重構：數字化轉型的邏輯（簡體書）

本書從理論與實踐、技術與經濟、宏觀與微觀、國際與國內等不同視角，系統回答了智能製造、兩化融合、工業4.0、工業互聯網等一系列新概念、新戰略是什麼、為什麼、如何看、怎麼幹，全面闡釋了 ICT 推進製造業等實體經濟轉型的內在機理，深入分析了數字化轉型的技術邏輯、經濟邏輯和商業邏輯，概括成一句話那就是，在數據+算法定義的世界中，以數據的自動流動化解複雜系統的不確定性，優化資源配置效率。並提出在全球數字化轉型大背景下技術、產業變革的方向和趨勢。

安筱鵬，2003年獲東北財經大學經濟學博士學位，曾任中國電子信息產業發展研究院任規劃研究所副所長、所長，曾就職於工業和信息化部信息化推進司、電子信息司、信息化和軟件服務業司。長期從事信息產業及信息化領域的理論研究和公共政策制定工作，近年來參與了多項國家信息產業及信息化發展戰略、規劃和政策的研究制定工作。

序一
製造業是經濟發展的脊樑，製造業是大國崛起的支柱。
工業革命以來，製造業成為科學和技術進步成果的主要載體，製造業成為創新的發源地。
300 年科學技術和產業的發展，積累了一場新的變革，似乎這場變革依然選擇製造業為試驗場。
這場變革，肇始於信息技術從通用目的技術向大眾技術轉變，信息資源從理論概念向經濟社會發展所有領域、各個環節不可須臾或缺的要素轉變。
這場變革發軔於感知、物聯、移動、大數據、人工智能這些信息技術新領域推動了比特與原子的融合，信息技術、工業技術的融合，工業基礎設施與信息基礎設施的融合。融合的新技術體系和基礎設施有能力改變工業革命以來形成的產業形態、技術路徑、商業模式。
這場變革加速於 2008 年金融危機。危機的發生推動著學術界、產業界、政界的思考，為什麼，走向何方，如何在變革中保持企業和國家的競爭力。
這場變革來得如此迅猛、廣泛、深刻。2008 年，全球市值前五位沒有一家互聯網公司，2018 年，前五名被互聯網企業包攬。網絡穿透了國界， 滲透到經濟、社會、軍事、文化、生活的各個角落，呀呀學語以手機為工具、行動不便的老人用手機購買服務。知識普及、能力提升以從來沒有過的速度前行，從物質產品極度匱乏到大規模產能過剩，中國只用了 30 年時間。製造業正在系統體驗由此帶來的變革。先進製造業、智能製造、工業4.0、互聯網 + 製造、工業互聯網、兩化深度融合、數字化轉型，網絡製造、綠色製造、極限製造、柔性製造、定制生產、循環製造、數字製造，製造業歷史上從來沒有像今天一樣，在短短的時間內，為如此多的技術、概念、模式包圍。
製造業正在嘗試突出重圍、引領變革。一道道工藝、一個個產品、一條條生產線、一個個企業、一串串供應鏈正在將數字、技術、平臺融合， 從相對落後的昨天，向網絡化、數字化、智能化的明天轉變；感知、物聯、數字孿生、信息物理系統正以製造業的實踐詮釋數字如何與原子融合，工業技術、信息技術、智能技術融合起來為製造業產生了更高的效率。這些探索，為經濟社會各個領域在新技術體系下的發展，提供了參考模板。
安筱鵬博士以官員的身份觀察、推動這場變革，以學者的睿智思考、歸納這場變革。其近作《重構：數字化轉型的邏輯》一書，正是這雙重視野的結晶。
全書三個部分，從智能製造、工業互聯網、數字經濟出發，以經典的實例為引導，以經濟學理論為根基，對變革的技術特徵、路徑特徵、商業模式特徵、理論特徵作了系統而又具體的分析和總結，不失為關注、參與到這場變革中的學者、技術人員、企業家、政府官員一本難得的參考讀物。
是以為序。


