基于四层进阶模型，打造有灵魂的中国工业互联网

基于四层进阶模型，

打造有灵魂的中国工业互联网

赵敏（走向智能研究院执行院长） 本文选自《卫星与网络》工业互联网专刊

在当前数字化的大背景下，很多企业纷纷启动数字化转型，作为新基建之一的工业互联网更是被寄以厚望，成为了制造企业数字化转型的主要路径。在这个过程中，很多企业取得了可喜的成绩，但也有很多企业工业互联网的实施效果并不理想。

这种情况并不仅仅发生在中国。据著名咨询公司麦肯锡的研究报告显示，在工业物联网领域，有超过70%的工业企业深陷“试点困境”，无法实现公司层面的全面转型。

工业物联网是工业互联网的最大子集，国外一些机构甚至认为工业物联网就是工业互联网，两者在英文表达上也相同。这表明，工业互联网认知差异普遍存在，实施过程并非一帆风顺，更不可能一蹴而就，可以说是道阻且长。

通俗地说，工业互联网的联接对象是“人机物”或者“人机料法环测信”等。尽管这两种业界常见说法都把“人”放在了最前面，但是真正能够联接工业现场的人，能够很好地管理和发挥“人的技能”，尤其是能够激励人工作热情和潜能的工业互联网，却寥寥无几。

根据多年的从业经验和研究心得，笔者认为，很多企业不能成功实施工业互联网的一大主要原因，是将工业互联网简单地看成了联接机器或物件的纯技术系统，而没有看到其背后的“软实力”要素，比如以人为本的管理思想，与之相匹配的战略、组织、流程、人才，以及利他、合作的企业文化等等。

美国西北大学Jonathan R.Copulsky教授在《技术谬论：人是数字化转型的真正关键》一书中写道：“许多企业的领导人错误地认为，数字化技术才是商业出现巨变的原因，于是他们坚信在企业内推行数字化技术是最佳解决方案。实际上，文化、组织、战略、领导力和人才等因素远比技术更为重要。如果企业的组织形态过时了，尖端技术的推行几乎不可能带领他们达成所愿。”

我们一定要深刻地认识到，人工智能、5G等高新技术只是工业互联网实现的必要技术手段，工业互联网在企业的成功落地还需要很多外在条件，比如企业战略、企业管理、企业文化、人才培养等一系列重要因素。即便技术再好，如果这些方面跟不上，企业花再多的钱也可能是打水漂。

华为任正非有句名言：“不能去炫耀锄头而忘了种地。”尽管工业互联网技术非常先进，但在推进过程中，我们除了重视相关技术以外，还要做好相关的管理、战略、企业文化等配套工作，只有工业互联网“利器”和先进管理相结合，“软硬兼施”，才能实现工业互联网的成功落地，才能助力企业实现数字化转型升级。

基于上述思考，笔者借鉴国外先进理念，根植中国传统文化，结合中国工业互联网发展现状，提出了一个工业互联网四层进阶模型，也可形象地称之为“四层洋葱模型”，如图1所示，目的是提醒广大业界企业和工业互联网解决方案供应商，工业互联网是一项复杂的系统工程，而非简单的技术实现过程。

图1 工业互联网四层进阶模型

在这组四层进阶模型中，最外面一层是泛在联接，联接是工业互联网的“第一性原理”，多总线、多协议、多网络，最大限度地联接企业范畴的各种设备和物件，是开展工业互联网建设的必备条件和基础性工作。这在工业互联网发展水平上属于为机器赋能，简称“工互1.0”。

第二层是要素融合，是指以数字化、网络化、智能化等技术手段，实现两个深度融合：融合企业内无处不在的知识、信息、数据等多元生产要素，融合IT与OT两大系统，以自动流动的数据流承载业务信息，提供决策知识，驱动企业的关键业务流，实现高质量、高效率、高客户满意度、低成本（三高一低）的生产与服务，构建企业生态体系。这在工业互联网发展水平上属于为业务赋能，简称“工互2.0”。

