作者：王建伟
出版社：人民邮电出版社
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数字领航 换道超车：数字化转型实践探索试读：
前言
当前，互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术正在引领新一轮科技革命，全球正迈向万物互联、数据驱动、软件定义、平台支撑、智能主导的数字经济新时代，数字化转型正成为产业变革的主旋律。工业经济时代的产业运行体系将发生根本性变革，资源配置、生产组织、创新协作等方式加快转变，全球经济将迈入体系重构、动力变革、范式迁移的新阶段。在这场调整变革中，企业需要重新审视自己的地位、重新定位自己的角色、重新找到发展的方向，以网络化、个性化、服务化、共享化为价值导向的商业模式将会不断涌现。
数字化转型是引领新一轮科技革命和产业变革的重要引擎。新一代信息技术是新一轮科技革命中创新最活跃、交叉最密集、渗透性最强的领域，正在引发系统性、革命性、群体性的技术突破和产业变革。互联网实现人、机、物的泛在连接，大幅提高交易效率和生产效率；大数据成为新的生产要素，带动资金、技术、人才等资源的优化配置；人工智能加速向研发、生产、管理、服务等环节渗透，推动制造业向智能化转型；软件实现人类知识和技术的模型化、算法化、代码化，定义和支撑制造业的基础性作用不断增强；平台成为全要素、全产业链和全价值链连接的载体和枢纽，加快构建开放共赢的产业新生态，推动制造业发展迈向万物互联、数据驱动、软件定义、平台支撑、智能主导的新阶段。
数字化转型是构建现代化产业体系的有效抓手。新一代信息技术加速向传统产业领域融合渗透，正在推动产品、装备、工艺、管理、服务的智能化步伐不断加快，推动形成新的创新体系、生产方式和产业形态，跨领域、协同化、网络化的工业互联网平台成为产业创新的重要载体，智能制造、网络制造、柔性制造、绿色制造、服务型制造等新模式不断涌现，数字经济、平台经济、共享经济等新业态竞相浮现，产业转型升级加速迈向更广范围、更深层次、更高水平。
数字化转型是实现经济高质量发展的战略选择。我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期，需要充分发挥新一代信息技术的创新引领作用，以信息流带动技术流、资金流、人才流，推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革，提高全要素生产率。党的十九大提出“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”的决策部署，为新一代信息技术与制造业在更广范围、更深层次的融合渗透指明了方向，有利于激发创新潜能、重构生产体系、引领组织变革、高效配置资源，有利于新技术的创新、新产品的培育、新业态的扩散和新模式的应用，有利于加快形成精准、高效的制造业供给体系，推动经济高质量发展。
产业数字化转型正成为新一轮产业变革的核心，必然引发资源配置方式、产业创新体系、生产运行方式、组织管理模式的根本性变革。
数字化转型促使资源配置更加网络化、全球化、快捷化。数字化转型通过实现数据自由流动，以信息流带动技术流、资金流、人才流、物资流，不断突破地域、组织、技术的边界，推动形成泛在连接、弹性供给的工业互联网、“双创”、电子商务等资源要素共享平台，促进资源配置从单点优化向多点优化演进，从局部优化到全局优化演进，从静态优化向动态优化演进，全面提升全要素的流通效率和水平。
数字化转型促使产业创新更加协同化、开放化、互动化。互联网开放、共享、协同的特征，促使创新活动在时间和空间上交叉、重组和优化，促使创新活动更加网络化、全球化和快捷化。在这个过程中：大量知识经验能够以数字化模型的形式沉淀并开放共享，大幅削减研发创新者的重复性劳动，有助于重构产业知识的复用、共享和价值再造体系；“产、学、研、用”多方主体基于互联网平台协同开展研发创新，创新流程从串行向并行演进，大幅缩短新技术产品从研发、小试、中试到量产的周期，构建多方参与、深度互动、快速迭代的创新生态。
数字化转型促使生产制造更加智能化、定制化、服务化。传感器、通信网络、软件、控制系统等新技术与生产制造的深度融合，促进企业内部以及企业间研发设计、生产制造、营销管理各业务系统的无缝衔接和综合集成，加快实现网络化协同；促进研发制造能力与消费者需求精准对接，加快实现个性化定制；促进形成产品远程诊断维护、产品全生命周期管理、总集成总承包、精准供应链管理等新模式，加快实现服务化转型。
数字化转型促使组织管理更加扁平化、柔性化、无边界化。新一代信息技术应用形成了泛在、及时、准确的信息交互方式，大幅降低了信息、评价、决策、监督、违约等交易成本，带来了企业组织的形态、流程、机制、主体的深刻变化：推进了扁平化组织的形成，破除了企业自上而下垂直高耸的管理架构，减少了管理层级，提高了管理效率；推进了柔性化组织的形成，快速响应市场需求、应对环境变化；推进了无边界化组织的形成，构建跨行业、跨领域、跨主体的产业生态体系。
本书以通俗易懂的语言讲述了数字化转型的理论、趋势、实践和策略，更好地帮助社会各界深刻理解数字化转型的本质和内涵，全面了解数字化转型的方向和路径，加快探索数字化转型的实践方案。第一篇 取势数字化转型未来已来第一章 数字经济蓬勃兴起重点提示：新一代信息技术 数字经济
