工業(yè)互聯(lián)網或工業(yè)物聯(lián)網在美國和歐洲已基本不作區(qū)分地使用，通指互聯(lián)網的核心技術，也就是計算和通訊網絡技術，在工業(yè)系統(tǒng)中更加廣泛、更加深入的應用，也就是對工業(yè)系統(tǒng)的全面信息化。我個人比較喜歡工業(yè)互聯(lián)網這個詞，它的涵蓋面更為廣泛些，包括從實體（也就是傳感、執(zhí)行和控制器件、產品和裝備等等）、信息系統(tǒng)、業(yè)務流程和人員，不至于過分強調實體物件。雖然對實物的連接在目前很重要，但在若干年后，實物也會變成系統(tǒng)中正常的一部分，其特殊性會降低。

　　美國制造業(yè)創(chuàng)新中心的發(fā)展

　　在美國，奧巴馬總統(tǒng)在其第一任期內就開始了一系列的政策舉措，以振興美國制造業(yè)。最顯著的成果是在其第二任期內啟動的美國制造業(yè)創(chuàng)新中心（Manufacturing USA）一個通過公共機構與私營企業(yè)合作伙伴（Public-Private Partnership）的機制，建立了一系列的制造創(chuàng)新研究院（Manufacturing Innovation Institute），構成一張網絡，分布于全國各地。政府為每個研究院提供總數(shù)為5千萬到1.1億美元之間的資金，周期為5年；其它50%以上的資金則由企業(yè)和其它非政府來源提供。這些創(chuàng)新研究院通過建立一個聚合企業(yè)、政府和學術界資源的創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境，融合人、意念和技術，旨在孵化新興產業(yè)的創(chuàng)新、促進技術轉型、支持具有應用前景的產品和服務的早期研發(fā)，推動新產品早日進入市場；在此同時，并著力培訓制造業(yè)勞動力和技術人才。
　　每個創(chuàng)新研究院有專門而具體的課題，聚焦在一些具有潛力的關鍵制造業(yè)技術，綜合起來，涵蓋面相當廣，目前包括了先進材料（新型纖維和紡織、復合、輕型、先進碳化硅和氮化鎵半導體材料）、先進工藝和技術（集成光子器件、添加性制造、寬帶隙（WBG）半導體電力器件、柔性混成電路板、生物制藥、細胞組織生物制造、模塊化的化學過程強化工程）、先進裝備（先進機器人）、節(jié)能減耗技術（凈能制造、降低體現(xiàn)能源和碳排放量）和信息化制造。而狹義的智能制造——也就是制造業(yè)的信息化，在現(xiàn)有的14個研究院中只占了1.5個（信息化制造和能耗優(yōu)化）。
　　由于市場經濟的觀念在美國根深蒂固，政府在技術和商業(yè)方面的影響力相當有限，（除了通過稅務法規(guī)調節(jié)之外）難以對其有直接和實際的干預。如美國制造業(yè)創(chuàng)新中心在其2016年的年度報告中所指出，其工作重點在于縮短技術發(fā)明從大學和科研機構到工廠車間的距離。聯(lián)邦政府的角色僅限于在美國制造業(yè)所面臨的關鍵機遇上，創(chuàng)建以企業(yè)為主導的應用研究合作空間。這些創(chuàng)新研究院的成果，對推動美國的制造業(yè)的發(fā)展預期會有一定的貢獻，但這些項目的運作周期為5-7年，其影響力將在在若干年后才能有效地評估。在總體上可以預測，美國在工業(yè)互聯(lián)網和智能制造方面，將一如既往，由具有創(chuàng)新能力的企業(yè)，特別是新創(chuàng)企業(yè)，通過對新技術和新的商業(yè)模式的不斷探索和實踐來推進、靠企業(yè)自身業(yè)務價值的實現(xiàn)和市場競爭的驅動而實現(xiàn)。

