人本：从工业互联网走向数字文明

以 “工业互联网四次进阶模型”为引导,全新视角阐述工业互联网， 分为“泛在连接，要素融合，人本管理，数字文明”四篇

赵敏

走向智能研究院执行院长，正高工。中国国家工业信息安全专家咨询委员会委员，中国工业技术软件化产业联盟（中国工业APP联盟）专家委员会委员，工业软件工程化与应用技术工信部重点实验室学术委员会委员。参与工信部CPS、工业互联网平台、工业互联网APP、工业软件等多本白皮书研编与审定工作，参与工程院中国智能制造发展战略研究报告部分研编工作。工信部工业互联网、智能制造、数字化转型专家。科技部、中国科协创新方法专家。

朱铎先

北京兰光创新科技有限公司、机智互联（北京）科技有限公司创始人、董事长，智能工厂实战型专家。曾在航天第二研究院、PTC公司工作多年。指导研发的设备物联网、制造执行系统（MES）等产品在航空航天等数百家企业得到成功应用。提出了“人机网三元战略”“六维智能工厂”等智能制造理论，参编智能制造国家标准、白皮书20余项，合著《机·智：从数字化车间走向智能制造》《三体智能革命》。兼任中国机电一体化协会MES分会副理事长等职。

刘俊艳

青岛科技大学工业工程专业教师，管理学博士，硕士生导师。长期从事工业工程、工业企业管理数字化转型升级、工业互联网等领域的科研及一线实践工作，涉及汽车及汽配零部件、机械加工、铸造、钢铁、家纺与家居用品等多个行业；自主研发工艺-工时数字化系统、面向管理的多级计划排程管控系统、（企业级）工业互联网平台等在工业企业得到成功应用；主持及参与政府/工信部相关部门智能制造规划、人才岗位能力标准等编制工作。

网起网兴，披沙拣金。工业主体，永续创新。

什么是工业互联网？一百个人有一百种解读。正如每个人心中都有一个哈姆雷特一样，每个人心中都有一个工业互联网画像，每个研究机构都有一个工业互联网定义。

观察、分析和认识工业互联网的视角有很多。本书作者重点从生态系统视角来尝试对工业互联网的组成要素、应用方式及发展演变规律做一个全景式描绘和阐述。

生态系统对本书的启示

一个完整的生态系统包括生物系统和无机环境两大组成部分。生物系统包括生产者、消费者和分解者，它们之间彼此相互作用和转化。生物系统中包含人，人是处于生物链顶端的智慧动物和智力源。无机环境包括阳光、空气、水、土壤等，是生命之基。

作者经过多年研究发现，一个完整的生态系统，本身就是非常复杂的原生“互联网络”系统。研究工业互联网的发展演变规律，可以借鉴原生“互联网络”系统的发展演变规律，从中可得出一些有益结论和受到一些意想不到的启发。

描述生态系统最贴切的术语体系，是始于自然天成、仿于物理世界、兴于赛博世界的各种互联网络。赛博世界与物理世界叠加融合，造就了CPS（赛博物理系统，又称信息物理系统）和工业互联网。工业界所必需的分工协同、需求导向、业务驱动，所遭遇的断供威胁、技术打压、系统外部高度不确定性等，导致工业互联网需求激增。

工业互联网，顺天时，逢地利，促人和，破奇点，克关隘，砥中流，恰好在两个百年的历史交汇点上，最大限度地展现出其适用于工业发展的优异禀赋。

本书撰写主线与思路

本书以“工业是主体”作为撰写主线，突出工业互联网的工业属性，以及工业属性赋予工业互联网的关键性、基础性、先导性、决定性作用，由此形成了本书工业互联网生态系统模型（IIEM）的实体维和资源维。

本书撰写思路沿着作者创建的几个重要模型，综合有序展开。

2016年9月，走向智能研究院的九位创始研究员撰写了《三体智能革命》（以下简称《三体智》），该书中“三体智能模型”以及对“意识人体”的高度重视和详细阐述，确定了本书以人为本研究工业互联网的总体思路，这也是书名“人本”二字的出处。《三体智》中提出的“五层互联网络”模型，是思考工业互联网生态系统模型的起点。该模型给心智认知DIKW模型加上了“数字化底座”，使其转化为数字化认知BDIKW模型，这是形成本书工业互联网生态系统模型（IIEM）数智维的基础。