第三层为人本管理。这是企业不可或缺但往往被忽视的内容。在企业内，通过与工业互联网理念相匹配的思想、战略、组织、流程、人才队伍，建立以人为本、利人赋能的高水平管理，塑造快乐、友好、正向激励的工作环境；在企业间，基于诚信合作的精神，与客户、上下游合作伙伴建立合作共赢的生态模式。该层是工业互联网必须要实现的高阶内容。这在工业互联网发展水平上属于利人赋能，简称“工互3.0”。

第四层，即为处于核心层的数字文明。从企业视角，打造利他、创新、开放、合作的企业文化，基于数字文化进行科学管理与运营企业。从社会视角，就是基于工业互联网协同合作的原生精神，以及其数字化、网络化、智能化的技术手段，在全国大范围、全社会大尺度、跨行业大协作视角下，建设一种泛在联接、利他共赢、深度协同的社会化合作体系。从国际视角，构建和谐共生的人类命运共同体，携手奔向具有数字文明特征的未来人类大同社会。这是工业互联网的终极目标。这在工业互联网发展水平上属于为社会赋能，简称“工互4.0”。

在本模型中，每层组成都可完成一定的功能和价值实现，这四层之间是层层渐进的关系，具有相互支撑的作用。第一层的泛在联接重在实现企业内各种机器设备的互联互通，由联接而为企业带来经济效益。如果能达到第二层的新型生产要素融合，实现OT与IT的深度融合，建设企业生态体系，对企业的生产、管理等环节将发挥决定性的业务赋能作用。通常大多数人对工业互联网的认识，都会止步于第二层。第三层的人本管理，已经超越技术层面。在企业内部，以人为本，通过战略、组织、管理等方面提升，形成与工业互联网相匹配的数字文化，在多种先进要素的综合作用下，为员工提供一个更愉悦、更轻松、更富于正向激励、更具有创造力的工作环境，让工业互联网在企业发挥出巨大的为人赋能作用，一旦人的能力和工作激情被激发出来，将会焕发出无比强大的企业发展动力；在企业间，基于共赢合作，则要构建泛在联接、动态组织、深度协作的新型生态商业模式。第四层的数字文明，是塑造适应工业互联网发展的开放、利他、合作、创新的数字企业文化，实现企业内、企业间、生产者与消费者，整个社会乃至国际间和谐共生的友好合作，实现更高效、高质、绿色的生产与服务，赋能于整个社会。

工业互联网四层进阶模型及其理论，既适合于工业互联网解决方案供应商，也适用于制造企业。

为便于企业参考本模型推进工业互联网建设，下面对每层的内容作进一步说明。

从管理学视角上看，人类两百多年的工业发展历史就是分工协作史。自1771年亚当·斯密提出分工理论以后，工业管理的主线基本就是按照分工方向发展的，行业越分越细，专业越分越细，岗位越分越细。虽然分工细化有助于提升专业水平和制造效率，但过细的分工，也带来了信息的割裂和协作的困难。

信息割裂必然需要回归联接。随着ICT等技术的快速发展和广泛应用，不同行业、专业、岗位有形的分工，正在通过网络化等无形的联接而趋向完美的协同。

基于互联的网络，通过数据的自动流动解决工业要素之间信息割裂，并实现相互之间协同、协作，正是工业互联网的历史使命和价值所在，这完全是在工业基本逻辑作用下，由企业内生动力所驱动，由实际需求所牵引发展而成。所以，工业互联网既不是工业的互联网，也不是互联网的工业，更不是社交、消费互联网在工业的应用，而是工业要素按照工业逻辑、工业网络结构互联的网，其本质是通过网络的手段，通过互联的方式，实现工业要素的互联互通，实现研发、制造、服务等环节的协同与协作，是企业走向人-人、机-机、人-机高效协同的利器。