在全球信息化进入全面渗透、跨界融合、加速创新、引领发展新阶段的大背景下，各国数字经济得到长足发展，正在成为创新经济增长方式的强大动能，不断为全球经济复苏和社会进步注入新的活力。全球数字经济规模持续扩张，占GDP的比重快速提升，正成为全球竞争新的制高点。数字经济正加速由消费领域向生产领域拓展，以工业互联网、智能制造等为代表的新模式、新业态不断涌现。云计算、大数据、人工智能、无人驾驶等取得了长足进步，加快与经济社会各领域的渗透融合，带动技术创新、推动产业升级、助力经济转型、促进社会进步。1.1 新一代信息技术驱动数字经济发展
新一代信息技术是新一轮科技革命中创新最活跃、交叉最密集、渗透性最广的技术，以无线、宽带、移动、泛在为特征的网络建设和应用推动着群体性技术的突破，基础性、创新性、前沿性、融合性的信息技术层出不穷。1.1.1 基础性信息技术
基础性信息技术“老树发新芽”，传统竞争格局面临调整。以集成电路、软件为代表的基础性信息技术是现代信息技术产业的发展基石，正处于技术发展路径选择的关键历史节点。摩尔定律这一经验模型引领了集成电路50多年的发展。随着制造工艺接近物理极限，摩尔定律日益逼近“天花板”，传统芯片市场赢者通吃、资本并购频繁，超摩尔定律或者后摩尔定律时代的技术创新将给产业带来新的契机，移动互联网、汽车电子、物联网、工业互联网市场空间巨大，催生了新的产业形态。计算机的出现催生了软件产业，互联网的发展使软件被纳入信息服务业范畴。当前，软件产业面临第三次变革，互联网化、服务化趋势日益凸显，软件定义芯片、软件定义网络、软件定义服务器、软件定义生产等新理念层出不穷，“软件定义一切”将打破传统市场竞争的格局，催生软件技术和产业运作的新模式。1.1.2 新型信息技术
新型信息技术不断涌现，技术创新活力和应用潜能呈裂变式释放。以人工智能、大数据、云计算为代表的新型信息技术是现代信息技术产业的主导力量，正在重构全球信息产业竞争的新格局。走向智能是信息产业发展的长远目标，万物互联、模式识别、语义分析、深度学习、虚拟现实共同驱使人工智能迈向更高境界，未来的机器将变得更加智能。大数据作为发现新知识、创造新价值、提升新能力的新一代信息技术和服务业态，促成了信息技术应用潜能的深层次挖掘。云计算降低了人们享用IT资源的成本与壁垒，促进了信息技术的更广泛应用。区块链通过改良加密技术、重构信用机制、重塑现有的产业链组织模式，实现了从信息互联网向价值互联网的转变。1.1.3 前沿性信息技术
前沿性信息技术处于突破性创新前夜，将开辟国际竞争新赛场。以量子通信、生物计算为代表的前沿性信息技术是现代信息技术产业竞争的制高点，将给人类的生产生活带来颠覆性和变革性的影响。未来，信息技术体系架构、材料、装备、工艺及发展模式、产品形态的创新步伐将不断加快；未来，网络、量子通信、生物计算、光场显示、全息显示、脑科学、脑机接口、神经形态硬件、人类机能增进等新技术、新理念将不断发展。以石墨烯、碳纳米管、碳化硅为代表的新材料技术快速发展，集成电路的加工和集成工艺加速创新，新一轮信息技术革命加速孕育，成为国际竞争的新焦点。1.1.4 融合性技术
信息技术与制造、能源、材料、生物等技术交叉融合，引领新一轮科技革命。信息技术与其他技术的交叉融合是孕育经济新动能的重要途径，正在引领传统产业转型升级、拓展信息产业外延。智能控制、人机交互、分布式能源、智能材料、生物芯片、生物传感等领域的交叉融合方兴未艾，同时孕育着工业互联网、能源互联网、新材料等新产品、新业态，引发多领域的系统性、革命性、全体性突破。新一代信息技术的持续演进，推动着制造业产品、装备、工艺、管理、服务的智能化，无人驾驶汽车、无人飞机、数控机床、智能机器人、可穿戴设备等高度智能化产品的产业化步伐不断加快，网络化协同制造、服务型制造、个性化定制、分享制造等新模式、新业态不断涌现。1.2 数字经济“点燃”经济发展新动能《二十国集团数字经济发展与合作倡议》中对“数字经济”是这样阐述的：“数字经济是指以使用数字化的知识和信息作为关键生产要素、以现代信息网络作为重要载体、以信息通信技术的有效使用作为效率提升和经济结构优化的重要推动力的一系列经济活动。”
纵观人类工业发展的历史，第一次和第二次工业革命以机械化和电气化推动新旧动能转换，给生产力、国际格局、社会发展进程带来了深远的影响。与前两次工业革命相比，新一代信息技术成为培育新动能的核心力量，数字经济正成为经济发展新旧动能转换的核心领域，价值创造由工业时代的线性增长模式转变为信息时代的指数增长模式，不断催生新的产业、新的模式、新的要素、新的能力。
数字经济带动经济发展质量变革。质量变革的关键是提升产品和服务质量，增加有效供给，减少无效供给。发展数字经济，通过信息技术应用，可提升产品和服务全生命周期的质量监控水平，可通畅产品和服务交付的途径和手段，可创造更高附加值的高端产品和服务，有助于产业价值链向高端迈进。
数字经济带动经济发展效率变革。效率变革的关键是提升生产效率和交易效率。从生产效率看，新一代信息技术与经济各领域加速融合渗透，有助于加快传统产业的数字化、网络化、智能化步伐，构建协同化、定制化、柔性化、绿色化的新型产业体系，提升产业运行的整体效率。从交易效率看，泛在、及时、准确的数据和信息交互大幅降低交易成本，使交易半径扩大，交易过程更有效率。网络化、平台化、生态化的产业组织方式将成为企业加快管理创新的重要方向。
