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内容摘要：上海是我国工业互联网技术和应用的主要发源地之一，在工业互联网技术研发、标准制定、产业基础、配套设施等诸多方面都居国内领先地位，具备了一定的先发优势。在技术变革加速的新形势下，如何破解工业互联网发展的瓶颈是需要深入探讨的问题。本文从整体维度构建上海互联网发展框架，提出未来上海工业互联网发展的主要举措。 织梦好，好织梦

关键词：工业互联网 发展思路 上海

上海作为国内信息产业高度发达的地区之一，具有发挥市场规模优势快速推进工业互联网的普及和高速增长的可能性。主要表现为：技术研发起步早、互联网基础设施齐全、无线通信网络和宽带覆盖率高、产业配套体系完善、人才优势明显，在数字内容、信息家电、移动通信等发展处于领先水平。为此，上海市发布了《上海市工业互联网创新发展应用三年行动计划(2017-2019年)》，为下一步制造业转型升级、智能制造发展提供了有力的抓手。

一、上海工业互联网发展阶段分析 copyright dedecms

在新一轮科技革命和产业变革中，制造业将朝着数字化、自动化、智能化、网络化方向发展，互联网和物联网向工业领域的渗透将是不可逆转的趋势。从全国层面看，我国制造业处在“2.0补课、3.0普及、4.0示范”的多进程并行发展的复杂阶段。通过分析德国工业4.0和美国工业互联网的发展理念可以发现，德国工业4.0注重从制造业本身出发，利用信息技术等手段“自下而上”的改造制造业；而美国工业互联网则注重基于CPU系统、软件、互联网等信息技术，运用大数据、物联网等工具“自上而下”重塑制造业。这种发展理念的差异源于自身发展基础的不同：德国拥有实力雄厚的传统工业基础，而美国在互联网、信息技术方面的发展处于全球领先的地位。对比分析我国制造业的发展基础，不仅在自动化、数字化、网络化、智能化等方面均落后于德国与美国等工业发达国家，还需要解决产品质量提升、强化工业基础能力、制造业升级转型等基本问题。因此，要实现我国制造业转型升级，需要实施“边追赶边发展”的战略，最终达到具有国际竞争力、符合中国发展特色的“工业互联网”水平。从上海层面看，作为我国制造业发展的龙头，已经具备发展工业互联网的基础和实力。上海制造业发展已经初步实现高端化、集约化、服务化的发展趋势，发展质量和效益水平也在全国保持领先，在产业基础、关键技术、生态体系等方面具备发展工业互联网的比较优势。如上海制造业两化融合整体水平较高，汽车、装备、电子信息、航空航天等产业链配套齐全，物联网、工业互联网、大数据、工业云等领域一批产业联盟相继成立并发挥重要作用。目前上海已经在集成电路、生物医药、海洋装备、航天航空等领域取得重要突破，并且在部分主导和支柱产业出现发展工业互联网的基础条件。比如，芯片制造行业的部分制造环节已经具有数据分析的能力。在这一背景下，上海制造业转型升级的目标就是要以大数据、物联网、人工智能等新技术为手段，追求更高的产业效率，并为全国制造业的转型升级提供重要的支撑。

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二、上海发展工业互联网需要着重解决的问题 内容来自dedecms

面对整个产业的发展趋势和竞争态势，上海要想把握技术发展的主动、占据产业链条的高端，实现整个工业体系的提质增效，就必须切实解决缺乏关键技术这个根本性的制约问题，唯此才能掌握发展的主动权，跳出“引进外资——产品仿制——价格竞争”的跟随路径，避免“外资控盘”、“以市场换技术”问题的重演，把发展的可能性转变为领先的必然性，为“中国制造2025”战略的顺利推进打下坚实的基础。鉴此，上海在工业互联网发展中还存在以下不足： 织梦好，好织梦