图2 工业互联网的本质是协同

无联接，不成网。业界对工业互联网的共识是：联接机器设备，联接各种工业要素（工业“端”），是工业互联网的基本内涵之一。笔者在《工业互联网：生而联接工业要素 》一文指出：工业互联网产生效益的起点就是联接工业设备和工业系统，产生效益的终点，是把赛博系统中生成的控制指令送入机器设备的控制器，精准地控制设备运行。由此而优化配置工业资源。

在联接上，可以从最简单的企业要素、以最简单的形式入手。例如上云是工业互联网落地的方式之一，如果以上云方式联接了中小企业机器设备，获取了开关机、电流等设备运行关键参数，就可以用工业APP来分析企业的运行情况，帮助企业改善运营，甚至提供具有说服力的企业运行数据帮助中小企业获得银行贷款。但是，对于很多大型制造企业（特别是军工企业），如果通过局域网而不是上云的形式就能很好地实现过程协同，也可以明显地提升企业的经济效益。

工业因分工而专业，又因互联而协同，因协同而创造价值。

设备与产品等有形物体的联网可以产生很大的价值，但这还仅仅是工业互联网应用的第一步。

麻省理工学院数字经济首席科学家乔治·韦斯特曼认为，“数字化转型标志着对组织如何利用技术、人员和流程从根本上改变业务绩效的彻底反思。”通过数字化、网络化、智能化技术，将无形的业务流程以及各种业务Know-how进行深度融合，并以绩效为导向对研发、生产、管理、营销、运维等内容进行优化，切实做到降本提质增效，提升企业的竞争力，这才是工业互联网的更高价值。

在这个过程中，务实是需要遵循的一个原则。根据“二八原则”，解决80％的问题通常只会耗费20％的成本，而剩下的20％却需要高昂的成本。制造企业不是研究机构也不是高技术展示窗口，绝大部分制造企业并不关心理论如何先进，算法如何强大，也不希望用80%的经费解决20%的前沿技术，甚至做些炫丽的大屏展示，而是希望通过20%的经费解决量大面广但技术要求也许不太高的现实问题，哪怕是只使用了简单的机器、系统或者算法，只要能为企业实现“三高一低”就是上好解决方案。这就需要工业互联网方案供应商能进入企业现场，与企业一道深入研究，发现问题并提出优化方案，最后将这些工业Know-how封装进系统，务实落地地帮助企业解决现实问题，为企业业务赋能，则工业互联网善莫大焉。 

比如，笔者在2015年提出了“六维智能”模型，即计划排产智能、过程协同智能、设备互联互通智能、资源管理智能、质量管控智能、管理决策智能。“六维智能”就是从计划源头对计划进行优化，按照交货期、生产能力等各种约束条件，软件系统计算出最优的排产计划，如交货期最短，延期最少，生产最均衡等等；通过数据流驱动业务流实现并行准备、协同生产，可明显减少工人的各种等待，显著提升设备利用率；通过设备互联互通，对生产设备进行量化、透明化与科学化管理，减少工人不必要的劳动量，提升生产效率；通过对车间物料、工具等进行精益化管理，系统自动对生产物资积压、短缺等进行智能化预警，可明显优化企业库存，减少资金积压，并提高物料的有效利用率；通过对设备制造参数实时监控、追溯、优化以及物料防错等措施，可有效降低产品不良率；通过工业数据的采集、分析，并结合企业行业知识与要求，自动生成各种可以指导生产的决策，使生产管理更高效、更科学。只有深入企业现场，密切结合企业业务流程，深度融入工业行业知识，工业互联网才能发挥更大的价值。

如果能踏踏实实地进入工业现场，通过工业互联网技术与工业知识密切结合，将先进技术与企业业务深度融合，就会发现工业互联网带给企业的价值非常大，工业互联网市场发展空间也非常广阔。

人是生产要素中最重要的环节，即便技术再先进，如果没有人的参与和配合，没有对人的培养与正向激励，几乎所有的系统都不能展示它的全部价值。

在推进工业互联网的过程中，制造企业管理者要秉承以人为本的精神，而不是为了管理而管理。比如，为了更精准、更方便地监控工人的动作和行为等等。一味地监管和控制往往是本末倒置的，也常常是系统不能成功落地的一大原因。

