围较小，互联网赋能制造业突破了空间与时间的限制，将资源、客户、生产等集成在共享平台上，实现生产过程的协调，跨越了供应链，实现了真正的协同生产[4]。

协同制造模式基于网络的发展而实现，降低了成本消耗，实现了资源优化配置以及制造业的产业化转变。目前，我国已有很多大型制造企业构建协同制造系统，聚焦共享生产要素，实现资源优化配置，将产品研发、生产设计、销售等进行全方位互联。例如，航天集团设计开发的云制造系统真正实现了协同制造，该系统以网络化为基础，将制造所需的材料进行优化，实现采购过程的全流程服务，将制造能力与协同能力进行优化，实现全流程服务，具体内容如图1所示。

图1 协调制造系统设计

图1展示了航天企业所打造的网络协同制造系统，将材料采购、产品制造、项目打造等内容进行协同关联，打造以制造为核心的产业集群，实现业务流程优化，资源配置升级。协同制造模式是工业互联网对制造业的赋能，并不是所有制造行业均具有适用性，其在航天、机械等产品制造中的应用效益较高。我国C919型号飞机的制造就是使用网络化协同制造系统，将国内外设计商、工程师、供应商、制造商等纳入在系统平台中，实现跨空间、跨领域的协同制造，最终完成飞机产品的设计以及制造。

3.3 智能化生产

智能化生产应用互联网数据传输技术，通过编制程序代码的方式实现对生产机床的智能化控制。传统制造业应用人工控制、人工制造的方式生产产品零件，组装产品。工业互联网赋能将原本人工化的制造流程数字化，搭建产品模拟平台、模型构建平台，实现对生产流程、生产产品的数字化构建。系统运行具备数据采集、数据分析、自动制造、优化设计等功能，并可以对整个制造过程、生产过程进行实时监控，辅助应用传感器设备实现对制造隐患的分析，达到智能化制造生产的目标[5]。

智能化生产模式下，代码程序是控制制造流程的核心，通过软件控制功能实现产品设计、优化。智能化生产将控制链条融合在各个阶段、各个环节，实现整个流程的优化，减少了人员在制造环节中的操作，实现了制造资源的科学配置。例如，富士康集团设计的工业互联网智能制造系统，该平台设计应用了大数据技术、云计算技术、传感器技术等，辅助配置交换机、传感器、单片机等硬件设施，建立以制造为核心的智慧平台，形成了产品的数据分析、处理，可以对产品进行智能化制造。智能制造系统的功能如表1所示。

表1 智能制造系统的功能

3.4 服务延伸化

工业互联网赋予了制造业服务功能，使制造业的产业界限更加模糊，实现向服务化的延伸。在产品上添加智慧模块，将产品连接到互联网系统上，对产品进行运营、管理，赋予其自动化功能，赋予了产品更多数字价值，提供更多的智能服务。传统制造业在转型升级期间探索如何赋予产品智能功能，产品除具备传统的使用功能之外，还需具备自动作业、自动操作功能[6]。

比较常见的智能家居系统、智能冰箱、智能窗帘、自动洗碗机等产品具备自动升级、自动作业等功能。制造业在生产智能产品的过程中将生产制造所需的元素整合，搭建优质互联网平台。例如，海尔卡奥斯打造的工业互联网平台可以实现对数据的搜集、分析，实现设备故障监测、运行状态识别。企业赋予了产品数据采集与分析功能，企业制造的电梯产品在运行过程中可以向系统反馈运行数据，企业设计的自动化控制系统可以对数据进行分析，一旦产品发生故障，可以反馈故障信号，分析故障区域以及原因，维修人员可以根据反馈的信息进行故障维修。服务延伸化以更加精准的产品制造为节点，赋予产品更多的智慧功能，提供更加优质的服务。目前，基于物联网技术的智慧产品制造已经十分广泛，其在我国各个行业、领域中得到应用，制造业更加倾向于智能服务设计，以占据市场，提高市场竞争力。

4 结语

综上所述，工业互联网的发展对于传统制造业而言，既是机遇，也是挑战。想要实现内部生产要素重构，加快企业内部信息化、数字化建设尤为重要。很多企业借助互联网的服务延伸、智能生产、个性化定制等功能，实现了对制造模式的赋能，降低了生产成本，增加了生产效率。目前，除中国外，其他国家也在积极建设互联网平台，挖掘其在工业制造领域中的应用潜力。随着国际竞争的日益激烈，工业互联网的信息挖掘对于提高国际竞争力有着积极作用，我国必须加紧基础设施建设，实现工业互联网对制造业的深度赋能，提高国际竞争力。