(一)必须解决企业升级动力不足问题 织梦好，好织梦

上海制造业目前正处于爬坡过坎、转型升级的关键时期，然而企业转型升级的意识并不强烈，自主创新能力严重不足。究其原因，一是上海制造业贸易产品大多处于全球价值链低端，重点产业嵌入全球价值链深度不够，在工业软件、信息基础设施、工控安全等相关领域缺乏自主核心技术和产品，提升全球价值链缺乏核心竞争力，整体上还未形成清晰的行业竞争战略。二是受外部发展环境复杂多变和自身结构调整等影响，近年来，上海工业增速明显降低，产业空心化趋势日趋严重，表现为工业投资持续下滑，产业规模不断萎缩，产品质量水平严重滞后于规模的增长。失去制造业的发展基础，基础支撑领域的自主创新就成了无源之水、无本之木。三是工业互联网应用的市场原生动力不足。“政府买单”的公共安全、管理和服务类的应用是当前上海物联网/工业互联网的主体，占到应用总量的70％-80％，行政指令或管理措施成为市场的风向标，吸引产业聚集。尽管这种依赖于政府的发展模式，在产业发展的初期可能起到较为明显的促进作用，却不具备可持续性发展的源泉。从长远角度，发展工业互联网产业需要建立在市场化的前提下，赋予企业完全的市场主体地位，鼓励企业通过创新赢得市场竞争优势。 内容来自dedecms

(二)企业对工业互联网缺少顶层设计和整体规划 copyright dedecms

工业互联网应用的大部分场景与行业特性相关，标准先行决定了工业互联网能否大规模应用。目前企业普遍存在数据系统无法连通和不愿连通两方面的问题：许多信息化发展较快的行业，由于在前一轮信息化过程中，整个行业缺乏顶层设计和整体规划，导致各个行业的标准体系、信息采集终端和应用管理平台带有很强的行业封闭性，与外部网络的互连互操作性差。而更多的行业出于信息保密等原因，不愿开放内部资源，也不愿采用第三方信息系统，无法纳入到工业互联网框架。对此，需要从一开始就加强工业互联网的顶层设计，规范数据接口、通信协议等标准体系规划，为互联互通打下坚实的基础。 dedecms.com

(三)核心技术和产品的瓶颈必须突破 copyright dedecms

芯片制造、操作系统平台、高端传感器、工业互联网平台等关键性的技术和产品是整个产业发展的基础和核心，没有这些关键性的技术和产品，中国的智能制造产业将只能是无本之木、无源之水，不可能确立核心的竞争力。因此上海作为中国曾经的制造业龙头，必须突破这些瓶颈的制约，为中国智能制造产业的长远发展奠定坚实的基础。

(四)开放共享合作的创新生态体系有待形成 内容来自dedecms

打破行业壁垒是推进工业互联网的前提和基础。目前，支撑跨企业协同和组织创新的公共平台、面向全产业链和产品全生命周期的综合性解决方案较为缺乏，复合型、创新型人才(如CIO)制度及社会支撑体系尚未建立，搭建平台、抢占先机，已经成为市场的共识。实施平台战略的关键是要确立一个使产业链各方满意的盈利模式，实现投入产出的良性循环，建设一个开放共享的创新生态体系，是当前重点需要解决的问题。 内容来自dedecms

(五)工业互联网的安全问题亟待关注

安全问题来自两个方面，一方面从工业互联网本身来看，工业互联网的发展意味着工业控制系统将更加复杂化、IT化和通用化，不同工业控制系统互连互通，内部将越来越多采用通用软件、通用硬件和通用协议，这将增加信息安全隐患。比如最基本的频率规划就是典型问题。当前国际上在UHF频段的RFID技术主要使用430MHz左右和860～960MHz两段频率。但在我国430MHz频段属于专用频段，现阶段开放此频段的RFID业务的条件不成熟。860～960MHz频段的主要业务为固定和移动通信，次要业务为无线电定位。我国在这个频段上已经没有空闲的频率直接规划给RFID使用。为此我国应结合自身的国情，在考虑RFID频率规划时必须慎重考虑RFID业务与现有的无线电业务频率的分配问题。另一方面，从技术应用来讲，随着工业控制系统产生、存储和分析的数据海量增长，大数据、云计算技术的应用将带来更多更复杂的安全问题，数据保护如何解决、云端数据信息如何保障、用户个人隐私如何保护，工业互联网信息安全面临着严峻挑战。

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三、上海发展工业互联网的总体思路 本文来自织梦

(一)发展思路 内容来自dedecms

贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享发展理念，以提高上海制造产业效率为主线，着力突破信息技术、智能制造、人工智能等关键核心技术，增强智能硬件供给能力，打造“透明化生产、预测性制造”的全产业链智能生产系统，逐步建成适应大规模定制生产需要、以智能设备、智能分析、智能决策、智慧服务、高效低耗为特征的产业生态体系，在上海制造业中率先实现工业互联网落地和发展的突破及创新应用，形成上海发展工业互联网的特色，成为全球影响力科创中心建设的强大支撑，以此引领长三角地区的制造业乃至全国制造业的转型升级，继续当好全国制造业发展的“领头羊”。 内容来自dedecms

