工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估白皮書》旨在為企業(yè)提供一套評價自身實踐的方法論，為企業(yè)找到工業(yè)互聯(lián)網實施中的主要問題、改進方向和建設路徑。與此同時，業(yè)界各方力量的應用和反饋也將不斷促進聯(lián)盟修正該方法論中存在的問題，為工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展提供更科學更準確的指導。     一、 工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估提出的原因     

（一）工業(yè)互聯(lián)網應用浪潮來襲     隨著工業(yè)互聯(lián)網概念興起，美德先導應用不斷涌現(xiàn)，目前德國工業(yè) 4.0平臺已有140多個應用案例，美國 IIC有接近 50 個應用案例，主要聚焦在生產管理優(yōu)化、物流倉儲優(yōu)化、質量管理優(yōu)化、產線柔性部署、產品服務價值化等領域。與此同時，我國產業(yè)界也加快了面向各類場景的工業(yè)互聯(lián)網應用探索。2016 年，工信部相關部門組織實施了 10 個工業(yè)互聯(lián)網試點示范項目，AII 聯(lián)盟也評選出了首批 12 個工業(yè)互聯(lián)網優(yōu)秀案例。然而，目前我國工業(yè)互聯(lián)網應用與發(fā)達國家相比還存在總體發(fā)展水平較低、行業(yè)間企業(yè)間基礎差異較大、大規(guī)模推廣難度巨大、缺乏工業(yè)互聯(lián)網評估體系和實施指南等問題。     

（二）聯(lián)盟需構建先導性的標準化模型     從國內外已有的主要成熟度模型來看，德國構建了工業(yè)4.0 成熟度評級模型，但因兩國發(fā)展基礎不同，建設水平不同，并不能直接用于我國工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估。AII 聯(lián)盟作為推進我國工業(yè)互聯(lián)網政產學研用協(xié)同發(fā)展的公共平臺，需要率先開展研究，針對我國自身特點，制定一套評估模型和方法，推進工業(yè)互聯(lián)網理論與實踐。     

（三）為企業(yè)提供一個便利的自我評價工具     當前產業(yè)界對工業(yè)互聯(lián)網的理解不統(tǒng)一，企業(yè)對自身工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展的定位、現(xiàn)狀和發(fā)展路徑不明確，缺乏一致的方法論來評判具體實踐。聯(lián)盟希望通過工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估體系的制定助力企業(yè)了解自身建設水平，發(fā)現(xiàn)存在的問題，并獲取相關的診斷建議。該評估模型并不是為了創(chuàng)造一套復雜的理論，而是希望以提供互聯(lián)網服務的方式為企業(yè)提供一個便利的自我評價工具。     

（四）為政產研用搭建一個持續(xù)透明的信息窗口     工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估模型的制定并不是一蹴而就的，當前的 1.0 版本主要是結合現(xiàn)階段工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展的特點和先進實踐而得出的，將來還有持續(xù)發(fā)展、反復迭代的過程，需要借助產業(yè)界各類主體的意見和建議深化模型，并結合企業(yè)對模型的應用結果和反饋，不斷更替或補充更符合不同階段實際情況的評估因素，不斷修正完善評估指標、權重和評估問卷設置等。這個過程不僅能助力政府部門了解我國工業(yè)互聯(lián)網的最佳實踐，也能幫助應用企業(yè)和解決方案服務商建立透明的信息窗口，促進產學研結合。    

