工业互联网的概念最初于 2012 年由美国通用电气公司（GE）提出，指在物联网的基础上，综合应用大数据分析技术和远程控制技术，优化工业设施和机器的运行维护，以提升资产运营绩效。工业互联网是重要的网络基础设施，同时还是新业态和新模式，对于提高工业生产率、加快构建“机机互联、人机互联”的新制造业体系有着重要作用。
美国工业互联网的发展模式
2008 年国际金融危机之后，美国意识到之前的“去工业化”导致了“产业空心化”的问题，因此，为了振兴经济，美国政府提出了制造业复兴计划，开展了“再工业化”战略。
2012 年，美国的通用电气公司（GE）在全球范围内首次提出“工业互联网”，它是工业革命带来的机器、设施、机群和系统网络方面的成果与互联网革命涌现出的计算、信息和通信系统方面的成果的融合。工业互联网把工业系统与低成本的传感器和互联网的连接能力融合在了一起，走上了舞台。
2014年，美国的 GE、IBM、Cisco 等龙头企业主导成立了工业互联网联盟（IIC），为进一步构建工业互联网平台打下了坚实基础。IIC 共同推动工业互联网发展，强化工业互联网平台的服务能力。
2015 年 IIC 发布了工业互联网 IIRA 参考架构，如图 1 所示，系统性地界定了工业互联网的架构体系。2017 年 IIC 提出了 IIRA 1.8 版，其中融入了新型工业物联网（IIoT）技术、概念和应用程序，使业务决策者、工厂经理和 IT 经理能更好地从商业角度驱动 IIoT 系统开发。
美国工业互联网总体架构IIRA模型（图片来源：美国工业互联网联盟IIC）
2018 年 12 月 GE 提出了 Predix 平台，这是工业互联网发展的又一次重大突破。GE 希望 Predix 成为工业互联网的标准，成为各个合作伙伴都愿意参与的生态系统。Predix 通过对外开放，可以和业界其他合作伙伴进行“互操作”，将各种工业资产设备和供应商相互连接并接入云端，同时提供资产性能管理（APM）和运营优化服务。
美国参数技术公司（PTC）在制造业研发领域具备产品和服务优势，是 CAD/CAE/CAM/PLM 领域最具代表性的软件公司。该公司凭借 ThingWorx 平台被多家研究公司评为 2018 年全球工业互联网市场技术领导者，成为全球应用最为广泛的工业互联网平台企业。
从美国工业互联网的发展过程来看，美国政府并未设立专门的推进机构，也没有制定相关国家战略，而是坚持市场化原则，由企业主导进行，依托其行业巨头和发达成熟的市场机制实现工业互联网的蓬勃发展。
德国工业互联网发展历史
德国于 2013 年汉诺威工业博览会首次提出了“工业4.0”的概念。在当时，德国制造业面临一系列内外部挑战：外部面临短期出口下滑、中期产业升级压力、长期竞争压力等；内部面临劳动力成本上升、创新能力减弱和制造业比重下滑的困境等。
德国“工业4.0”战略是对“工业1.0”（机械制造设备引入）、“工业2.0”（电气化应用）和“工业3.0”（信息化发展）的延伸。“工业4.0”战略是主要以物联网（Internet of Things，IoT）和务联网（Internet of Service，IoS）为基础，以迅速发展的新一代互联网技术为载体，加速向制造业等工业领域全面渗透的技术革命，充分融合互联网+制造业，构建智能工厂、实现智能制造。
工业 1.0 是 18 世纪开始的第一次工业革命，实现了机械生产代替手工劳动，进入蒸汽机时代；工业 2.0 始于 20 世纪初，依靠生产线实现批量生产，进入电气化时代；工业 3.0 指 20 世纪 70 年代以后，依靠电子系统和信息技术实现生产的自动化，步入信息化时代；工业 4.0 强调从装备的智能化升级出发，利用数据技术，将信息数据化、智慧化，提升生产制造的服务能力，步入智能化时代。
德国工业4.0架构RAMI4.0模型 （图片来源：德国电工电子与信息技术标准化委员会DKE）
德国以鼓励创新为核心，为工业 4.0 战略的发展予以政策支持。2013 年 4 月，德国政府发布了《保障德国制造业的未来--关于实施工业4.0战略的建议》，并在此后陆续出台了一系列指导性政策，如 2014 年 8 月通过《数字化行动议程(2014-2017)》，2016 年发布“数字战略2025”，2017 年又发布了“数字平台”白皮书，制定“数字化的秩序政策”。此外，为鼓励技术创新，德国政府加大税收优惠力度，并设置高科技创业基金，对实施“工业4.0”过程中的创新型企业研发给予风险投资支持。