重视人的价值，让系统利于人、服务于人一直是智能制造、工业互联网战略的重点。比如美国GE公司将人作为工业互联网中“智能机器、高级分析和工作人员”的三要素之一；德国工业4.0的八项行动计划中就有六条与人相关；欧盟“未来工厂计划”一直将人作为整个实施计划的中心；日本工业价值链中更是直接将人作为起点；“中国制造2025”中则明确强调“人才为本”。

德鲁克说：“管理的本质是激发善意和潜能。”企业在推进工业互联网战略时，管理者一定要真正重视人的价值，以人为本，把人放在中心位置。要充分体会到员工在重复、繁重、枯燥，甚至有毒有害的环境中进行劳动的艰辛，要多考虑如何减少或者避免这样的劳动条件，多考虑如何让普通员工在工业互联网的协助与赋能下能干出来技术专家水平的结果，通过数字化、网络化、智能化的技术手段，将员工从这些低级重复的体力、脑力工作中解放出来，回归人的本性，在轻松、愉悦的工作氛围中释放人的潜能，自动、高效地创造价值。

笔者一直反对“机器换人”这类将人与机器对等看待的观点，实施工业互联网不是高高在上地琢磨如何换掉人，而是以人为本，以利他之心，如何用新技术进行“机器助人”。“机器助人”与“机器换人”虽然只有一字之差，但在如何看待“人”的方面有质的区别，一个是将人与机器等同，一个是以人为本思想的具体体现。

正是基于这些思想，笔者在2015年提出了“CPPS人机网三元战略”，强调和重视人的价值，以人为中心，赛博与物理技术服务于人，三者融合，相互促进。

2016年，笔者同其他作者在《三体智能革命》一书中提出三体智能模型，即物理实体、意识人体、数字虚体，探讨了智能的原理与实现路径。其中“意识人体”的专用术语，就是专门针对以“人体/人脑/人智”三位一体的人来进行各种内涵拓展与深入研究，重点强调如何在新工业革命的大背景下，让意识人体与物理实体、数字虚体交汇融合，优化组合，最大程度地发挥出人的潜在价值。

2020年，笔者提出“六阶智能制造新体系”（参见图3）。基于以人为本，机器助人的思想，通过自动化、数字化、网络化、智能化等技术手段，分六个阶段逐步实现以下目标：1）解放人的体力、脑力；2）赋能人的感知、决策与执行能力；3）实现组织内人与人的信息共享与过程协同；4）充分激活人的主动性，促进人的创新活力；5）组织间深度合作，打造社会化生态；6）基于绿色研发与生产，打造环境友好的制造与服务模式。

“六阶智能制造新体系”是一个以人为本、动态演进的体系。演进范围是由小到大，从外在到内在，从体力到脑力，从减压到赋能，从初级到高级，从个体到组织，从企业到社会，再到环境逐渐发展的过程，与“人法地，地法天，天法道，道法自然”的东方哲学思想也高度吻合。 

图3 六阶智能制造新体系

著名战略专家加里·哈默在《管理的未来》一书中强调：“虽然很多管理工具可以让员工更服从、更勤奋，但却不能让员工更创新、更忠诚。在一个依靠创造力来发展的世界，富有热情的员工的业绩永远超越那些仅仅是勤奋的员工。”在推进工业互联网过程中，我们千万不能延续以前将人视为机器，延续一心想管人、控人的传统思想，而是要充分体现以人为本，利他为上的原则，用技术手段帮助人、赋能人、激励人，通过数字化改造、网络化协同、智能化提升，为使用者带来切切实实的价值，从而更好地激发员工主观能动性，为企业创造更大的价值。只有这样，工业互联网才能更好地得到应用。