(二)发展原则 本文来自织梦

上海发展工业互联网应遵循以下原则： copyright dedecms

一是自主创新与学习借鉴的结合统一。紧盯世界新阶段工业革命的技术前沿，了解和研究世界各国工业化与信息化技术创新、产品创新的态势、方向、政策、措施，并选择在上海适用的先进技术引进、消化吸收。发挥基础优势，实现跨越发展，赶超世界先进水平。

二是投入与效益的结合统一。在投入产出、投入与效益的衡量上，不仅要看产业领域、企业、产品的自身效益，还要看新技术的溢出效应，看新产业、新产品给工业革命带来的宏观红利，还要把经济效益和社会效益统一起来考察。

三是软件发展与硬件发展的结合统一。工业互联网是系统工程，既需要硬件设施的发展，又需要软件的配套。既要重视信息化网络基础设施和IT设备的硬件建设，也要重视信息化和IT软件的配套建设。同时，还需要相关的政策环境、社会环境，以及管理模式和商业模式等的创新配合推进。 内容来自dedecms

四是产业与企业的结合统一。要特别重视企业，特别是行业内的龙头企业、大企业在工业互联网中的地位和作用。德国工业4.0把智能企业、智能产品列为三大要素中的两大要素，而智能产品又是由智能企业生产的。要重视大企业的引领作用，运用市场、政府、规划、政策等手段和措施调动和发挥企业的主动性和积极性，促使企业投入上海工业互联网的战略实践中。 dedecms.com

四、上海工业互联网发展框架和路径

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(一)基本框架

上海发展工业互联网的基本框架“1”+“5”+“8”，即“1”个网络+“5”大要素+“8”项核心技术(图1)。通过使用人工智能、工业云计算、工业大数据、工业机器人、知识自动化、3D打印、工业网络安全、虚拟现实等新技术手段，推动企业的设备、系统、决策、物流和服务的智能化改造，优化生产和消费领域的平台建设，基于CPS网络在制造领域的所有因素和资源间形成全新的社会—技术互动水平，全面提升上海现有的制造业水平，成为全国工业互联网发展的标杆和样板。 dedecms.com

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“1”个网络：信息物理系统(CPS) 织梦内容管理系统

CPS(Cyber Physical Systems)是综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过计算、沟通、控制技术有机融合和深度协作，实现工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。上海信息物理系统将支持各个企业的CPS系统，将各类智能机器、生产系统与后勤系统集成在一起，实现在制造环境中，智能机器、存储系统和生产实体可以自动地交换信息，触发动作，相互独立地控制。 dedecms.com

“5”大要素

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智能设备：通过大量使用和安装传感器，从而让机器本身变得更加智能化，进行各项生产数据的收集，并能够被控制。

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智能系统：将传感器收集的信息进行保存、处理和分析，应用在整个工业生产过程中，形成高度灵活、个性化、网络化的产业链。 织梦好，好织梦

智能决策：通过从智能设备和智能系统中收集的信息，形成以数据驱动的学习，使得部分机器和网络运行职能从操作人员那里转移到可靠的数字系统，是未来工业互联网发展的愿景。 本文来自织梦

智能物流：通过互联网和物联网，整合物流资源，提高现有物流资源供应方的效率，通过人、设备、产品的实时联通与有效沟通，最终实现生产者和消费者直接状态。

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智能服务：智能产品配合状态感和控制，运用大数据分析，将改变产品现有的销售和使用模式，形成产品全生命周期的服务体系。 织梦内容管理系统

“8”项核心技术 copyright dedecms

人工智能：制造能够以人类智能相似的方式作出反应的智能机器，包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。 dedecms.com

工业云计算：工业互联网需要跨站点和跨企业的数据共享，云技术性能的提高，使得设备数据可以即时存储在云端，生产系统可以提供更多的数据驱动服务，工业监测和控制数据也即时进入云端。

工业大数据：无数传感器终端产生海量大数据，基于大数据分析能够优化产品质量，节约能源，提高设备服务。因此，需要对来自开发系统、生产系统、企业与客户管理系统等不同来源的数据进行全面的整合评估，使其成为支持实时决策的标准。