楊學山
2018 年 10 月 31 日
于北京到福州的航班上

序二
當前，新一代信息技術、新材料技術、新能源技術正在帶動群體性技術突破，新的商業組織形態和商業模式層出不窮。特別是新一代信息技術和先進製造技術深度融合，柔性製造、網絡製造、智能製造日益成為全球製造業發展的重要方向。我國是製造業大國，也是互聯網大國，擁有完備的產業體系、堅實的製造基礎和吸收新技術的巨大國內市場，在新興科技和產業領域已取得一定突破，具有抓住這次科技和產業革命機遇的有利條件。面對這一新的歷史機遇，我們必須牢牢把握技術變革的內在發展規律， 順勢而為、前瞻部署，搶佔新一輪產業競爭的制高點。
回顧工業革命近三百年發展史，每一次技術變革都將帶來社會生產過程確定性的大幅 提高，從提高動力輸出確定性的內燃機，到提高產品精度確定性的可編程控制邏輯器，再到提高企業管理運營確定性的軟件系統 , 確定性是不變的追求。而每一次確定性的提升都伴隨著更大範圍不確定性湧現，不確定性是永恆的主題。近幾年來，隨著工業互聯網的蓬勃發展， 產品、機器、數據、人等實現互聯互通和綜合集成，促進設備運行、車間配送、企業生產、市場需求之間的實時信息交互，原材料供應、零部件生產、產品集成組裝等全生產過程變得更加精准協同。同時，個性化定制、網絡化協同、智能化生產、服務化延伸等新模式新業態的湧現為製造業帶來了更大範圍、更深層次、更廣領域的複雜不確定性，也為社會生產發展提供了更多的路徑選擇。
新一輪產業革命背景下，萬物互聯、數據驅動、軟件定義、平臺支撐、智能主導的發展特徵日益突顯，數據即將成為這個時代的核心資源。基於數據的生產，將推動製造業智能化升級。如果說傳統的自動化、數字化、網絡化給生產製造提供了“肢體”“感官”和“神經”，大數據的應用則給生產製造配上了“大腦”，使之能靈活應對各種業務場景，實現真正的智能。通過整合、分析製造設備數據、產品數據、訂單數據以及生產過程中產生的數據，能夠使生產控制更加及時準確，生產製造的協同度和柔性化水平顯著增強。基於數據的決策，將增強製造業管理能力。推動跨行業、跨區域創新組織的建立和協同設計、電子商務、眾包眾創等新模式的發展， 增強製造企業的管理能力。基於數據的運營，將加快製造業服務化進程。推動企業業務從產品生產銷售，向生產型服務領域延伸，發展模式從圍繞產品生產銷售提供售後服務，轉為圍繞提供持續服務進行產品設計，主要利潤來源從產品製造與銷售環節，轉為售後的生產型服務環節。基於數據的創新，將催生新產品新模式新業態。我國擁有全球最大的消費市場和最多樣的消費需求，將大數據融入到可穿戴設備、家居產品、汽車產品的功能開發中，能夠推動技術產品的跨越式創新，形成智能可穿戴設備、智能家居、智能網聯汽車等製造業發展新領域，有助於搶佔製造業新的增長點和制高點。
《重構：數字化轉型的邏輯》一書，是安筱鵬博士對多年信息化工作經驗的系統梳理和昇華，作者從技術、產業、經濟、哲學等多個視角審視製造業數字化轉型內在機理，在眼花繚亂的概念叢林中剝離出一條新工業革命的發展路徑――從智能製造到工業互聯網，在確定性與不確定性之間， 找到了屬�這個時代的決策邏輯――“數據 + 算法”。這是一本有思想、有內涵、有價值的讀物，值得細細品讀。

