二、通过工业要素联网，美国工业互联网创造新型商业模式[3]
美国工业互联网的典型代表是通用电气（GE）公司。GE公司于2012年发布了“工业互联网—打破智慧与机器的边界”白皮书，在其自身数字化的基础上，针对数字化技术与工业数字化的融合潮流，提出了“工业互联网”的概念。
工业互联网是由工业系统与先进计算、低成本传感设备、互联网形成新的连接产生的。它的本质是从工业现场的人-机-料-法-环-测等嵌入了大量传感器的不同系统上捕获数据，并实时收集数据，将有价值的数据信息反馈给客户，企业再对数据实行建模，并转化成为高价值的输出结果，帮助客户优化资产和运营的效率。收集数据和使用数据离不开数据管理和治理技术。
工业互联网汇集了工业革命带来的机器、设施、机群和系统网络方面的成果，以及与互联网革命中涌现出的计算、信息与通信系统方面取得的成果。这些成果汇集成了工业互联网的三大关键元素：互相连接的智能机器、高级分析、互相连接的工作人员，如图1-2所示。
GE公司提出的工业互联网，旨在通过“智能机器+数据+分析模型”的技术手段，提高机器设备的利用率并降低成本，取得经济效益，引发新的革命。随着全球经济的发展，工业互联网的潜在应用也将扩大。根据IDC数据，截至2022年，全球工业互联网的应用领域将达1万亿美元的规模[4]。即使工业互联网只能让效率提高百分之一，其效益也将是巨大的。例如，仅在商用航空领域，未来15年，节约百分之一的燃油就意味着节约300亿美元的成本。
图1-2 工业互联网的关键元素
图1-3所示为工业互联网的数据循环。智能设备、智能系统和智能决策代表着机器、设备组、设施和系统网络的世界能够更深入地与连接、大数据和分析所代表的数字世界融合。GE公司认为工业互联网数字技术的全部潜力还没有在全球工业系统上完全发挥出来。
图1-3 工业互联网的数据循环
传统工业网络也称为“工业总线”或“现场总线”，多为较小尺度和较小规模上的设备联网，一般用于少量节点之间的通信或分布式控制，比如在企业内部，一台机器上的控制器和数个伺服电动机之间的通信，或者一个车间里的多台机器联网并进行信息交互，还有一些已经售出的高价值、高危产品与生产厂之间的连接，类似“局域网”。传统工业网络的客户需求因成本高并没有大范围显现出来，大尺度上的联网（例如各地工厂分布的机器，或者各地分布的航空、能源、医疗设备）并没有建立起来。在工业互联网时代，这种大尺度上的联网已基本实现，但有两个核心关键需要注意：一是持续优化价值，二是落地推进组织。
1. 持续优化价值
GE公司大力推动的“工业互联网”其实是传统工业网络的全面升级，核心价值主要集中在两个方面：一是联网节点数的大量增长，GE公司遍布全球的航空发动机、大型医疗设备都要纳入同一个网络，而且利用目前商业互联网成熟的基础设施和技术，就能低成本实现大范围的信息交互；二是构建云端数据分析系统，对各个网络节点（每一台联网进来的机器设备都是一个网络节点）发来的海量工业数据进行深度分析和决策，提炼出高价值的信息，帮助工业客户优化生产与决策。
例如，GE公司以前生产的飞机引擎中的传感器只有出现故障时才会亮起红灯，这种“事后被动数据分析”，除了累积经验外，已经没有太多价值，只有提供“实时主动数据分析”，才能有效提高运营效率。因此，GE公司要求每一台引擎都要保留每一次飞行的所有数据，并在飞行过程中实时将数据传回数据中心进行分析。据此，GE公司数据中心能给飞机引擎提供预测性维护，减少了故障发生率，燃油经济性和飞行安全性也得到了更好的优化。
工业互联网推动的变革产生的效率提升哪怕只有1%，只要保持持续优化，每天、每周、每月优化一点点，它所带来的整体效益也是空前巨大的。
2. 落地推进组织
2014年，GE公司联合AT&T公司、思科公司、IBM公司和英特尔公司，成立了面向全球的工业互联网联盟（Industrial Internet Consortium，IIC），旨在加快互联机器与设备的开发、采纳和广泛使用，促进智能分析，并为工作者提供帮助。工业互联网联盟（IIC）发布了一系列技术文档，从通用/水平、技术专题、垂直行业及特定主题等视角诠释工业互联网的内涵，如图1-4所示。其中的工业互联网参考架构（IIRA）中，按照ISO/IEC/IEEE42010—2011关于架构描述的标准，从业务视角、使用视角、功能视角和实施视角四个层级，论述了系统安全、信息安全、弹性、互操作性、连接性、数据管理、高级数据分析、智能控制、动态组合九大系统特性。
图1-4 IIC技术文档层次结构
同时GE还认为实现工业互联网需要关键的动力、催化剂和支持条件才能实现，包括工业软件创新、强有力的网络安全管理、基础设施平台以及培养具备新技能的新人才。
工业互联网联盟（IIC）带给我们的启示是，要想把一个新生事物做到长期稳定有效、可持续研究与推进，一个专业的、专注的、联合了供给侧、需求侧和广大利益攸关方的联盟是必不可少的组织形式。
3. 工业互联网顺应了美国发展制造业意图
美国政府在2008年金融危机中意识到制造业对国家经济的重要性，提出“再工业化”和“制造业回流”战略，于2009年12月出台《重振美国制造业框架》，2011年6月启动“先进制造伙伴计划（AMP）”，2013年1月斥资10亿美元组建“美国制造业创新网络（NNMI）”，即后来的“美国制造业（Manufacturing USA）”，在政策上密集支持本国制造业。2012年GE开始大力发展工业互联网，赶上了一个天时地利的好时机：既在主观上加速了GE自身的数字化转型，也在客观上顺应了美国政府发展制造业的强烈意图，同时又呼应了刚刚在全球兴起的新工业革命。