工业机器人：机器人将是工业互联网整个大系统中的重要智能终端，既能高效精确的执行各种定制化、柔性生产任务，也能反馈生产中的各种数据。

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知识自动化：知识自动化将在工业互联网中起到核心作用。实现知识自动化的主要方法包括智能控制、机器学习、基于大数据的管理等，从物理过程的自动化到虚拟空间的自动化是关键环节。

3D打印：以3D打印为代表的增材制造可以生产出各种形状的商品，催生多种复杂而轻巧造型设计，在小批量定制产品的生产中更加广泛地应用。 内容来自dedecms

工业网络安全：深度网络化和多层面的互联互通增加了攻击路径，需要在工业控制领域建立新兴信息技术的防护体系，降低工业网络面临的安全威胁。

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虚拟现实：把虚拟的场景放在研发当中、放在新生产之前的测试中。通过虚拟现实，整个产品在生产前就可以在电脑中实现几千万次的改造和优化，整个生产效率将会极大提高。

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(二)发展路径

现阶段，上海在推进工业互联网建设过程中，重点实施以下发展路径：

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1、聚焦重点产业 织梦好，好织梦

上海制造业信息化和工业化融合水平较高，汽车、装备、电子信息、航空航天等产业具有竞争优势，产业链配套齐全，工业领域系统集成商相对集聚。基于上海制造业发展基础，抓住制造业与互联网深度融合的关键环节，着力形成产业发展新动能。主要包括以下重点行业：

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电子信息：聚焦大规模集成电路、新型显示、高端网络通信设备、智能终端等新一代信息技术产品领域，重点在产品设计、监测、装配、包装、物流等环节实施智能装配、智能包装与物流、智能检测与质量优化、个性化定制设计等。

装备制造与汽车：聚焦风电、核电、港机装备和汽车产业，注重设备联网和工程服务，重点发展互联智能工厂、制造服务化、供应链协同、智能网联汽车等。 copyright dedecms

生物医药：聚焦生物药业的产品安全控制、研发环节，重点发展生产状态在线监控、产品全流程追溯、精准医疗等。 织梦内容管理系统

航空航天：聚焦基于互联网的协同制造和在线增值服务，重点发展网络化协同研发和制造、产品远程诊断和维修、个性化产品设计等。

2、突破关键技术

在传感器芯片、实时数据库等物联网关键技术取得一定突破的基础上，加快推进工业的操作系统、网络传感器、高性能的工业网络设备、工业机器人等核心技术的自主研发以及产业化，进一步提升互联互通的智能制造能力。提高数据驱动技术水平，实现制造资源动态配置。 copyright dedecms

聚焦工业互联网相关的软硬件产品研发，主要围绕以下三个方面：一是加快发展具有自主知识产权的高端传感器、工业控制系统等智能设备与软件，为建立起安全可靠的工业互联网体系奠定坚实基础；二是集中突破高端芯片、操作系统等信息通信产业核心关键产品，为信息与网络安全保障能力的提升奠定坚实基础；三是开发高级智能的数据挖掘软件，打通产业与消费的供需渠道，为数据安全与数据价值挖掘奠定坚实基础。 织梦内容管理系统

3、构建生态体系 织梦好，好织梦

满足工业互联网创新发展应用生态要求，推进互联互通改造，从集成服务、平台建设、基础设施完善等方面构建工业互联网生态体系。 本文来自织梦

在集成服务方面，积极引进一批具备整体设计能力、解决方案提供能力的智能制造系统服务商，提供好相关的解决方案。在工业互联网的安全技术与解决方案方面，应联合具体的制造企业的安全设备提供商，系统的集成商与制造企业，提供安全设备与解决方案的创新与产业化服务。在平台建设方面，整合现有的产业、技术、人才等资源，建设工业互联网的创新中心，并依托工业互联网联盟等，推进国家级的工业互联网测试验证平台、工业互联网的公共服务平台，以及工业互联网的基础管理平台的应用。在基础设施方面，以临港地区为突破口，升级改造公众互联网领域，依托电信运营商对临港地区固定的宽带网络、无线网络进行全面升级改造，满足工业海量的设备接人、工业企业和工业互联网服务企业联网的需求。 内容来自dedecms