羅 文
工業和信息化部副部長
序三

冷靜思考複雜環境下中國製造業轉型升級的方向與路徑

在當前的環境下，談論實體經濟特別是製造業的轉型發展，顯得尤為重要。一方面，經過多年的實踐摸索，很多企業找到了方向和路徑，成績很大， 但從總體來看，不容樂觀，道阻且長；另一方面，全球產業競爭日趨激烈， 知識產權糾紛更加突出，貿易保護主義聲浪高漲，中國製造業面臨的環境複雜而艱難。過去三十年，我一直重點關注中國製造業的發展，為此我認為， 要特別重視三個問題。
第一個問題，是審視我們製造業的真實狀況。改革開放四十年，最大的成就體現在我國製造業的發展上，我們已經是世界公認的製造大國。但是， 我們同時要承認，我們不是製造強國，甚至，仍處於全球製造業的第三梯隊。尤其需要重視的是，在新一輪工業革命的背景下，中國製造業的數字化、網絡化、智能化發展已經落後了。正如本書披露的，2016 年，數字經濟在全球發達國家 GDP 的比重達到 50% 左右，而中國剛過 30%。製造業是根本， 很遺憾我們在前些年有些偏離了這個根本，現在糾偏的意義重大，時機尤為刻不容緩。
第二個問題，是我們要取什麼方向，走什麼路徑。本書為這個問題提供了一個詳盡的藍圖，主要經歷體系重構、動力變革、範式遷移的蛻變與涅槃；以互聯網、大數據、人工智能的精准動態思維取代傳統製造的冗余思維；以數據的自動流動化解複雜系統的不確定性，實現傳統製造的轉型升級；再從智能製造進到工業互聯網階段。感興趣的讀者可以仔細研讀本書。
第三個問題，是如何處理前進過程中的各種關係。近年來，中美關於貿易規則、知識產權、產業競爭等糾紛不斷，背後潛藏著關於世界秩序的更深層矛盾，如何走出修昔底德陷阱，需要的不僅僅是技巧與耐性。相比於外部關係，內部的事情需要給予更多的關注。製造業的地位、製造業與虛擬產業的關係、製造業與服務業的關係、國企的改革與民企的未來、產權的保護和法治的建設、政府與企業的角色定位、改革開放的穩定預期等等， 如果不能理順，如果沒有“一百年不變”的魄力和決心，就難以開創出下一個輝煌的歷程。如果有預期有決心，困難算什麼？改革開放四十年不就是從困難中走過來的嗎？
讓我感到振奮的是，這三個問題，本書都有很好的探討，而且很多探討是可以直接付諸實踐的。在當前內外部錯綜複雜的情況下，中國製造業轉型發展的方向和路徑是什麼，作者對這個重要議題的表達，全面準確、邏輯嚴密、直擊本質，值得我們靜下心來好好讀一讀。

陳春花
北京大學王寬誠講席教授國家發展研究院 BiMBA 院長
2018 年 12 月於朗潤園
前言
/ 擁抱數據驅動的新時代/
伴隨著新一代信息通信技術的持續創新和滲透擴散，新一輪工業革命正在全球範圍孕育興起，製造業正邁向體系重構、動力變革、範式遷移的新階段，加速向數字化、網絡化、智能化方向延伸拓展，萬物互聯、數據驅動、軟件定義、平臺支撐、組織重構、智能主導正在構建製造新體系， 成為全球新一輪產業競爭的制高點。
製造業正邁向體系重構的新階段。工業革命 300 年來，從機械化、電氣化、自動化到智能化，技術變革是永恆的主題，在新一輪產業革命背景下， 以互聯網、大數據、人工智能為代表的新一代信息通信技術與製造業加快融合發展，正在全方位重構製造效率、成本、質量管控新體系，全方位重塑製造業的生產主體、生產對象、生產工具和生產方式。第一，誰來生產（Who）在變。生產主體從生產者向產消者（prosumer）演進，個性化定制模式的興起讓消費者全程參與到生產過程中。第二，生產什麼（What） 在變。伴隨著萬物互聯時代的到來，生產對象從功能產品向智能互聯產品演進，可動態感知並實時響應消費需求的無人駕駛、服務機器人等智能化產品的商業化步伐不斷加快。第三，用何工具（Which）在變。信息技術革命使得工業社會傳統的以能量轉換為特徵的工具被智能化的工具所驅動，形成了智能工具――對信息進行採集、傳輸、處理、執行能力的工具， 當前，數字化技術使勞動工具加速智能化，生產工具從傳統的能量轉換工具向智能工具演進，3D 打