 二、 工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估模型     

（一）評估模型的架構     1、三大核心要素     遵循《工業(yè)互聯(lián)網體系架構（版本 1.0）》的主體思路。工業(yè)互聯(lián)網的核心是基于全面互聯(lián)而形成數(shù)據驅動的智能，基于工業(yè)互聯(lián)網的網絡、數(shù)據與安全，將構建面向工業(yè)智能化發(fā)展的三大優(yōu)化閉環(huán)，即面向機器設備運行優(yōu)化的閉環(huán)、面向生產運營優(yōu)化的閉環(huán)、面向企業(yè)協(xié)同、用戶交互與產品服務優(yōu)化的閉環(huán)。三大閉環(huán)并不是簡單割裂的關系，而是環(huán)環(huán)相扣、互相貫穿，機器設備的互聯(lián)互通、生產運營系統(tǒng)的綜合集成，為企業(yè)協(xié)同、用戶交互所需的數(shù)據流動和協(xié)作奠定了良好的基礎。     基于上述體系架構的思想，本模型將工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估的 3 大核心要素歸納為互聯(lián)互通、綜合集成、數(shù)據分析利用（如圖表 1 所示）?；ヂ?lián)互通是指企業(yè)內部或企業(yè)內外部之間的人與人、人與機器、機器與機器、機器與產線、產線與產線、以及服務與服務等之間的網絡互聯(lián)和信息互通。綜合集成是指企業(yè)內部或企業(yè)內外部之間通過數(shù)據庫集成、點對點集成、數(shù)據總線的集成、面向服務的集成等多種模式，實現(xiàn)產品設計研發(fā)、生產運營管理、生產控制執(zhí)行、產品銷售服務等各個環(huán)節(jié)對應系統(tǒng)的互集成互操作。數(shù)據分析利用是企業(yè)基于互聯(lián)互通、綜合集成所匯聚的各類數(shù)據，進行數(shù)據分析和深度挖掘，對企業(yè)智能化決策與生產、網絡化協(xié)同、服務化轉型等提供支撐和土壤。

圖1 工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估三大核心要素

  2、兩大目標對象     本評估模型主要面向離散型和流程型制造企業(yè)，在構建評估體系時著重考慮了兩者不同的行業(yè)特性。在互聯(lián)互通環(huán)節(jié)，離散行業(yè)生產現(xiàn)場設備中機床、機器人、傳感器等占主導，而流程行業(yè)中以工藝設備、閥門、儀器儀表設備等占主導。在綜合集成環(huán)節(jié)，離散和流程行業(yè)除具備現(xiàn)場層、車間層、企業(yè)層縱向集成等共同特性外，離散行業(yè)對產品設計研發(fā)系統(tǒng)建設與集成有較高的要求，而流程行業(yè)側重于工藝設計、能源安全管理等方面。在數(shù)據分析利用環(huán)節(jié)，離散行業(yè)基于大數(shù)據進行新業(yè)務和新模式創(chuàng)新主要體現(xiàn)在產品遠程運維、個性化定制、網絡化協(xié)同等方面，流程行業(yè)則主要體現(xiàn)在供應鏈優(yōu)化、能耗與安全管理優(yōu)化等方面。     3、十三個關鍵能力和能力等級     通過對三大核心要素現(xiàn)階段發(fā)展所需具備的關鍵能力進行深入研究，本著化繁為簡、去粗取精、求同存異的原則，本模型提取了 13 個關鍵能力，其中面向離散行業(yè)的有 11 個，面向流程行業(yè)的有 10 個（如圖表 2 所示）。

圖2 工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估的關鍵能力

參照 CMM 理論思路（在附件 2 中有詳細介紹），本模型對 13 個關鍵能力分別給出了相應的能力等級，等級越高，表示能力越強。

  （1）互聯(lián)互通要素：智能設備聯(lián)網     智能設備聯(lián)網是指生產現(xiàn)場的生產設備、產線和工藝裝置、工業(yè)機器人、傳感設備等數(shù)字化物理實體通過標準通信接口、協(xié)議轉換等方式將數(shù)據上傳至車間層、企業(yè)層管理系統(tǒng)或監(jiān)控系統(tǒng)。能力等級如下：

圖3 智能設備聯(lián)網能力等級

  （2）互聯(lián)互通要素：信息網絡設施     信息網絡設施是指企業(yè)通過全面的 IT 網絡和 OT 網絡（涉及現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網、無線網等）建設、靈活的信息系統(tǒng)架構以及完善的信息安全機制建立等為制造企業(yè)構建良好的網絡互通和信息互聯(lián)基礎設施。能力等級如下：