德国的工业互联网发展模式模式有别于美国，主要以创新产品的质量为核心进行熊彼特式非价格竞争。因此，德国依托制造业优势，在政策层面激励工业互联网平台的技术创新。
中国工业互联网发展模式
2010 年以前，是中国工业互联网发展的萌芽期。2009 年，阿里巴巴集团率先开展云平台的研究，并与制造、交通、能源等众多领域的领军企业合作，为一些工业企业搭建云平台奠定良好基础。
2010 年—2014 年，中国进入工业互联网的发展初期阶段。腾讯和华为等公司逐步搭建并开放平台，对外提供云服务。
2015 年至今为工业互联网快速发展阶段。航天云网、三一重工、海尔、富士康等企业依托自身制造能力和规模优势，推出工业平台服务，并逐步实现由企业内应用向企业外服务的拓展。和利时、用友、沈阳机床、徐工集团等企业则基于自身在自动化系统、工业软件与制造装备领域的积累，进一步向平台延伸，尝试构建新时期的工业智能化解决方案。
我国工业互联网体系架构在探索中不断完善。2016 年 8 月，中国工业互联网产业联盟发布了《工业互联网体系架构（版本1.0）》，提出了工业互联网网络、数据、安全三大体系，为工业互联网的基础研究、技术创新与产品开发、标准体系建设指导以及实践工作方面作出了重要贡献。
随着我国工业互联网的不断发展和演进，2020 年 4 月，工业互联网体系架构 2.0 问世，如图 3 所示。体系架构 2.0 继承了 1.0 的核心思想，包括业务视图、功能架构和实施框架三大板块，以商业目标和业务需求为导向，进行系统功能界定与部署实施，为我国工业互联网的发展方向提供了更加细化的指引。
中国工业互联网体系架构2.0（图片来源：中国工业互联网产业联盟）
我国对于工业互联网的发展提供了强有力的政策支持。2015 年以来，我国陆续出台关于“互联网+”、中国制造强国建设战略等领域的多项产业政策，推动工业互联网的建设。在十九大报告提出要“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”后，工业互联网相关政策更是持续加码：2017 年 11 月国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，形成了我国工业互联网发展的顶层设计。2018 年 2 月工信部开展工业互联网“323”行动，计划实施工业互联网三年行动计划。紧接着国家制造强国建设领导小组下设立工业互联网专项工作组，统筹协调我国工业互联网发展工作。2018 年 5 月，工信部印发了《工业互联网APP培育工程实施方案（2018—2020年）》，在未来三年中协同推进工业 APP 发展。同年 6 月，工信部印发《工业互联网发展行动计划（2018—2020）》和《工业互联网专项工作组2018年工作计划》，提出到 2020 年底初步建成工业互联网基础设施和产业体系的行动目标。2020 年 12 月 22 日，工业互联网专项工作组印发《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》，指出 2021-2023 年是工业互联网的快速成长期，力求推动工业互联网新型基础设施建设量质并进发展，大范围推广新模式、新业态，显著提升产业综合实力。2021 年提出的“十四五”规划要求积极稳妥发展工业互联网，打造工业互联网平台，构建多层次工业互联网平台体系，培育数据驱动的制造业数字化转型新模式新业态。重点政策汇总见表 1。
表1 2015-2022年我国工业互联网相关政策汇总
总 结
通过综合比较美、德、中三国工业互联网的发展历程，可以发现：美国工业互联网的发展由企业主导，政府并未将其列为国家战略，主要坚持市场化原则，以资本为导向，由跨国巨头推进。德国工业互联网的发展则以其制造业创新为核心，根据其自身在制造研发领域的优势，聚焦于其创新产品质量而非市场价格竞争，坚持打造新型工业形态的战略。中国工业互联网的发展仍处于初级阶段，面临着核心技术缺乏自主创新、细分领域之间合作不足、生态体系薄弱、商业模式创新不够等问题，主要依靠政府主导以及相关政策扶持发展。国家希望以推进供给侧结构性改革为主线，结合实施建设制造强国战略和数字经济发展战略，依托工业互联网，促进新一代信息技术与制造业的深度融合，从而推动实体经济加速转型升级。