2017年5月作者撰写的《忽视这一点，工业几点零都是零!》中指出：人将会继续成为第四次工业革命的主线，人是企业核心竞争力。

2018年10月出版的《机·middot;智：从数字化车间走向智能制造》（以下简称《机·智》），强调了“以人为本，智能制造战略落地之道”，是“人智”转“机智”第一智能范式的起源和基础。

在2020年4月出版的《铸魂：软件定义制造》（以下简称《铸魂》）中，作者指出：“机器在软件支撑下具有了一定的人类思考能力，当软件算法越好，芯片算力越强，工业数据越多，‘机智’程度就越高。于是，当‘机智’达到一定程度后，就具备了部分或完全替代人体/人脑的功能。”该论述让四个智能范式逐渐成形。

2021年2月作者撰写的《基于四层进阶模型，打造有灵魂的中国工业互联网》对工业互联网的发展路径进行了前瞻性观察与长远思考，指出工业互联网的四个发展阶段：泛在联接，要素融合，人本管理，数字文明。这四个阶段既确定了本书五个篇名中的四个—泛在联接篇、要素融合篇、人本管理篇、数字文明篇，也确定了本书副书名“从工业互联网走向数字文明”。

2021年8月作者提出的工业互联网生态系统模型（IIEM），是本书最大创新点。全书以八章内容来详细阐述IIEM“三维四流六层”之内涵。

2021年10月作者提出了工业互联网、智能制造创新发展的四个智能范式：“人智”转“机智”，“机智”群自治，“机智”哺“人智”，双智融新智。这四个智能范式所代表的四个智能级别，是判断工业互联网、智能制造等人造系统智能水平的重要依据。

上述多个作者原创模型，指导了本书概念递进：从模型到架构、从功能到智能、从理论到实践、从实施到应用的完整撰写过程。同时，业界在工业互联网实践中总结出来的工业互联网“六化”（数字化管理、平台化设计、智能化制造、个性化定制、网络化协同、服务化延伸）应用模式，也尽数体现在本书中。

本书篇章划分及概要

全书共有五篇十章内容。

概念模型篇包含第一章和第二章。第一章重点阐述生态系统的基本构成及其与互联网络的关系。联接是工业互联网的“第一性原理”和方法论。“五层互联网络”各层彼此叠加，形成了今天蓬勃发展的工业互联网。第一章对于工业内涵、工互网与产业集群做了深入解读。在我国国情的激励和国际大环境的推动下，以工业为主体发展工业互联网是历史的必然。我国已经走出了一条工业互联网自主创新道路。

第二章重点介绍作者独创的工业互联网生态系统模型（IIEM）。该模型来自作者长期理论研究和企业实践的经验。实体维描述由企业实体和产品实体组成的工业实体，资源维描述“产品-人-机-料-法-环-测”等企业资源，二者构成工业基本盘，称为物理层；数智维描述数字化转型基本规律，按照BDIKW模型上演数字化升维、降维的变革大戏。IIEM是指导企业理解和实施工业互联网的实用模型，第三章至第九章内容，都是沿着IIEM的三个维度展开论述的。

泛在联接篇包含第三章和第四章。

第三章重点阐述IIEM资源维的“产品-人-机-料-法-环-测”中的“机-料-法-环-测”五种资源，重点描述“机-料-法-环-测”如何联入工业互联网，以及如何优化配置这些资源。

第四章重点阐述IIEM资源维上的“产品-人-机-料-法-环-测”中的“产品”资源，重点描述各种形式的“产品”如何联入工业互联网，以及如何优化配置物理实体和数字虚体的产品资源。

要素融合篇包含第五章至第七章。第五章重点阐述IIEM实体维上的供应商（原材料）、制造商（产成品）、销售商（商品）、客户/维修商（在用品）四种复合型企业与产品实体，阐述四种实体所形成的实体流及其所对应的不同状态的产品如何联入工业互联网，以及如何优化配置实体流。

第六章重点讨论IIEM数智维上的BDIKW（比特←→数据←→信息←→知识←→智慧/决策）模型，描述BDIKW如何解构、重构和赋能工业实体并联入工业互联网，数据如何起到其应有的新型生产要素作用，工业互联网如何优化配置数字化的数据、信息与知识（DIK），如何做出数字化决策/预测（W）。

第七章讨论IIEM数智维上的延伸内容，即工业互联网的网络基础、标识解析体系、安全保障、工业软件，以及这些重要内容如何在工业互联网中起到其特定的支撑、导航、赋能、赋智与安全保护作用。