数字经济带动经济发展动力变革。动力变革的关键是改造提升传统产业、培育发展新兴产业、形成发展新动能。一方面，传统产业存量庞大，通过加快数字化转型步伐，不断培育网络化协同、个性化定制、服务型制造等新模式，有利于盘活剩余产能和资源，培育形成新的增长动能。另一方面，随着新技术的创新应用不断加快，新产品培育、新业态扩散、新产业形成的速度也在加快，工业互联网、电子商务、互联网金融等业态创新将更加丰富，必将成为经济体系中富有创新活力和发展潜力的重要组成部分，成为经济持续增长的新空间。1.3 数字化转型成为数字经济发展的主旋律
当前，产业界普遍认为，我们正步入一个不确定时代，产业发展的规律性减弱趋势明显，复杂性、随机性、不可预测性的问题增多，企业面临很多不确定性因素；有的来自技术演进、政策调整、市场竞争、需求变化等多个方面；有的来自研发设计、生产制造、产品服务、产业链协作等多个环节；还有的来自员工、合作方、竞争对手、用户等多个主体。如何有效应对这些不确定性因素，是加快数字化转型的根本动因。这些不确定性因素的应对策略又可以分为4个部分。
第一，需要应对生产过程复杂化。随着工业化的持续推进，生产制造规模越来越大，设备、物料、工艺、流程越来越复杂，对生产制造过程的计划、实施、控制和管理提出了越来越高的要求。加快数字化转型有利于构建智能化、柔性化、绿色化的生产方式，提高生产制造的准确度、灵活度、精细度，有效应对劳动力、原材料等要素成本不断上升的趋势，加快要素驱动型向创新驱动型的发展方式转变。
第二，需要应对产业协作多维化。随着产业分工的细化加剧，产业链条被不断拉长，行业边界、企业边界以及生产者与消费者的边界不断被打破，行业与行业、企业与企业、区域与区域之间的竞争与合作关系日趋复杂，加大了要素流通和产业协作的难度。加快数字化转型有利于构建资源富集、多方合作、利益共享、风险共担的产业生态，提升产业发展的整体实力。
第三，需要应对市场需求多样化。随着人们生活水平的不断提高，大众消费需求逐渐从生理转向心理，消费者对产品多样化、个性化、差别化的需求不断增强，市场需求波动存在极大的不确定性，这就要求生产模式从以生产为中心向以消费为中心转变，从大规模标准化生产向大规模个性化定制转变。加快数字化转型将有助于企业构建需求精准感知、产品个性化生产、用户在线交易、供应链实时响应的生产组织方式，充分满足市场的细分需求，从“长尾效应”中获取商机。
第四，需要应对产品服务增值化。随着产品科技含量的提高，产品本身越来越复杂，对产品销售、安装调试、维护检测、维修再制造等相关服务的需求也就越来越迫切，同时产品智能化趋势越来越明显，为创新增值服务提供了可能。加快数字化转型，通过监测、整理和分析产品使用过程中的数据，有利于构建面向产品全生命周期的研发、生产和服务体系，提高产品服务的附加值。
数字化转型成为化解和应对环境变化所带来的不确定性问题的共识。第二章 信息技术打开新时代创新“风口”重点提示：万物互联 数据驱动 软件定义 平台支撑 智能主导
第四次产业革命已经到来，全球新一轮科技革命和产业变革蓄势待发。对于整体还处于工业化中后期的中国而言，其经济发展在全球新一轮科技革命和产业变革孕育发展的背景下，将面临新的重大机遇和挑战。以云计算、大数据、物联网、人工智能为代表的新一代信息技术，将成为新一轮科技革命和产业变革的引领技术。发展和强化新一代信息技术不仅是新时代的创新“风口”，而且是国家“创新驱动发展”战略稳步推行的必经之路。2.1 万物互联：互联数字化的创新资源
哨兵看到远处一阵狼烟直冲云天，心中猛地一惊，赶快招呼其他哨兵：“戎兵来犯，赶快点燃烽火！”就这样，千百里之外的敌情很快就可以传递给每位守卫将领，以便做好充足的应对准备。这就是烽火台，古代用来传递重要信息的高台，虽然不及现在的通信发达，但在古代却是一个十分有效的信息传递方式。烽火台早在商朝就已出现，可以看出，信息的传递在任何时期都是极为重要的，烽火台也许就是最早的“物联网”。
在当今世界，人们已经不需要通过烽火台来传递信息了，但如今的通信技术仍然不能满足时代发展的需求。现在，人们所需要的是所有物品都能够无障碍地进行信息传递，也就是“万物互联”（Internet of Everything，IoE）。如今，信息通信技术不断进步，云计算、大数据、物联网等先进技术的出现使世界进入“万物互联”的时代成为可能。Gartner调查显示，2017年全球有84亿台物联网产品正在使用，比2016年增长31%，预计到2020年将达到204亿台。到2020年，物联网预计将产生惊人的经济影响，其市场规模高达8.9万亿美元。物联网的应用场景如图2-1所示。
未来，无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施将通过信息物理系统（Cyber-Physical Systems，CPS）形成一个智能网络，使产品与生产设备之间、不同的生产设备之间以及数字世界和物理世界之间能够互联，使机器、工作部件、系统以及人类可以通过网络持续地保持数字信息的交流。图2-1 物联网的应用场景生产设备之间的互联
整个生产过程由于各个环节的互联而变得非常容易。例如，一台机器能即时获悉另一台机器在生产某个零部件，而配套的传输机器以及物流供应机器也能即时获知机器能否自动适应生产环节，还能调整生产部件以配合产品系列等。产品和生产设备之间的互联