圖4 信息網絡設施能力等級

  （3）互聯(lián)互通要素：生產資源連接（離散）     生產資源連接是指生產現(xiàn)場的人與機器、機器與機器之間通過電腦、移動交互界面、互聯(lián)網、AR（增強現(xiàn)實）與 VR（虛擬現(xiàn)實）技術等手段實現(xiàn)互連接、互感知、互操作。能力等級如下：

圖5 生產資源連接能力等級

  （4）綜合集成：橫向集成     橫向集成主要實現(xiàn)企業(yè)與企業(yè)之間、企業(yè)與售出產品（客戶）之間的協(xié)同，將企業(yè)內部的業(yè)務信息向企業(yè)以外的供應商、經銷商、用戶進行延伸，實現(xiàn)企業(yè)與產業(yè)鏈上下游之間的集成。能力等級如下：

圖6 橫向集成能力等級

  （5）綜合集成：縱向集成     縱向集成主要解決企業(yè)內部的集成，即解決信息孤島的問題，實現(xiàn)現(xiàn)場層、車間層、企業(yè)層等所有層次，研發(fā)、生產、銷售等所有環(huán)節(jié)的信息無縫鏈接，包括一個環(huán)節(jié)上的集成（如研發(fā)設計內部信息集成），也包括跨環(huán)節(jié)集成（如研發(fā)和制造環(huán)節(jié)的集成）。能力等級如下：

圖7 縱向集成能力等級

  （6）綜合集成：端到端集成     端對端集成是指貫穿整個價值鏈的工程化數(shù)字集成，在所有終端（點）數(shù)字化的前提下實現(xiàn)企業(yè)內部、企業(yè)之間基于價值鏈的一種整合，目前各界對端到端集成有不同的理解，本模型中主要是指基于模型的數(shù)字化工程（MBD）和基于模型的企業(yè)（MBE）/虛擬企業(yè)構建。 離散行業(yè)能力等級如下：

圖8 端到端集成能力等級（離散）

  流程行業(yè)能力等級如下：

圖9 端到端集成能力等級（流程）

  （7）數(shù)據分析利用：運營智能決策     運營智能決策是指通過企業(yè)數(shù)據庫、模型庫和知識庫的建立，將行業(yè)領域專家水平的知識與經驗積累固化到計算機系統(tǒng)中，進而充分應用人類專家的知識和解決問題的方法來幫助企業(yè)解決在運營管理中遇到的復雜的決策問題。能力等級如下：

圖10 運營智能決策能力等級

  （8）數(shù)據分析利用：產品生命周期優(yōu)化（離散）     產品全生命周期優(yōu)化是指從客戶對產品的需求開始，從產品設計到產品淘汰報廢的全部生命歷程中，企業(yè)通過各環(huán)節(jié)數(shù)據的采集、分析、建模、仿真、反饋等預測產品生產可行性、實時跟蹤產品質量、有效進行產品功能和性能創(chuàng)新。能力等級如下：

圖11 產品生命周期優(yōu)化能力等級

  （9）數(shù)據分析利用：生產智能管理（流程）     生產智能管理是指在產品工藝設計、原料生產轉化、生產裝置運行的過程中，企業(yè)通過各環(huán)節(jié)數(shù)據的采集、分析、建模、仿真、反饋等預測加工工藝的可行性、實時監(jiān)控與追溯生產過程、實現(xiàn)異常工況提前診斷與自愈控制。能力等級如下：

圖12 生產智能管理能力等級

  （10）數(shù)據分析利用：供應鏈優(yōu)化     供應鏈優(yōu)化是指對供應鏈上游物料流轉數(shù)據、供應鏈下游客戶需求數(shù)據（包括個性化需求）進行采集和分析，并將分析結果及時反饋給供應鏈上游企業(yè)，實現(xiàn)供應鏈上下游數(shù)據共享和反饋協(xié)作。能力等級如下：

圖13 供應鏈優(yōu)化能力等級

  （11）數(shù)據分析利用：網絡化協(xié)同（離散）     網絡化協(xié)同是指基于網絡協(xié)同平臺，將訂單信息、設計任務、制造任務等分配給不同地域、不同規(guī)模的企業(yè)，將社會分散的資源、制造能力在網絡平臺進行集聚共享，形成網絡化協(xié)同的組織模式。能力等級如下：