上篇 智造的邏輯：從生產裝備自動化到數據流動自動化
CHAPTER 01 智能製造的本質 002
一、信息、不確定性與人類社會發展 002
（一）認知的動力：對不確定性的恐懼 003
（二）認知的分野：認知規律中的不確定性 004
（三）信息的價值：減少認知的不確定性 007
（四）社會的演進：基於信息能力拓展的分工與協作 009
二、企業競爭的本質：優化資源配置效率的競爭 012
（一）企業競爭的本質 012
（二）不確定性的來源 013
三、智能製造的本質：以數據的自動流動化解複雜系統的
不確定性 016
（一）智能的演化 016
（二）數據的自動流動 018
（三）信息化與資源優化配置 020
CHAPTER 02 製造業智能化轉型的趨勢 023
一、萬物互聯：互聯一切可數字化的事物 023
二、數據驅動：驅動製造資源的優化配置 027
三、軟件定義：定義數據自動流動的規則 028
四、平臺支撐：支撐製造業生態體系的構建 030
五、組織重構：重構社會分工協作體系 032
CHAPTER 03 信息物理系統（CPS）：智能製造技術體系
一、CPS 的總體定位：支撐智能製造的綜合技術體系 035
036
二、CPS 的技術要素：“一硬”“一軟”“一網”
“一平臺” 037
三、CPS 的層級體系：單元級、系統級、系統之系統級 040
四、全面理解 CPS：堅持五個統一 043
五、建設 CPS 的思路：數據自動流動是關鍵 046
（一）資源優化是目標 046
（二）數據自動流動是關鍵 048
（三）工業軟件是核心 050
（四）新型能力培育是主線 051
（五）系統解決方案是重點 053
CHAPTER 04 軟件定義的未來工業
一、軟件定義的本質 054
054
（一）國際製造業巨頭的轉型 055
（二）中國領軍企業的探索 057
（三）工業軟件的本質 058
二、軟件定義產品 060
（一）軟件定義產品功能 061
（二）軟件定義產品結構 063
三、軟件定義企業管理流程 066
（一）軟件支撐和定義的研發設計模式 067
（二）軟件支撐和定義經營管理模式 071
（三）軟件支撐和定義的組織架構 073
四、軟件定義企業生產方式 076
（一）製造範式的遷移：從實體製造到虛擬製造， 以快速迭代、持續優化、數據驅動重建製造
效率、成本、質量管控體系 077
（二）製造模式的變革：從規模生產到定制生產， 以數據的自動流動解決複雜製造系統的不
確定性、多樣性和複雜性 081
（三）製造系統的重建：從封閉體系走向開放體系，
以網絡化協同實現製造資源局部優化向全域
優化的演進 083
五、軟件定義企業新型能力 086
（一）產品研發創新能力 087
（二）精益及柔性生產能力 088
（三）市場需求實時響應能力 089
（四）全生命週期服務能力 091
六、軟件定義產業生態 092
（一）軟件定義的智能終端產業生態 092
（二）軟件支撐和定義的智能裝備產業生態 093
（三）軟件定義的智能製造產業生態 095
CHAPTER 05 工業 4.0：他山之石的啟示 097
一、工業 4.0：為什麼 097
（一）危機意識 098
（二）機遇意識 099
（三）領先意識 101
二、工業 4.0：是什麼 103
（一）工業 4.0 是互聯 103
（二）工業 4.0 是集成 104
（三）工業 4.0 是數據 106
（四）工業 4.0 是創新 107
（五）工業 4.0 是轉型 109
三、工業 4.0：如何看 111
（一）工業 4.0 與兩化深度融合：如出一轍、
異曲同工、殊途同歸 111
（二）工業 4.0：德國製造的新品牌、新名片 113
（三）德國工業 4.0 戰略的實施：舉全國之力 115
（四）優先行動：標準、技術、人才 117
（五）信息安全：全球的共同挑戰 119
四、工業 4.0：怎麼幹 119
（一）凝聚行業共識：把智能製造作為兩化融合的
主攻方向 119
（二）整合產業資源：把增強智能裝備和產品自
主發展能力作為智能製造的突破口 121
（三）突出試點示範，把推廣普及智能工廠作為
智能製造的切入點 122
（四）創新體制機制，把培育新業態、新機制、
新模式作為智能製造的核心任務 123
（五）堅持標準先行：把制訂智能製造標準化作為
智能製造的優先領域 124
（六）夯實產業基礎：把構建自主的信息技術產業體系和工業基礎能力作為建設智能製造的
重要支撐 125
（七）強化保障能力：人才、信息安全和製造業
創新體系 126
中篇 工業互聯網：從基於產品的分工到基於知識的分工
CHAPTER 06 探索製造業與互聯網融合發展之路 130
一、製造業是實施“互聯網 +”行動的主戰場 130
（一）這是由製造業的戰略地位所決定的 130