产品和生产设备之间的互联能够使产品理解制造的细节以及自己将被如何使用。同时，它们能协助生产过程，回答“我是什么时候被制造的”“哪组参数应该被用来处理我”“我应该被传送到哪”等问题。虚拟和现实之间的互联
人们通过信息物理系统将物理设备连接到互联网上，让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治五大功能，从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合。信息物理系统可以将资源、信息、物体以及人紧密地联系在一起，从而创造物联网及相关服务，并将生产工厂转变为一个智能环境。2.2 数据驱动：驱动创新要素优化配置2.2.1 数据爆炸
随着互联网的发展，人类产生的数据量正呈指数级增长。预计到2020年，全世界产生的数据量将是2009年的44倍。另外，随着传感网、物联网、社交网络等技术的迅猛发展，数据规模呈爆发式增长。各种视频监控、检测设备源源不断地产生大量的流媒体数据，能源、交通、医疗卫生、金融、零售业等各行业也有大量的数据不断产生。这些数据成为信息社会的宝贵财富，如图2-2所示。按照来源，数据可被分为两类：一类是人类生活轨迹产生的数据；另一类是工业机器自动产生的数据。这两类数据构成了今天多结构化的数据源。
大数据是信息技术革命的创新，是时代发展的趋势，大数据对于行业发展越来越重要。掌握核心数据，不仅可以进行智能化的决策，还可以在竞争激烈的行业中脱颖而出。所以，对大数据的战略布局引起了越来越多的企业的重视，使它们可以重新定义自己在行业中的核心竞争力。图2-2 数据概念说明2.2.2 数据驱动创新要素的配置
数据的开放、共享、交易与流通，是信息化时代一个至关重要的核心元素。假想你处于这样一个“潘多拉星球”：它通过数据信息的交流和共享来维持运转；它的生态体系可以时刻对所有个体的信息进行汇集，个体则通过生态网络进行信息的共享与交流；它的生态系统根据汇集的个体信息数据不断进化，这是大规模协作和协同发展的基础，也是整个生态保持发展的基础。这个虚拟的星球正是如今现实世界中万物互联时代的映射，网络汇集的海量数据逐渐成为互联网新经济形势下的驱动力。万物互联时代以大数据为基础，驱动全球数以千万计的网商平台、商业生态等对创新要素进行合理的调配，实现社会资源的精准投放和智能管理。创新产业发展模式
大数据产业链涵盖数据标准与规范、数据安全、数据采集、数据存储与管理、数据分析与挖掘、数据运行维护及应用等多个环节，覆盖数据从产生到应用的全部生命周期。在大数据产业链中，可以实现对数据的全面采集、深度分析和系统优化，并将相关数据终端有效地连接起来，从而打破产业类别与信息服务之间的壁垒，重构产业的发展模式。促进关联产业集聚
大数据产业的优势不仅在于对庞大数据信息的专业化处理，更在于通过云计算、分布式处理、存储和感知等技术的运用，提升相关产品的制造能力，攻克关键的核心技术，并在数据获取与应用层面形成产业集聚效应。例如，辽宁省沈阳市依托应用大数据产业技术的龙头企业，构建以东网超算中心为核心、辐射“东软医疗云”“华为智能制造云”“浪潮城市云”等云端数据平台的大数据产业体系，通过建设大数据发展核心区，建立数据交易流通机制和规范标准体系，在医疗、商业、城市服务等领域实现数据流通和产业体系内各部门的信息互通，在核心企业周围形成产业集群，显著提升经济发展的规模效应。助推区域经济增长
大数据产业能克服自然资源禀赋等方面的制约，形成新的经济增长点，带动区域经济实现跨越式发展。例如，四川省崇州市抓住大数据产业的发展契机，出台了一系列惠及大数据的产业发展政策，促进了云计算、物联网、大数据应用等创新产业的跨越式发展，并推动大数据、电子信息产品制造、电子商务、服务外包等关联产业的协同发展。凭借显著的技术理念优势，崇州市成为四川省重要的大数据创新基地和区域经济突破式发展的新引擎。促进经济社会可持续发展
大数据的应用有助于推动环保、节能、绿色产业发展，促进环境保护和经济社会的可持续发展：首先，利用大数据可以对环境进行立体监测，通过数据模拟技术、排放清单等工具，建立环保大数据系统，提高环境监测数据的可靠性，夯实数据的应用基础；其次，利用大数据可以对污染物排放集中、能源消耗大的产业进行精准治理，从而优化产业结构、提高资源的利用效率；最后，大数据所具有的多元化、交互性特征可以为经济决策提供科学依据，有利于促进经济发展、改善民生、保护生态环境，让人民群众更好地共享经济社会的发展成果。
要注意的是，大数据时代强调的不仅是“大”，更是“活”，即一个数据是否有价值的主要判断标准是这个数据是否被活用。显然，要让数据产生最大的价值，开放与共享是最佳的途径。信息使用的边际收益是递增的，信息流动和分享的范围越大，创造的价值就越高，而线上、线下数据化和数据开放正是信息大范围流动的两大前提。推动数据开放和流动在发达国家已形成共识，美国和欧洲的多个国家通过国家战略推动数据开放的进程。自从“互联网+”上升为我国的国家战略后，党中央不断加大力度推动数据开放的步伐，在地方政府和产业界的带动下，部分地区已经做了诸多有益的尝试。