人本管理篇包含第八章和第九章。第八章重点论述IIEM资源维上的“产品-人-机-料-法-环-测”中的“人”这种特殊资源，重点描述人的智力资源（“人智”）如何联入工业互联网，“人智”与“机智”之间的作用关系和四个智能范式，以及工业互联网如何优化配置这些智力源。

第九章继续对IIEM资源维上“产品-人-机-料-法-环-测”中的“人”这种特殊资源进行讨论。在全社会数字化转型的历史关头，人作为企业中的核心资源必须得到真正重视。工业互联网如何做到以人为本，利人赋能，释放人性，给出适用于未来员工的新型管理模式。

数字文明篇包含第十章。第十章重点阐述数字文明与工业互联网的关系、工业互联网发展等高阶内涵议题，具有十分重要的战略意义。数字文明已经正式成为一个界定人类社会文明发展阶段的术语。它分为三个层次：企业内基于工业互联网形成合作共赢、利他精神的企业文化；企业外与客户和上下游合作伙伴紧密合作，创建和谐共生的生态圈，赋能社会；所有企业聚焦数字工业，发展数字经济，构建数字文明，打造人类命运共同体。

快速查阅和理解全书各章的相互关系，可以参阅附录A。

如何记忆书中独创内容

可以用“11-33-444-55-66”来简要记忆书中内容，数字含义说明如下。

“11”：一个工业互联网生态系统模型（IIEM），一套互联网络术语体系。

“33”：三个维度（实体维、资源维、数智维），人类三资源（人体、人脑、人智）。

“444”：四个流（实体流、资源流、数智流、动态价值流），工业互联网四层进阶模型，四个智能范式。

“55”：五层互联网络，数字化转型的五层管理进化路径。

“66”：观察产品的六个视角，智能制造六阶模型。

作者在本书使用到的部分术语/缩略语的释义表，参见本书附录B。

工互发展需要道路自信

“条条大路通罗马”，工业互联网的建设与应用并没有固定套路与路径，企业应该深入理解工业互联网本质，结合本地实际情况，灵活而务实地推进。

“罗马不是一天建成的”，工业互联网在生态系统层面上，需要各行各业积极探索、践行并持续推动，供给侧、需求侧密切协同，各利益攸关方长期共同努力。

邯郸学步不如自信迈步。怎样才能把路走好，不是别人教会的，智人的祖先就是在实践中不断摔打练习，最终健步如飞的。学会用中国经验、中国企业语境，来讲好中国工业互联网的模型构建和实施方法论，这是一门值得做好的功课。本书已经做出了初步探索，希望读者可以在自己的实践中再进一步，更上层楼。

在本书中，由作者独创的“干货”较多，很多内容，尤其是工业互联网生态系统模型（IIEM）是第一次与读者见面。新生事物或许会存在一些发育不健壮、考虑不周密、论述不严谨等疏漏之处，恳请读者不吝赐教。作者定当虚心接受，在后期再版时予以校正。
向尊敬的读者朋友们致以崇高敬意！

作者

赵敏　朱铎先　刘俊艳

2022年6月

序

前言

概念模型篇

第一章　网起网兴：工业互联网“前世今生”┆2

本章从介绍生态系统开始，引出工业即生态的认知；描述生态系统贴切的术语体系，是始于自然天成、仿于物理世界、兴于赛博世界的各种互联网络；赛博世界与物理世界叠加融合，造就了CPS和工业互联网；分工协同、需求驱动、问题导向、断供威胁等导致了工业互联网需求激增。

要素联接是客观世界普遍现象┆2

工业内涵、工互网与产业集群┆11

工业互联网产生的必然性┆19

工业互联网发展背景与意义┆24

本章参考资料┆31

第二章　披沙拣金：工业互联网生态模型 ┆33

本章将聚焦于“工业互联网生态系统模型（IIEM）”的建立与释义，通过比较国内外常见工业互联网定义与模型，根据作者在工业互联网领域的长期观察与实践，提出了独创的IIEM，给出了基于IIEM的技术路线和实施步骤。第三章至第九章内容，均沿着IIEM三个维度展开论述。

工业互联网模型的定义与比较┆33

IIEM三维四流基本构成┆39

IIEM运行机理分析与解读┆45

工互网明确主体重在实施┆50

本章参考资料┆57

泛在联接篇

第三章　资源网络：企业资源的优化配置 ┆60

本章将聚焦于IIEM资源维的“产品-人-机-料-法-环-测”中的“机-料-法-环-测”五种资源进行论述，重点描述“机-料-法-环-测”如何联入工业互联网以及如何优化配置这些资源。