　　制造業(yè)企業(yè)的信息化過程

　　對于制造業(yè)企業(yè)的信息化過程，簡單而言，完善對各個業(yè)務和生產環(huán)節(jié)的信息化是第一步，如在以EPR為主線的價值鏈各個環(huán)節(jié)，還有對以PLM為主的產品鏈各個環(huán)節(jié)部署和使用相應的工業(yè)軟件，還有在這兩條鏈的交叉點上的生產環(huán)境里實施MES，這些都是基礎。第二步是要將這些環(huán)節(jié)的信息化模塊（專門工業(yè)軟件）互聯(lián)互通，在價值鏈和產品鏈上逐步實現(xiàn)流程的自動化，并使能對生產各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的收集。在此同時，作為第三步，對設備進行連接，收集設備運營和產品在生產過程中的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化生產過程。第四步，在對產品、設備以及生產和業(yè)務流程中收集了足夠的數(shù)據(jù)后，可以進行不同周期和跨越生產和業(yè)務環(huán)節(jié)的綜合性的大數(shù)據(jù)分析，識別和消除效率和績效瓶頸，對整個生產和業(yè)務過程進行宏觀性的優(yōu)化。最后第五步，打通在生態(tài)圈內企業(yè)之間的信息系統(tǒng)的互聯(lián)，實現(xiàn)企業(yè)之間的業(yè)務和生產的協(xié)同，把優(yōu)化的范疇擴展到生態(tài)圈，以及對客戶部署了的產品實行連接，通過對產品的全生命周期的管理實現(xiàn)服務延伸，為企業(yè)的業(yè)務轉型開拓機遇。

圖 | 數(shù)字化的制造管理流程

　　這些步驟可作為制造業(yè)企業(yè)信息化的總體路線的一個基本參考，但沒有必要按部就班地實施。在起步時應該首先根據(jù)每家企業(yè)獨特的核心價值的訴求,制定企業(yè)信息化和智能化的戰(zhàn)略愿景。在具體的實施中，以戰(zhàn)略愿景為指導，以業(yè)務價值為驅動，以先進技術為手段，以當務之急要解決的業(yè)務問題為突破口，通過一個從小到大，從簡單到復雜的迭代發(fā)展進程來實現(xiàn)價值和戰(zhàn)略愿景。

　　美國企業(yè)在數(shù)字化轉型中的策略

　　美國的企業(yè)對于產業(yè)的數(shù)字化日益重視，特別是當華爾街的分析家已經開始向上市公司的CEO詢問企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網或數(shù)字化策略之后。美國的企業(yè)在信息化的程度也是參差不齊，國防、航天及大型高價值裝備制造商的信息化比較完善，高流量產品如汽車和其零配件的廠商的信息化也會相對完善，但其它的企業(yè)，特別是一些低流量的工程產品的廠商的信息化也還在發(fā)展過程中。一些在信息化起步早的企業(yè)面臨著一些很不一樣的挑戰(zhàn)，像如何規(guī)范化企業(yè)內部五花八門同類型但出于不同供應商的工業(yè)軟件，或如何更新部署了多年但現(xiàn)在還在大型機上運行的老舊工業(yè)軟件。
　　不同的企業(yè)在其數(shù)字化的策略也很不同。有像GE和卡特彼勒這些企業(yè)，他們把深厚的工業(yè)知識與數(shù)字化結合起來，充分利用新型裝備的數(shù)字化和連接性，在為客戶提供設備的維護方面切入，推動商業(yè)模式的轉型，從銷售設備，到銷售服務，最終到銷售成效，在這些過程中不斷地增加軟件在其產品總體價值結構的比例，也就是愈來愈多地利用軟件創(chuàng)造價值。一些這樣的企業(yè)，如GE，更進一步把他們的這種能力和經驗，通過工業(yè)互聯(lián)網平臺的方式，提供給其它的產業(yè)客戶，從而成為工業(yè)軟件服務平臺的提供商。而其它更多的企業(yè)，在不動聲色地增強和完善企業(yè)內部的信息化，優(yōu)化業(yè)務流程，提高設備的使用效益和降低成本（如在開始實施預測性維護）的同時，十分注重如何利用產品的連接性，收集數(shù)據(jù)，為客戶提供更多和更好的服務，為客戶創(chuàng)造更高的價值，從而也為企業(yè)開拓新的營業(yè)收入。
　　最近有些調查報告表明，絕大部分都美國制造業(yè)企業(yè)高度重視并大力推進工業(yè)互聯(lián)網技術對生產資源和流程進行數(shù)字化的改造而從中實現(xiàn)優(yōu)化。有四分之三以上的企業(yè)已經部署了一定的工業(yè)互聯(lián)網解決方案，而且他們之中的98%表示這些部署對企業(yè)是重要或很重要的。而那些還沒有部署的，超過85%有計劃在一年內開始部署。
　　在另一方面，作為工業(yè)互聯(lián)網開創(chuàng)者的GE近期在市場表現(xiàn)不佳，引起了一些行內人士的關注，擔心是否是工業(yè)互聯(lián)網的一個挫折。我個人的看法是，工業(yè)互聯(lián)網的基本理念、方向和路徑是符合技術發(fā)展的趨勢的和業(yè)務價值的需求的。GE的市場表現(xiàn)在我看來，主要是與業(yè)務經營和市場的消長有關，前些年GE對其結構的改造，旨在成為一家更純粹的工業(yè)企業(yè)，把注意力放在具有高增長潛力的包括數(shù)字化在內的產業(yè)，作了不少的投資，但這些投資需要一定的時間才能產生的相應的效益，不可能馬上提供的足夠經濟回報。工業(yè)互聯(lián)網或產業(yè)數(shù)字化剛起步，其進程所需要的時間會很長。