同时，我们关注到的“活”的数据往往是在线的，未来的商业数据是自然被记录下来的，而不再是一个“收集”的概念。在线的数据才能实现实时处理，才能支撑互联网上每秒数以万计的交易。例如，用户在淘宝上浏览和购物的数据被实时地记录下来，如图2-3所示。图2-3 购物数据
系统将信息与商品进行匹配，为用户推荐心仪的商品。同时，淘宝商家也可以根据用户数据优化自己的商品，而淘宝商家的行为也会被记录下来，实时地传递给厂商，以便厂商及时调整生产。
在这个时代，分布式网络的特性更加突显：点对点的影响通过网络形成了非线性因果关系，没有强制性的中心控制，次级单位具有自治性质，次级单位彼此高度连接。以此为基础，在如今的创新模式中，点对点的创新要素分配将会得到最大限度的发展，大数据不断挖掘社会的创新潜力，更精准地驱动创新要素的配置。2.3 软件定义：定义创新创业运行规则
当你早上起床打开手机查看今天的天气状况或浏览新闻时，你会不会想到你每天使用的软件是从什么时候开始出现的？“软件”这个词出现于20世纪60年代，我们知道那时电子计算机已经问世20年了。20世纪80年代，Windows操作系统的出现，方便了电子计算机的操作。然后，互联网和软件结合在一起，相互推动发展，使软件进入了一个新的发展阶段，即网络化和服务化阶段，软件因此渗透到人们生活和工作的方方面面。
21世纪，软件进入了飞速发展的时期。2008年全球发生金融危机，世界上绝大多数产业都出现负增长的情况，而软件行业依然保持强劲的增长势头。根据我国工业和信息化部发布的数据，从2013年到2018年，软件和信息行业一直保持着较高的增长率。软件行业在国家经济层面也占据着举足轻重的地位，世界上有十几个国家软件的支出超过了国内生产总值的0.5%，其中美国更是超过了1%，软件行业从业者的数量巨大，2014年全球从事软件行业的人数就已经达到2900万，这几年软件行业的从业人数依然保持着增长势头。可见，软件已经是现在经济发展中重要的一部分。不仅如此，软件对于世界经济的发展也起到了很大的推动作用。
目前，全球硬件制造的能力在不断突破，硬件产品的性能也在不断攀升，这当然是一件十分可喜的事情，但目前存在的一大问题是如何通过合理的软件运算使硬件得到合理的应用，如何使硬件的能力实现最大化。一个典型例子就是目前极为火热的无人驾驶技术。无人驾驶技术是利用装配在车身上的摄像头、红外传感器、雷达等传感器收集车辆周围的环境信息，然后通过软件处理得到最优的行驶方案，从而达到不需要人为操控就可以自动驾驶的目的。无人驾驶汽车的概念如图2-4所示。现在，发展无人驾驶技术的除了传统厂商宝马、福特等之外，一些科技公司也加入了，如百度、谷歌、特斯拉等。在互联互通的今天，各个厂商使用的硬件设施几乎一样，不同的是如何处理硬件收集到的数据，从而得到最优的结果。也就是说，软件决定了无人驾驶的未来，同时决定了这些厂商未来的生死存亡。
为了实现“工业4.0”中的“无人工厂”，物理对象的数字化、虚拟化只能依靠软件侧来实现，而不是实体侧。以前，工业中的自动化靠硬件来实现，现在要靠数字化、软件来实现。例如，西门子公司的安贝格电子制造工厂被称为“世界上最先进的制造工厂”，它的核心是基于数据分享的合作平台，实质是利用软件来合理地管理硬件，使工厂的效率达到最高。无人工厂的设想如图2-5所示。图2-4 无人驾驶汽车的概念图2-5 无人工厂的设想
2015年的Gartner战略报告中出现了“SDN”一词，也就是“软件定义网络”。这是“软件定义网络”第一次出现，这个概念在后来被广泛地应用和发展。“软件定义网络”是指利用应用程序编程接口（Application Programming Interface，API）对网络内的硬件进行编程操作，从而形成新的网络结构，实现操控网络内的硬件的目的。“软件定义网络”是一个革命性的创造，它解决了以往网络中存在的许多问题，如对硬件操控的灵活性低、网络反馈缓慢、网络中硬件虚拟化程度较低、维护成本高等。SDN的出现可以使网络的虚拟化程度更高，让网络中的所用设备可以通过一个软件被整合在一起，实现网络中设备操控的简单化，使网络的应用和控制具备更高的灵活性，并且SDN可以极大地减少人们对网络的干预，减少网络在运行过程中的错误和故障，降低网络的维护成本。
当前，“软件定义世界”成为操作技术与信息技术融合的新趋势，对于推动制造资源数字化、网络化、智能化发挥了引领作用，也为新兴的信息物理系统在技术上创造了条件。在电子计算机领域，从“软件定义函数”“软件定义硬件”发展到“软件定义网络”等；在制造业信息化领域，从“软件定义图纸”“软件定义三维模型”“软件定义流程”发展到“软件定义样机”等；在智能制造领域，从“软件定义机器”“软件定义装备”发展到“软件定义制造”等。
如今，“互联网中的一切皆可编程”是我们目前追求的目标：向下将“人、机、物”融合环境的网络资源、存储资源、数据资源、计算资源、传感资源等海量异构资源连接起来实现万物互联，向上通过编程提供社会计算、移动计算、云计算、工业互联网、物联网等众多应用模式，在此基础上支撑大数据、人工智能应用、共享经济、智能制造等新应用、新模式、新业态。换言之，我们目前的机遇是“软件定义一切”。当下，“软件定义”不断泛化和延伸，人们要用软件定义物理世界，从单一的资源管控到“人、机、物”融合环境下对各种资源全方位的互联互通。
软件应用无处不在，遍及全世界。随着“软件定义”在工业、工程领域的深度发展，信息空间与物理空间的融合呈现泛在化趋势，设备的智能化水平越来越依赖工业技术的软件化水平。从软件对智能化的重要意义而言，软件定义创新、创业的运行规则。2.4 平台支撑：支撑新型创新体系构建2.4.1 平台发展