机器设备联入工业互联网┆60

物料与仓储成为工业终端┆66

工艺与标准联入工业互联网┆72

作业环境联入工业互联网┆79

传感仪表联入工业互联网┆83

本章参考资料┆91

第四章　产品疆域：数物资源皆网络终端 ┆92

本章将聚焦于IIEM资源维的“产品-人-机-料-法-环-测”中的“产品”内容进行论述，重点描述“产品”如何联入工业互联网，如何起到其特定的资源作用，以及工业互联网如何优化配置物理实体和数字虚体的产品资源。

在研品的平台化设计┆92

在制品的智能化制造┆97

在用品的服务化延伸┆102

智能产品联入工互网┆107

本章参考资料┆113

要素融合篇

第五章　实体网络：需求驱动的企业协作 ┆116

本章将聚焦于IIEM实体维上的供应商（原材料）、制造商（产成品）、销售商（商品）、用户/维修商（在用品）四种实体进行论述，重点描述上述四种实体所形成的实体流及其所对应的不同状态的产品如何联入工业互联网，以及工业互联网如何优化配置实体流。

工业实体上下游协同合作┆116

工业互联网兼收并蓄三链┆122

企业和区域协同发展体系┆128

工业互联网生态系统精髓┆133

本章参考资料┆138

第六章　数据赋能：数字转型之基本逻辑 ┆140

本章将聚焦于IIEM数智维上的BDIKW（比特←→数据←→信

息←→知识←→智慧/决策）内容，重点描述数据如何起到其应有的新型生产要素作用，工业互联网如何优化配置数字化的数据、信息、知识（DIK），如何根据DIK做出数字化预测与决策（W）。

硅基知识承载模型算法和推理┆140

数据成为新型生产要素的意义┆146

数字生产力如何融入工业现场┆152

内外循环·知识要素·数字经济┆157

本章参考资料┆163

第七章　网海标识：工互安全保障新工软 ┆164

本章将聚焦于IIEM数智维上的延伸内容，即工业互联网的网络基础、标识解析体系、安全保障、工业软件，以及这些重要内容如何在工业互联网中起到其特定的支撑、导航、赋能、赋智与保护作用。

工业互联网的网络基础┆164

工业互联网标识解析体系┆170

工业互联网的安全保障┆176

工业互联网与工业软件┆180

本章参考资料┆186

人本管理篇

第八章　智能范式：四个层次递进且共存 ┆188

本章将聚焦于IIEM资源维上的“产品-人-机-料-法-环-测”中的“人”这种特殊资源，重点描述人的智力（“人智”）资源如何联入工业互联网，“人智”与“机智”之间的作用关系和四个智能范式，以及工业互联网如何优化配置这些智力源。

第一范式：“人智”转“机智”┆188

第二范式：“机智”群自治┆193

第三范式：“机智”哺“人智”┆198

第四范式：双智融新智┆203

本章参考资料┆208

第九章　管理跃迁：数智时代须以人为本 ┆210

本章将聚焦于IIEM资源维上的“产品-人-机-料-法-环-测”中的“人”这种特殊资源。在全社会数字化转型的历史关头，人作为企业中的核心资源必须得到真正重视。工业互联网应该以人为本，利人赋能，实现基于人性的管理，给出适用于未来员工的新型管理模式。

用旧地图无法找到新大陆┆210

管理难，根源在三个失真┆215

以理促管数智技术利人本┆221

工互网拓展职场崭新模式┆226

本章参考资料┆232

数字文明篇

第十章　数字文明：工业互联网高阶演进 ┆234

2021年9月26日，习近平主席在向主题为“迈向数字文明新时代—携手构建网络空间命运共同体”的世界互联网大会乌镇峰会致贺信时强调指出：“让数字文明造福各国人民，推动构建人类命运共同体”。数字文明正式成为一个界定人类社会文明发展阶段的术语。本章给出数字文明定义，讨论数字文明与工业互联网的关系、工业互联网发展的高阶内涵等内容。

携手迈向数字文明的崭新时代┆234

工业互联网助推企业数字文化┆240

工业互联网助推生态数字文明┆246

数字文明与人类命运共同体┆252

本章参考资料┆257

附录

附录A　全书各章阐述IIEM内容阅读引导 ┆259

附录B　本书所用术语/缩略语释义表 ┆260

后记 ┆263

致谢 ┆266