二、通過工業要素聯網，美國工業互聯網創造新型商業模式[3]

美國工業互聯網的典型代表是通用電氣（GE）公司。GE公司于2012年發布了“工業互聯網—打破智慧與機器的邊界”白皮書，在其自身數字化的基礎上，針對數字化技術與工業數字化的融合潮流，提出了“工業互聯網”的概念。

工業互聯網是由工業系統與先進計算、低成本傳感設備、互聯網形成新的連接產生的。它的本質是從工業現場的人-機-料-法-環-測等嵌入了大量傳感器的不同系統上捕獲數據，并實時收集數據，將有價值的數據信息反饋給客戶，企業再對數據實行建模，并轉化成為高價值的輸出結果，幫助客戶優化資產和運營的效率。收集數據和使用數據離不開數據管理和治理技術。

工業互聯網匯集了工業革命帶來的機器、設施、機群和系統網絡方面的成果，以及與互聯網革命中涌現出的計算、信息與通信系統方面取得的成果。這些成果匯集成了工業互聯網的三大關鍵元素：互相連接的智能機器、高級分析、互相連接的工作人員，如圖1-2所示。

GE公司提出的工業互聯網，旨在通過“智能機器+數據+分析模型”的技術手段，提高機器設備的利用率并降低成本，取得經濟效益，引發新的革命。隨著全球經濟的發展，工業互聯網的潛在應用也將擴大。根據IDC數據，截至2022年，全球工業互聯網的應用領域將達1萬億美元的規模[4]。即使工業互聯網只能讓效率提高百分之一，其效益也將是巨大的。例如，僅在商用航空領域，未來15年，節約百分之一的燃油就意味著節約300億美元的成本。

圖1-3所示為工業互聯網的數據循環。智能設備、智能系統和智能決策代表著機器、設備組、設施和系統網絡的世界能夠更深入地與連接、大數據和分析所代表的數字世界融合。GE公司認為工業互聯網數字技術的全部潛力還沒有在全球工業系統上完全發揮出來。

傳統工業網絡也稱為“工業總線”或“現場總線”，多為較小尺度和較小規模上的設備聯網，一般用于少量節點之間的通信或分布式控制，比如在企業內部，一臺機器上的控制器和數個伺服電動機之間的通信，或者一個車間里的多臺機器聯網并進行信息交互，還有一些已經售出的高價值、高危產品與生產廠之間的連接，類似“局域網”。傳統工業網絡的客戶需求因成本高并沒有大范圍顯現出來，大尺度上的聯網（例如各地工廠分布的機器，或者各地分布的航空、能源、醫療設備）并沒有建立起來。在工業互聯網時代，這種大尺度上的聯網已基本實現，但有兩個核心關鍵需要注意：一是持續優化價值，二是落地推進組織。

1. 持續優化價值

GE公司大力推動的“工業互聯網”其實是傳統工業網絡的全面升級，核心價值主要集中在兩個方面：一是聯網節點數的大量增長，GE公司遍布全球的航空發動機、大型醫療設備都要納入同一個網絡，而且利用目前商業互聯網成熟的基礎設施和技術，就能低成本實現大范圍的信息交互；二是構建云端數據分析系統，對各個網絡節點（每一臺聯網進來的機器設備都是一個網絡節點）發來的海量工業數據進行深度分析和決策，提煉出高價值的信息，幫助工業客戶優化生產與決策。

例如，GE公司以前生產的飛機引擎中的傳感器只有出現故障時才會亮起紅燈，這種“事后被動數據分析”，除了累積經驗外，已經沒有太多價值，只有提供“實時主動數據分析”，才能有效提高運營效率。因此，GE公司要求每一臺引擎都要保留每一次飛行的所有數據，并在飛行過程中實時將數據傳回數據中心進行分析。據此，GE公司數據中心能給飛機引擎提供預測性維護，減少了故障發生率，燃油經濟性和飛行安全性也得到了更好的優化。

工業互聯網推動的變革產生的效率提升哪怕只有1%，只要保持持續優化，每天、每周、每月優化一點點，它所帶來的整體效益也是空前巨大的。

2. 落地推進組織

2014年，GE公司聯合AT&T公司、思科公司、IBM公司和英特爾公司，成立了面向全球的工業互聯網聯盟（Industrial Internet Consortium，IIC），旨在加快互聯機器與設備的開發、采納和廣泛使用，促進智能分析，并為工作者提供幫助。工業互聯網聯盟（IIC）發布了一系列技術文檔，從通用/水平、技術專題、垂直行業及特定主題等視角詮釋工業互聯網的內涵，如圖1-4所示。其中的工業互聯網參考架構（IIRA）中，按照ISO/IEC/IEEE42010—2011關于架構描述的標準，從業務視角、使用視角、功能視角和實施視角四個層級，論述了系統安全、信息安全、彈性、互操作性、連接性、數據管理、高級數據分析、智能控制、動態組合九大系統特性。

同時GE還認為實現工業互聯網需要關鍵的動力、催化劑和支持條件才能實現，包括工業軟件創新、強有力的網絡安全管理、基礎設施平臺以及培養具備新技能的新人才。

工業互聯網聯盟（IIC）帶給我們的啟示是，要想把一個新生事物做到長期穩定有效、可持續研究與推進，一個專業的、專注的、聯合了供給側、需求側和廣大利益攸關方的聯盟是必不可少的組織形式。

3. 工業互聯網順應了美國發展制造業意圖

美國政府在2008年金融危機中意識到制造業對國家經濟的重要性，提出“再工業化”和“制造業回流”戰略，于2009年12月出臺《重振美國制造業框架》，2011年6月啟動“先進制造伙伴計劃（AMP）”，2013年1月斥資10億美元組建“美國制造業創新網絡（NNMI）”，即后來的“美國制造業（Manufacturing USA）”，在政策上密集支持本國制造業。2012年GE開始大力發展工業互聯網，趕上了一個天時地利的好時機：既在主觀上加速了GE自身的數字化轉型，也在客觀上順應了美國政府發展制造業的強烈意圖，同時又呼應了剛剛在全球興起的新工業革命。