20年前，对于国际学术界与业界来说，“平台”这个词还比较新鲜，现如今却已使用广泛。“平台”的概念于1992年和2003年先后被引入管理学与产业经济学界，分别用于描述基于模块的产品生产体系和促进交易的双边或多边市场，并因此成为管理学与经济学共同研究的热点。随着平台模式的盛行，平台研究成果呈指数级增长。平台的迅速走红反映出平台日益成为重要的产品生产模式、商业模式、产业发展模式，而且平台企业越来越多，平台业务增长迅猛，对人们生活的影响日趋强烈。平台模式正在迅速改变人类社会的方方面面，日益成为重要的经济模式，如以维基百科为代表的搜索平台正成为知识创造的新模式。可以说，人类社会正经历着平台革命，世界已迈入平台化时代。
随着信息化时代的发展，平台业务的创新机会增多，平台之间的互动性增强，以产业平台为基石的产业生态系统正在成为产业共同发展与群体竞争的新利器：第一，产业平台可以实现产业聚合发展，目前出现的产业平台类型繁多，如实体平台与虚拟平台，产品平台与双边市场平台，供应链平台与产业平台，其中产业平台尤为常见；第二，产业平台是由一家或数家企业开发出的产品、服务或技术，成为其他企业创建补足品、服务和技术的基础与媒介，为用户提供综合性产品、技术或服务；第三，产业平台具有很强的集聚能力，通过平台接口的多样化合理设置，可以突破产业边界，吸引相关产业的企业及用户积极参与该平台，实现产业聚合发展。2.4.2 平台支撑新型创新体系构建
在经济学上，生产能力通常指在计划期内，企业参与生产的全部固定资产在既定的组织技术条件下所能生产的最大产品数量，或能够处理的原材料数量。它不仅可以反映企业所拥有的加工能力，也可以反映企业的生产规模：它是反映企业生产可能性的一个重要指标。
所谓生产能力网络化共享，是指在各行业生产网络中对生产过程技术性支持资料的共享，即实现同行业间有关生产能力的合作与交流。这对于提高企业的生产效率起着至关重要的作用。
目前，对生产能力影响最大的当属工业互联网平台。工业互联网平台以基于数据的通力合作为纽带，打造开放共享的价值网络。工业互联网平台是以数据为驱动、以制造能力为核心的专业服务平台。其本质是通过构建精准、实时、高效的数据采集互联体系，推动机器、物料、系统、产品、人等参与主体各类要素信息的泛在感知、云端汇聚、高效分析和科学决策，推动涉及生产全要素、全流程、全产业链、产品全生命周期管理的各类资源优化配置。
工业互联网是全球工业系统与高级计算、分析、传感技术及互联网的高度融合，简单来说就是将机器和人连接。核磁共振成像仪、飞机发动机、电动车，甚至发电厂都可以连接到工业互联网中。它由机器、设备、集群和网络组成，能够在更深的层面与大数据分析相结合，从而有效地发挥各机器的潜能。人—机互联能最大限度地提高生产效率、稳定产品质量、节省成本、推动设备的技术升级，从而提高经济效益。
在当今社会，无论是工业化还是互联网，这两次技术革命带来的社会变化是有目共睹的，我们都有切身体会。工业化创造了无数的机器、设备组、设施和系统网络；互联网带来了计算、信息与通信系统的进步。工业互联网则汇集了两大革命成果，将世界上的各种机器、设备组、设施和系统网络，与先进的传感器、控制和软件应用程序相连接，为各种企业、产业和宏观经济提供了新的增长机遇。
两者的结合能够互相吸收更多的资源，更有效地进行资产优化、系统优化，从而带来生产力的巨大提高。如果工业互联网能够被广泛普及和应用，将对我国的工业和经济发展产生巨大的影响。例如，在商用航空领域，节约百分之一的燃油意味着节约180亿元的燃料成本；燃气发电机组能耗降低百分之一，意味着节约价值500亿元的燃料。
工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析和服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体，工业互联网平台架构如图2-6所示。
在数据采集方面，通过智能传感器、工业控制系统、物联网技术、智能网关等技术，对设备、系统、产品等方面的数据进行采集。在平台层，基于工业互联网平台将云计算、大数据技术与工业生产的实际经验相结合形成工业数据基础分析能力；把技术、知识、经验等资源固化为专业软件库、应用模型库、专家知识库等可移植、可复用的软件工具和开发工具，构建云端开放共享环境。在应用层，面向资产优化管理、工艺流程优化、生产制造协同、资源共享配置等工业需求，为用户提供各类智能应用和解决方案服务。图2-6 工业互联网平台架构
工业互联网平台对于打造新型工业、促进“互联网+先进制造业”融合发展具有重要作用，主要体现在以下几个方面。发挥互联网平台的集聚效应
工业互联网平台承载了数以亿计的设备、系统、工艺参数、软件工具、企业业务需求和制造能力，是工业资源汇聚共享的载体，是网络化协同优化的关键，催生了制造业众包众创、协同制造、智能服务等一系列互联网新模式、新业态。承担工业操作系统的关键角色
工业互联网平台向下连接海量设备，自身承载工业经验与知识模型；向上对接工业优化应用，是工业全要素连接的枢纽，是工业资源配置的核心，驱动着先进制造体系的智能运转。释放云计算平台的巨大能量