（二）這是催生中國經濟增長新動能的客觀要求 131
（三）這是互聯網與製造業融合的特徵和趨勢所決定的 132
二、我國製造業與互聯網融合發展的新進展 133
（一）基於互聯網的開放式“雙創”平臺不斷湧現，
成為支持製造業轉型升級的重要依託 133
（二）骨幹企業研發設計邁向集成協同新階段，
新型研發組織模式不斷湧現 134
（三）智能裝備在重點行業開始普及，成為增強產業
核心競爭力的重要途徑 135
（四）信息技術與製造業融合發展，推動製造業生產
方式持續變革 135
（五）生產性服務業引領製造業轉型升級，新的基礎
設施體系不斷完善 135
三、製造業與互聯網融合發展面臨的新形勢 136
（一）互聯網加速構建新的創新體系，日益成為
製造業轉型升級的新動力 136
（二）互聯網加速開闢市場需求新領域，拓展
製造業發展新空間 137
（三）互聯網加速構建新型製造體系，重塑國際
競爭新優勢 138
四、“雙創”平臺是推進製造業與互聯網融合的抓手 139
（一）“雙創”助力製造業提質增效、轉型升級 139
（二）大企業是推動“雙創”的主力軍 140
（三）“雙創”平臺建設是兩化融合的深化 141
五、新模式是製造業與互聯網深度融合的重要標誌 143
（一）網絡化協同製造 143
（二）個性化定制 145
（三）服務型製造 149
（四）製造業分享經濟 150
六、“新四基”是深化製造業與互聯網融合的關鍵支撐 152
（一）什麼是“新四基” 152
（二）為什麼要發展“新四基” 154
（三）“新四基”發展重點 154
CHAPTER 07 工業互聯網平臺：為什麼，是什麼，怎麼看？ 156
一、為什麼 156
（一）工業互聯網平臺是技術發展的新階段 157
（二）工業互聯網平臺是企業競爭的新賽道 158
（三）工業互聯網平臺是產業佈局的新方向 158
（四）工業互聯網平臺正處在規模擴張的窗口期 159
二、是什麼 159
（一）工業互聯網平臺的架構 159
（二）工業互聯網平臺的本質 170
（三）工業互聯網平臺的核心 180
（四）工業互聯網與消費互聯網的區別 183
（五）製造業數字化架構體系的演進：從傳統 IT 架構
到工業互聯網架構 184
（六）微服務：工業互聯網架構技術變革的關鍵 186
（七）工業互聯網平臺的主要矛盾 194
三、怎麼看 196
（一）工業雲視角 196
（二）解決方案視角 198
（三）操作系統視角 200
（四）產業生態視角 202
（五）經濟學的視角 204
CHAPTER 08 工業互聯網平臺的演進路徑 213
一、成本驅動導向階段 213
二、集成應用導向階段 214
三、能力交易導向階段 216
四、創新引領導向階段 217
五、生態構建導向階段 218
CHAPTER 09 工業互聯網平臺建設的出發點、切入點、
著力點和落腳點 220
一、工業互聯網平臺建設的出發點 220
（一）工業互聯網平臺是建設現代化產業體系的
重要支撐 221
（二）工業互聯網平臺是建設製造強國和網絡強國的
焊接點 221
（三）工業互聯網平臺是我國經濟實現高質量發展的
必然選擇 221
（四）工業互聯網平臺是全球新一輪產業競爭的制高點 222
二、工業互聯網平臺建設的切入點 222
（一）工業設備上雲是工業互聯網平臺建設的切入點 223
（二）推動工業設備上雲 224
（三）工業設備上雲亟須突破的四大瓶頸 225
三、工業互聯網平臺建設的著力點 227
（一）打造兩類工業互聯網平臺 227
（二）建設三類工業 App 228
（三）開展四類試驗測試 229
（四）完善四大支撐體系 229
四、工業互聯網平臺建設的落腳點 230
（一）在宏觀層面上，提升數據驅動的資源高效
配置能力，助力動力變革 231
（二）在中觀層面上，培育數據驅動的生態構建
能力，搶佔產業競爭制高點 231
（三）在微觀層面上，打造數據驅動的企業新型
能力，構築競爭新優勢 232
下篇 數字經濟：從製造大國到製造強國之路
CHAPTER 10 製造強國：迎接新一輪產業革命的歷史使命 236
一、對當前新一輪產業革命的基本認識 236
（一）新一代信息技術蓬勃發展以及與傳統工業 技術的融合創新，是新一輪產業革命的產業
技術基礎 236
（二）各國對 2008 年金融危機的深刻反思，增強了
各界應對新一輪產業革命的危機感和緊迫感 237
（三）高端裝備產業的戰略地位更加凸顯，智能製造
成為新一輪產業革命的主攻方向 238
（四）構建跨領域、協同化、網絡化國家製造業創新
體系，成為發達國家的共同選擇 238
二、各國戰略佈局對中國製造強國建設的意義和啟示 239
（一）牢牢樹立製造業是國家崛起、實現兩個百年
目標戰略基石的理念 23