圖14 網絡化協(xié)同能力等級

  （12）數(shù)據分析利用：能耗與安全管理優(yōu)化（流程）     能耗與安全管理優(yōu)化是指通過現(xiàn)場各種儀器儀表、傳感器等采集和上傳能耗數(shù)據、環(huán)境數(shù)據等，然后基于大量實時和歷史數(shù)據的分析優(yōu)化能耗效率、降低安全生產事故概率。能力等級如下：

圖15 能耗與安全管理優(yōu)化能力等級

  （13）數(shù)據分析利用：服務化延伸     服務化延伸主要指通過自建或利用第三方統(tǒng)一云平臺，整合企業(yè)設備、產線、生產、經營、產品以及企業(yè)內外部價值鏈上各類數(shù)據，并基于大數(shù)據建模分析提供數(shù)據增值服務，如產品遠程運維等，且正在形成或已經按照一定的商業(yè)模式來經營。能力等級如下：

圖16 服務化延伸能力等級

  （二）評估模型的指標體系     1、具體指標     堅持易評估可量化的構建原則。為便于工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估體系的快速應用推廣，在選擇評估指標時既要避免指標信息遺漏，又不能過于繁瑣，需要從廣度和深度兩方面進行平衡。工業(yè)互聯(lián)網成熟度模型采用三層指標評估體系，3 大核心要素、13 個核心能力分別作為一級指標、二級指標。三級指標充分考慮了評估的簡單易行，力求突出重點，從近百個評估指標中分別選取了28 個和 23 個，形成了離散行業(yè)和流程行業(yè)的評估指標體系。 離散行業(yè)包括 3 個一級指標、11 個二級指標、28 個三級指標（如圖表17 所示）：

圖17 離散行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估指標體系

  流程行業(yè)包括 3 個一級指標、10 個二級指標、23 個三級指標（如圖表18 所示）：

圖18 流程行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估指標體系

在互聯(lián)互通要素中，主要評估機床設備、工藝裝置、工業(yè)機器人、傳感設備、智能產線等生產要素的聯(lián)網能力及網絡、信息和安全基礎設施建設水平。 在綜合集成要素中，主要評估企業(yè)從現(xiàn)場層、車間層到企業(yè)層的縱向集成能力，企業(yè)和供應鏈上下游協(xié)同的橫向集成水平，以及基于產品全生命周期、工藝和產線等模型的MBE 構建的端到端集成能力。 在數(shù)據分析利用要素中，主要評估企業(yè)的數(shù)據庫、知識庫建設情況，以及企業(yè)基于數(shù)據建模、分析和挖掘是否形成了自反饋、自優(yōu)化、自決策的機制，是否衍生出了創(chuàng)新的業(yè)務模式。     2、權重設置     權重設置將直接影響企業(yè)的評估結果，在整套評估體系中至關重要。本模型主要結合專家法、問卷調查法和試評估結果反向調整法（如圖表19 所示），確定了一級和二級指標的權重。首先，在評估指標體系制定初期，在聯(lián)盟內部和全社會廣泛征集業(yè)界專家和企業(yè)意見；然后，在線上試評估過程中，設置開放題，邀請應答企業(yè)選擇其認為最重要的 5 個指標并進行排序。最后，結合收集上來的問卷結果對權重進行調整，主要是為了避免出現(xiàn)少數(shù)指標分值很高而決定整體評估結果的情況。

圖 19 權重設置的思路和修正方法

根據專家和企業(yè)意見的反饋統(tǒng)計，各三級指標重要性被排在前 5 名的次數(shù)相當。說明整體而言，各三級指標的重要性并無明顯差異，即權重配置基本相同，因此本模型對各二級指標下三級指標的權重采取了均值處理。     經過三輪修正，確定一級指標和二級指標的權重值如下：