五、上海工业互联网发展对策建议

(一)推进企业树立积极主动建设工业互联网的思维 内容来自dedecms

工业互联网已经被列入国家“十三五”发展战略，已出台了相应的行动方案和实施细则，但从实际推进情况来看，形势并不乐观。究其原因既有缺乏关键技术、推广成本过高的原因，也有企业实力不足、缺少发展战略的原因，但更为根本的是大多数企业对未来制造领域变革和发展工业互联网必要性认识不足。当前，全球信息技术革命正在引领新一轮产业变革，互联网与制造业的融合已步入从局部扩散向全面渗透、从消费领域到生产领域、从生产变革到模式创新的新阶段。作为新一代信息技术与工业系统全方位深度融合的产业和应用生态，工业互联网整合了工业革命和网络革命的优势，已成为各主要工业强国实现智能制造、抢占国际制造业竞争制高点的共同选择。发展工业互联网对于我国企业不仅是加速制造业转型升级、改变制造业竞争格局的重要手段，更为关键的是如果不参与包括工业互联网在内的智能制造变革，将失去未来进一步增长的动力和现有的市场份额。因此，必须加强宣传力度，让转型升级、发展工业互联网成为企业自身的主动选择。 内容来自dedecms

(二)鼓励企业立足竞争优势选择工业互联网的发展路径

纵观德国的工业4.0、美国的工业互联网和其他国家的智能制造计划，成功的国家和企业无一例外的都根据自身的竞争优势制定智能制造的发展战略。德国是世界制造业强国和全球领先的工业制成品出口大国，其在制造业上的资本研发投入也超过了美国和日本。因此德国的工业4.0计划聚焦于高端产业和高端环节，智能工厂战略更加注重工厂制造环节。而美国在信息产业方面拥有优势，其提出的工业互联网计划则更注重新技术的利用，尤其是将软件定义的机器和大数据分析技术的优势，运用到企业的生产、制造上。对比世界工业强国，中国制造的核心竞争力不足，高端制造设备商自理率比较低、终端操作系统对外依赖度非常高、芯片制造技术缺乏，尤其是科技研发投入的力量还是比较薄弱，国家的资金投入有限，很多企业模仿心态严重，不重视研发和创新。因此，中国的工业互联网发展，首先必须正视既有的短板，“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”不能停留在过去的技术路径上，必须在新型智能制造技术与新一代互联网技术基础之上重新定义以智能化为核心的升级版“两化融合”，重点突破关键性的技术，发挥自身市场应用规模大的优势，以应用推广带动技术发展，而不能一味的模仿国外的技术路径和发展模式。 copyright dedecms

(三)坚持创新驱动发展，不断提升产业的核心竞争力

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创新是制造业发展的引擎，是结构调整优化和转变经济发展方式的不竭动力。无论是美国的工业互联网，还是德国的工业4.0，都将创新放在极其重要的位置。美国与德国在发展制造业的战略行动计划其背后是技术体系、标准体系以及产业体系的竞争，实质是通过智能制造等领域的不断创新，巩固其在产业生态系统的主导权。上海应借助工业互联网的发展契机，进一步优化整合科技规划和资源，建立和完善自身乃至全国制造业创新网络，完善政府对基础性、战略性、前沿性科学研究和共性技术研究的支持机制，紧紧抓住制造资源碎片化、在线化、再重组以及再封装的机遇，陆续优化配置产品、生产装备、供应链、第三方应用等要素资源，不断提高塑造跨平台操作系统、芯片解决方案以及网络解决方案的能力，弥补基础研究和产业化中间环节缺失造成的创新效益外溢，形成政、产、学、研、用、金的有机创新组合体，提高制造业自主创新能力。

(四)加强制造业国际合作，强化智能制造基础

无论是德国的工业4.0还是美国的工业互联网，都始终强调人在智能制造系统中的重要作用。上海在人才建设方面具有较好的资源基础，但如何发挥人才的作用、培养工程科技人才的实践性和创新性还存在一定困难。上海制造业要想通过工业互联网的发展，顺利实现转型升级，由全球产业链的低端向中高端跃升，必须立足全球化背景，通过加强国际合作，推动制造业资源、技术、人才的全球性配置，解决数字化、网络化、智能化高端装备和工业软件的核心关键技术这些发展短板，夯实智能制造发展基础，在国际合作中实现共赢发展。