工业互联网平台凭借先进的云计算架构和高性能的云计算基础设施，能够实现对海量异构数据的集成、存储与计算，解决工业数据处理爆炸式增长与现有工业系统计算能力不相匹配的问题，加快以数据为驱动的网络化、智能化进程。
工业互联网平台是生产能力网络化共享的核心载体，只有打造和不断完善工业互联网平台，才能实现更大范围、更高效率、更加精准的优化生产和服务资源配置，促进传统产业转型升级，催生新技术、新业态、新模式，为制造强国建设提供新动能。2.5 智能主导：主导产业创新模式变革
100年前，繁重且极易出错的计算任务只能由人类手动完成，一个稍微复杂的方程式就会耗费大量的人力，现在这些繁重的工作都交由计算机来处理，处理速度和准确程度都远远超过了人类手动的极限，计算机在100年前的人看来就是不可能存在的事物。但是到了现代社会，人们对于机器的要求已经不仅仅是复杂的数学计算，更重要的是要求机器具有人类的思维方式，能够在人类不干预的情况下独立地做出准确的判断，让人类从复杂的逻辑思考中解脱出来，这就是现在人们所说的“人工智能”，如图2-7所示。图2-7 人工智能打开未来之门
可以预见，人工智能的出现还会使工业的产业结构发生巨大的变革，企业管理模式更为精简，使人类的工作效率更高效。2.5.1 智能进化
当今社会，智能化已成为这个时代的主旋律和发展趋势，我们的日常生活不断地被各种智能产品充斥，如智能手机、智能家具、智能工厂、智能机器人等。目前，科学家们根据对人脑已有的认识，结合智能的外在表现，从不同的角度、不同的侧面，用不同的方法对智能进行研究，提出了几种不同的观点，其中影响比较大的观点有知识阈值理论、思维理论、进化理论等。知识阈值理论
该理论认为智能取决于知识的数量及其可运用的程度，一个系统所具有的可运用的知识越多，其智能就会越高。因此，知识阈值理论把智能定义为在巨大的搜索空间中迅速找到一个满意的解的能力。这个理论在人工智能的发展史中有着重要的影响，知识工程、专家系统都是在这个理论的影响下发展起来的。思维理论
该理论认为智能的核心是思维，人的一切智能都来自大脑的思维活动，人类的一切知识都是人类思维的产物，因此，研究思维规律与方法可以揭示智能的本质。进化理论
该理论认为人的本质是具有在动态环境中的行走能力、对外界事物的感知能力、维持生命和繁衍生息的能力的生物。该理论的核心是用控制取代表示，从而取消概念、模型及显示表示的知识，否定抽象对智能及智能模型的必要性，强调分层结构对智能进化的可能性与必要性。
综上所述，智能可以被认为是知识与智力的综合。其中，知识是一切智能行为的基础，而智力是获取知识并运用知识求解问题的能力，其本质上是一切生命系统对自然规律的感应、认知和应用。人类关于智能工具的追求从未停止过，在当今社会，智能化在工业生产上逐渐显现，智能制造也必将成为这个时代工业发展的重要趋势。
智能制造充分体现了智能的3个重要属性，即“有感知”“自决策”和“善动作”。智能制造是基于大数据、物联网等新一代信息技术与制造技术的集成，能够自主、动态地感知并适应制造环境的变化，实现产品从设计制造到回收再利用的全生命周期的高效化、优质化、绿色化、网络化、个性化。其本质是虚拟网络和实体生产的相互渗透融合，通过将专家的知识和经验融入感知、决策、执行等活动，赋予产品制造在线学习和知识进化的能力，使制造体系中的各家企业、各个生产单元高效协同，在减少对传统劳动力需要的同时，能极大地提高生产效率。
智能制造不仅是单一技术和装备的突破与应用，而且是依靠装备智能化、设计数字化、生产自动化、管理现代化、营销服务网格化等制造技术与信息技术的深度融合与集成，创造新的附加值。借助传感器、物联网、大数据、云计算等的运用，智能制造能够实现设备与设备、设备与工厂、各工厂之间以及供应链上下游企业间、企业与用户间的无缝对接，企业可以更加精准地预测用户的需求，根据用户多样化、个性化的需求进行柔性生产，并实时监控整个生产过程，实现低成本的定制化服务。
智能制造是制造业的划时代变革，也是智能从“人知”到“机知”又一个大跨步发展，必将成为智能化时代的主题。2.5.2 生产方式的智能化变革
纵观世界经济发展史，全球工业已经经历了蒸汽技术革命（第一次工业革命）、电力技术革命（第二次工业革命）与电子计算机及信息技术革命（第三次工业革命）的洗礼，每次科技和产业革命总会推动生产方式的颠覆性变革，工业社会随之完成了从手工业生产方式向机器自动化、大规模定制的生产方式的转变，巨幅提升了生产效率。
世界各国已达成共识，制造业是现代工业的基石，是实现国家现代化的保障，是国家综合国力的体现，是一个国家的脊梁。发展和变革制造业已成为现今世界竞争格局愈演愈烈的必要途径。新一轮工业革命将以制造业与信息化技术的深度融合为手段，实现制造业迈入智能化时代，构建智能制造的制造业生态体系。
如今，制造业向智能化转型已经成为不可逆的大趋势，全球制造业正在加快向数字化、智能化时代迈进。为应对新工业革命下的国际竞争，发达国家不约而同地将智能制造作为制造业未来发展的重要方向。美国的“先进制造业美国领导力战略”，旨在大力推动以“工业互联网”和“新一代机器人”为特征的智能制造战略布局。作为“工业4.0”的倡导者，德国意欲主导智慧工厂等“工业4.0”的标准制定，掌控智能制造的规则话语权。日本提出了“社会5.0战略”等一系列战略措施支持智能制造的发展，以重塑日本制造业的竞争新优势。智能制造对制造业竞争力的影响也将越来越大。