圖20 二級指標和三級指標的權重設置

三、工業(yè)互聯(lián)網成熟度評估模型的應用和試評估     （一）應用方法     1、指標量化采集     依照評估指標體系，本模型設置了對應的評估問卷，問卷題目包括定量和定性兩種，定量指標可以直接采集數(shù)值對應不同分值，定性指標通過對不同發(fā)展程度給出階段性描述，然后根據企業(yè)具體實踐情況對應不同分值。     定量題均設置 5 個層級，定性題設置 3-5 個層級，設置方法主要依據上文中關鍵能力的能力等級。每個層級對應一定的分值，以下各舉一例（如圖表 21 所示）。

圖21 定量指標和定性指標的量化采集及打分原則

2、實時結果計算     各選項均對應 100 分內的不同分值，而且是分值越高越好，因此不需要對指標進行無量綱化處理，可直接應用如下公式中的加權平均模型來計算具體的評價得分情況。     3、對應星級評定     評估問卷中每道題的選項設置均依照梯次遞進的思路，一定程度上反映了企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網建設的過程。該模型可以對一級指標和二級指標中的單項能力進行評估，也可以對總體能力進行評估，最終評估結果采取星級制。     一級指標和二級指標的單項能力評估分值和星級對應原則如下：

圖22 單項能力評估分值和星級對應原則

總體能力評估分值和星級對應時不僅要求總體分值達標，也對單項能力分值設置了門檻，避免了單項能力過于薄弱而總分達標的企業(yè)獲取較高星級的情況，如果總體分值達標，但某一單項能力分值未達標，則做降級處理，如 A 企業(yè)總體分值達到了 3 星，但其中一個單項能力低于 35 分，則只能評定 2 星。對應原則如下：

圖23 總體能力評估分值和星級對應原則

（二）試評估結果分析     為了保證該評估模型的適用性和科學性，聯(lián)盟上線了在線評估調查問卷簡版，并邀請聯(lián)盟成員結合自身實際情況進行問卷填寫，并反饋對問卷的意見和建議。歷時2 周，聯(lián)盟共收到了有效問卷 22 份，其中包括離散型制造企業(yè) 12 個，流程型制造企業(yè) 10 個，雖然樣本數(shù)量有限，但也一定程度上代表了當前工業(yè)互聯(lián)網的建設水平和發(fā)展特點，能夠為企業(yè)、研究機構、政府部門等提供一定的參考。     1、 工業(yè)互聯(lián)網成熟度總體能力水平     基于本成熟度評估模型，22 份有效樣本中，1 星企業(yè) 1家，2 星企業(yè) 5 家，3 星企業(yè) 9 家，4 星企業(yè) 6 家，5 星企業(yè)1 家，其中有 4 家企業(yè)因單項能力弱被降級（如圖表 24 所示）。

圖24 工業(yè)互聯(lián)網成熟度總體能力試評估結果

以上評估結果顯示現(xiàn)階段我國工業(yè)互聯(lián)網成熟度水平呈現(xiàn)如下特點：

圖25 工業(yè)互聯(lián)網成熟度總體能力星級分布

· 4.5%的企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網建設尚未啟動，設備和系統(tǒng)孤島問題明顯，數(shù)據采集工作尚未起步，數(shù)據價值意識薄弱。     

· 22.7%的企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網建設剛剛開始，互聯(lián)互通基礎設施具備一定基礎，系統(tǒng)集成工作覆蓋部分環(huán)節(jié)，數(shù)據采集和分析尚處于探索階段。     

· 40.9%的企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網建設逐步推進，互聯(lián)互通能力不斷提升，縱向集成基本完成，端到端集成和橫向集成具備一定基礎，數(shù)據采集工作已經啟動。     

· 27.3%的企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網建設比較完善，基礎設施互聯(lián)互通和系統(tǒng)集成度較高，數(shù)據流已經基本貫通，對新型工業(yè)網絡、云計算、大數(shù)據等新技術的應用比較廣泛，數(shù)據價值挖掘意識較強。     

· 4.5%的企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網建設水平領先，基礎設施互聯(lián)互通和系統(tǒng)集成度高，企業(yè)內部數(shù)據流和供應鏈上下游價值流已經全線打通，新技術應用比較成熟，數(shù)據價值挖掘比較充分。