除了在企业内部以人为本，发挥工业互联网技术优势与管理思想精华，技术服务于人，帮助员工更轻松更愉悦地工作，提升企业竞争力以外，也要重视外部合作。稻盛和夫曾说“利他本来就是经商的原点”，企业对外也要秉承诚信、利他、合作、共赢的精神，与消费者、上下游合作伙伴展开深层次合作，为社会创造更大价值。

德鲁克有一句名言：“文化能把战略当午餐吃掉。”即便是企业采购了先进的机器、一流的工业互联网系统，并大刀阔斧地进行了战略重构、管理优化和人员培训，尽管投入很多，但如果没有能与工业互联网相配合的数字化企业文化，系统也很难发挥作用。

著名的凯捷管理顾问公司曾对来自8个国家340个组织的1700位高级经理人、员工进行了调研，其中62％的人认为公司文化是数字化转型第一障碍。

凯捷与麻省理工还将数字化文化进一步细分为：以客户为中心、开放文化、合作、革新、数据驱动的决策、数字优先思想、敏捷性与灵活性等七个关键属性，从评估结果中可以看到这七项指标中没有一项及格，最高得分是59%的以客户为中心，最低的革新占比仅为20%。可见，构建能与数字化转型升级相匹配的数字化文化任重道远。

图4 数字化文化（来源：凯捷与麻省理工）

从图4中也可以看到，凯捷与麻省理工的数字化文化是以员工为中心和以客户为中心，这两者就是我们前面讲的以人为本。开放文化和合作，就是东方文化中的利他与合作共赢。以上7项指标可以概述为基于以人为本的思想，在数字优先和数据驱动决策的理念下，秉承开放、合作、革新的精神，实现敏捷、灵活的生产、管理与服务。这些观点与本文不谋而合。

前文提到，互联是工业互联网的表现形式，合作是工业互联网的原生精神。从这一角度上看，推进工业互联网的过程，可以从企业、社会、国际三个范畴来思考和展望：

在企业范畴，基于以人为本的思想，精诚合作，共建真诚、快乐、高效、富有创造力的企业文化，为客户提供高效、高质、高满意度和低成本的产品和服务。这既是企业数字化转型的过程，也是重塑企业数字化文化的过程。

在社会范畴，通过工业互联网所构建的生态体系，发扬利他精神、合作共赢的企业文化，与所有客户和上下游合作伙伴紧密合作，共建和谐共生的生态圈，为社会的繁荣、进步，为数字经济的蓬勃发展，作出应有的贡献。

在国际范畴，把握“一带一路”倡议等机遇，让工业互联网变成真正的国际工业互联网，服务于国际社会，联接到陆海空天赛，优化配置全球制造资源，打造高度韧性的供应链，繁荣全球数字经济，推动人类数字文明，构建人类命运共同体。

习近平总书记强调指出：“加速用工业互联网平台改造提升传统产业、发展先进制造业。”习总书记给予了工业互联网准确而又前所未有的定位，工业互联网也必将肩负其应有的历史使命，助力中国制造业智能化转型升级，助力中国制造走向中国智造，助力中华民族走向伟大复兴。

在推进工业互联网进程中，我们既要看到工业互联网的技术属性，还要看到工业互联网利人利他的社会属性，更要看到工业互联网在建设数字文明社会过程中的历史属性和巨大推动作用。工业互联网四层进阶模型不仅体现了这些重要属性，还为工业互联网的实施规划了进阶步骤与发展路径。

中国的工业互联网与西方的工业互联网有着明显的不同。“工业互联网”一词，本是中国原创，工业互联网的内涵中，早已注入东方文化和灵魂。工业互联网并不是冷冰冰的设备和“神秘”的技术，当她被嵌入了灵魂，赋予了生命，具有了温度，内含了文化，承载了工业文明，才能在企业中更好地落地。也只有这样，中国的工业互联网才能小利供应商，中利制造企业，大利社会，才能真正发挥工业互联网的最大价值，甚至引领全球工业互联网的发展。