智能制造对生产方式的变革是颠覆性的，也是新一代科技和产业变革的主要方向。它对产业形态的变革是方方面面的，只有顺应和追逐制造业智能时代的到来，才能实现社会经济的再一次蓬勃发展。第三章 数字化转型加快重构产业体系重点提示：开放 共享 网络 生态
当前，产业界普遍认为，我们正步入一个不确定的时代，产业发展的规律越来越不明显，复杂性、随机性、不可预测性的问题越来越多，企业面临的不确定性问题有很多，来自技术演进、政策调整、市场竞争、需求变化等多个方面，来自研发设计、生产制造、产品服务、产业链协作等多个环节，来自员工、合作方、竞争对手、用户等多个主体。如何有效地应对这些不确定性问题，是加快数字化转型的根本动因。3.1 开放式产业创新体系
目前，中国高端工业软件市场80%被国外垄断，中低端工业软件市场的自主率也没有超过50%。当工业技术缺乏信息技术的深度支撑时，工业技术就会呈现经验性的、零散的、不成体系的特质，而这将使企业在研发的过程中，即便配备了大量的IT工具，也依旧不得不依赖工程技术人员的经验和知识进行操作，让工程科技人员普遍陷入“80%劳动，20%创造”的状态，极大地阻碍了工程技术的持续积累和发展。空客工程师每完成一个成果，需要同时提交一份方法报告，说明这个成果是怎么得到的，之后这个报告会被提交到研发中心做归纳、总结和整理。如此，每个人做的工作都是在前人的基础之上，协同完成整体工作。在工业领域，工业App能将工业技术进行数字化表达和模型化，并将其移植到工业App平台，以驱动各种软件、硬件和设备，从而完成原本需要人完成的大部分工作，将人解放出来做更具有创造性的工作。同时，工业App还能通过深度挖掘企业历史数据和行为数据，利用机器学习技术把经验性知识进行显性化和模型化表达，实现工程技术知识的持续积累，实现工业技术驱动信息技术、信息技术促进工业技术的双向发展。这对于建立开放式、数字化的新工业技术体系有很大的帮助。“用户个性化”倒逼开放式创新。在互联网时代，信息获取越来越简单，用户非常容易获取到完美详尽的产品信息。同时，随着互联网网民的成长，用户的需求呈现出个性化、碎片化的特点，企业必须改变传统的创新方式，和用户、优质资源一起进行开放式创新，以满足用户的个性化需求。
在数字化转型时代，各个行业都将受到数字化的冲击，颠覆式创新无处不在。企业的颠覆往往在“意料之外”，又在“意料之中”。封闭系统注定消亡，只有建立开放的创新生态系统，才能持续创新、涅槃重生。3.2 共享化产业资源配置
产业配置不在于拥有全产业链及全价值链，而是通过有效组织、分工协作打通整个产业链及价值链，从而不断地为最终用户创造及创新价值。在产业发展的过程中，产业组织者要能够设计产业发展模式与路线图，并能引导、调动各类产业要素聚合于特定的产业领域，共同促进产业孵化、产业链培育及产业成长的产业主体。产业生态环境中的龙头企业、产业联盟、政府组织等都可能成为产业组织者，不同的产业组织者具有不同的资源和能力，能够实现产业组织发展的一项或多项功能。
数字化解决“有数据”的问题，网络化解决“能流动”的问题，智能化解决数据“自动流转”的问题，即把正确的数据在正确的时间以正确的方式传递给正确的人和机器。企业能够把海量的工业数据转化为信息，把信息转化为知识，把知识转化为科学决策，以应对和解决工业的复杂性和不确定性，不断提高资源的配置效率。
未来共享经济发展的新亮点将出现在产业的各领域，资源共享将对未来经济产生根本性的影响。“共享工厂”的本质是定制和外包，是产能共享、按需生产。“共享工厂”改变了生产、技术、物流、人才、资本等资源的原始配置方式，必定会推动社会生产分工的巨大变革。阿里巴巴构建的淘工厂平台，通过整合平台上的数万家企业的制造能力，实现了“一个订单，多家工厂加工”的在线协同模式，为淘宝卖家提供定制化的生产能力供给服务。例如，“海立方”向全社会分享技术、设备、资金、供应链等资源，同时又利用平台上汇聚的资源创新企业管理模式。目前，该平台已集聚了50多亿元的创业孵化资金、1300多家风险投资机构、3万多家销售渠道资源、6万多家加工制造资源和98家孵化器资源。中航工业的“爱创客”，既是支撑中航工业开展业务的技术平台，也是汇聚、整合、共享航空工业设计、增材制造等专业资源以及政府、科研院所、供应链等企业资源的聚合平台。尤其是随着智能制造热度的高涨，在改造现有的生产单元和生产线，建立智能车间、智能工厂方面，很多企业苦于既无技术又无资金，“共享工厂”通过共享系统解决方案可解决这个难题。例如，通过对生产车间不同设备之间的系统整合，实现生产车间的整体优化控制，构建了一套智能工厂设计、规划、改造、实施等系统解决方案。在此基础上，推行共享解决方案的新型制造模式，即用户可租赁已经建好的智能工厂或使用智能车间开展加工制造，按照加工产品的数量付费。对用户而言，他们不再需要投资建设生产线、车间、厂房；对企业而言，它们可拥有更丰富的方式实现赢利。3.3 网络化产业分工协作
新一代信息技术正在推动中国的各种产业向数字化发展，这其中存在着巨大的发展空间和潜力。我们通过微笑曲线看一下产业数字化的发展：微笑嘴型曲线两端朝上，在产业链中，附加值更多地体现在两端，处于中间环节的生产与制造的附加值最低。
在数字化转型时代，制造业传统意义上的价值创造和分配模式正
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