　　國內外架構的異同與側重點

　　目前在國際上有美國工業(yè)互聯(lián)網參考架構IIRA、德國工業(yè)4.0參考架構模型RAMI4.0、和日本工業(yè)價值鏈計劃IVI等。國內也有工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟的《工業(yè)互聯(lián)網體系架構（版本1.0）》。這幾個工業(yè)信息化的參考架構，盡管它們的出發(fā)點、思考問題的角度和所關注的應用領域各有差異，但它們都是共享著對產業(yè)實現(xiàn)全面的信息化的核心理念和技術基礎。
　　IIRA注重跨行業(yè)的通用性和互操作性，提供一套方法論和模型，以業(yè)務價值推動系統(tǒng)的設計，把數(shù)據(jù)分析作為核心，驅動工業(yè)聯(lián)網系統(tǒng)從設備到業(yè)務信息系統(tǒng)的端到端的全面優(yōu)化。

圖 | 美國工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網參考架構? （來源：IIRA1.8）

　　RAMI4.0則深度聚焦于制造過程和價值鏈的生命周期，為其建立了一個比較完整的三維模型。這個模型在對在制造環(huán)境里不同環(huán)節(jié)單元的功能的分析、它們之間的互操作性的需求的辨認，以及對相應的標準制定和采用，都十分有價值。更值得關注的是與其相關的工業(yè)4.0部件模型，對包括數(shù)字化的零部件、設備、產線、車間、工廠、甚至信息化系統(tǒng)在內的所有資產提供一個統(tǒng)一的CPS模型，描述其功能、性能和狀態(tài)，并為它們之間的交互，從通訊協(xié)議、句法和語義，提供統(tǒng)一的界面。其廣泛實施，對推動制造環(huán)境各個系統(tǒng)的全面互聯(lián)互通，將會起著非常大的作用。

圖 | 工業(yè)4.0參考架構模型RAMI 4.0

　　最近發(fā)布的IVI，從制造業(yè)一直追求的質量、成本和效率（產出）傳統(tǒng)要素加上環(huán)保要求的管理角度出發(fā)，結合生產環(huán)境的資產（人、流程、產品和工廠）角度和作業(yè)流程（計劃、執(zhí)行、查驗和反應）角度，細分出智能制造單元，對信息化在生產過程的優(yōu)化，作了細致的分析，進而提出了智能制造的總體功能模塊架構，在不同的（設備、車間、部門和企業(yè)）層次上，分析知識/工程流程（相當于產品鏈）和供給流程（相當于價值鏈）的各個環(huán)節(jié)的具體功能構成，頗具有獨到之處。

圖 | 日本工業(yè)價值鏈計劃中智能制造單元的三維視圖

　　中國的工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟年初發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網體系架構（版本1.0）》把網絡、數(shù)據(jù)和安全作為工業(yè)互聯(lián)網體系架構的三大核心體系，對其現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，特別是針對制造業(yè)，進行了深度剖析，并提出實施建議。這個體系架構對工業(yè)互聯(lián)網支撐的應用也作了分類和分析，從產業(yè)到互聯(lián)網的視角，歸納為四大類，包括企業(yè)內的智能化生產、企業(yè)間的網絡化協(xié)同、企業(yè)與用戶間的個性化定制、和企業(yè)與產品間的服務化延伸。這些對工業(yè)互聯(lián)網的發(fā)展都具有指導性的作用。

圖 | 工業(yè)互聯(lián)網參考體系結構（版本1.0）

　　最近美國工業(yè)互聯(lián)網同盟與德國工業(yè)4.0的機構共同發(fā)布了一份關于IIRA與RAMI4.0對接分析的白皮書，指出IIRA與RAMI4.0在概念、方法和模型等方面有不少相互對應和相似之處，而差異之處則互補性很強，相互之間可以取長補短。這個結論在對降低由于多個架構的存在所帶來的不確定性有一定的良好作用。相信這個結論，在這幾個架構之間都是適用的。所以，在這個方面加強國際合作，對國內和國際上工業(yè)互聯(lián)網和智能制造的發(fā)展都是會有益的。