本书从“道、法、术”三个层面，系统地阐述了企业为什么要进行数字化转型，如何进行数字化转型，以及工业互联网的体系框架及实施方法。第一篇数字化转型之“道”，共3章，从创新理论的角度提出了数字化转型的定义，并基于这一定义，介绍了企业数字化转型的核心框架和实施过程体系。第二篇数字化转型之“法”，共4章，介绍了数字化转型的顶层设计方法。第三篇数字化转型之“术”，共6章，介绍了工业互联网的体系框架及实施方法。第四篇数字化转型之实践，共7个案例，涉及钢铁、机械制造、工程机械、家电、化工等领域，旨在通过对案例的分析，为企业通过工业互联网实现数字化转型提供研究和实践参考、借鉴。本书可以作为EMBA、MBA、信息管理专业硕士的教材，也可以作为政府研究数字经济的相关人员及产业政策的决策者、企业高层决策者、企业高级技术主管（CIO、CTO等），以及其他从事数字经济及数字化转型人员的参考书。

序一 Introduction 1 自2012年GE首次提出工业互联网以来，伴随着第四次工业革命的浪潮，工业互联网技术及其应用在各国得到了高速发展。工业互联网的本质是由新一代信息技术与工业系统全方位深度融合形成的产业和应用生态，是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。其以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品及人之间的网络互联为基础，通过对工业数据进行全面深度感知、实时传输交换、快速计算处理和高级建模分析，实现智能控制、运营优化和生产组织变革。工业互联网不是单一的技术，涉及多项基础技术的组合，如工业网络、工业安全、云计算、工业大数据、人工智能等，其应用必将促进这些基础技术的发展。工业互联网技术通过人机协同、机器与机器之间的协同，解决了单个设备优化达到极限及局部最优不等同于全局最优的问题，它通过全局协同来提升全要素、全产业链、全价值链的效率，对工业企业的降本增效具有极大的推动作用。 消费互联网经历了20年的高速发展，解决了信息不对称和商品销售渠道不畅的问题，现已进入发展瓶颈期，对经济的拉动效应趋缓。我国于2016年提出了供给侧改革，目的是通过制度改革、技术创新提高供给侧效率，提升人民福祉。而工业互联网作为技术创新的手段，对供给侧生产力的提升具有巨大推动作用，是数字经济时代的“新基建”，其对经济的拉动作用在不久的将来必将凸显。 技术和市场是相互促进的，缺一不可。市场的需求促进技术的进步，而技术的发展推动市场需求的增长。工业互联网出现的时间并不长，市场并不明朗，商业化之路还在探索中。本书作者从数字经济和企业数字化转型的框架出发，先对工业互联网平台的商业模式进行了探索，并构建了具体的业务场景，从业务视角来映射工业互联网平台的功能框架。然后参考云平台及工业互联网的体系框架、相关标准，进行了SaaS层、PaaS层、边缘层的设计，并针对工业机理如何设计工业PaaS层功能进行了详细描述。工业互联网网络是基础，数据是核心，安全是保障，本书针对工业互联网的网络特点、协议及工业标识解析进行了详细介绍；针对工业安全，尤其是设备侧的安全和一般的办公网络安全不同的特点，融合了通用的安全框架和工业互联网的安全框架，构建了工业企业的安全体系框架，对工业企业如何构建安全体系具有指导作用。工业大数据和一般的消费大数据不同，其复杂的工业机理决定了其应用涉及多学科的交叉融合，本书针对工业大数据的应用场景，提出了一套业务建模、算法选用方法，对工业大数据在设备预测性维护、质量控制等领域的应用具有指导意义。总体来讲，本书是一本比较系统的数字化转型方法及工业互联网体系框架设计的指导手册，对从事相关工作的企业界人士及学者具有重要的借鉴意义。 廖湘科 中国工程院院士 序二 Introduction 2 2016年9月的杭州G20峰会上，“数字经济”第一次成为全球性的核心议题，并通过了全球性的数字经济合作倡议《二十国集团数字经济发展与合作倡议》，我国自此开启了数字经济发展的大潮！数字经济是继农业经济、工业经济之后的又一主要经济形态，得到了党和政府的高度重视，从多次政治局重要会议到政府年度工作报告都把发展数字经济作为重要议题。近年来，我国数字经济取得了长足的发展。中国信息通信研究院发布的《中国数字经济发展报告（2022年）》显示，2021年我国数字经济规模达到45.5万亿元，高于GDP名义增速3.4个百分点，占GDP比例为39.8%。 企业是社会的器官，国家数字经济的发展有赖于企业数字化水平的提升。一方面数字企业通过数字技术赋能传统企业促进数字产业化，另一方面传统企业通过融合数字技术推动产业数字化，从而推动国家的数字经济发展。云计算、大数据、人工智能、区块链、虚拟现实和增强现实、物联网、工业互联网等技术和实体经济的融合不仅能提升全要素、全产业链、全价值链效率，实现降本增效，还能催生出新的产品、新的模式、新的业态，实现高质量发展。 尽管大多数人已经就数字经济和企业数字化转型达成共识，尤其是大部分企业已经意识到数字化转型的必要性，并且着手行动。但是，还有相当一部分企业仍然裹足不前，犹豫观望，主要原因有两点：一是企业高层对数字化转型的认识不足，认为自己所处的行业离数字化还差得远，看不到未来的趋势；二是数字化转型本质上是一个创新的过程，具有高度不确定性，企业不愿意承担失败的风险。三是缺乏系统的方法论指导，企业不知道从何处下手。 本书作者先从创新管理理论出发，提出了数字化转型的概念、框架；接着从产业发展的演变趋势和企业第二曲线创新的角度指出了数字化转型的必要性；并从数字化转型战略、业务创新、数字化治理、系统性解决方案四个视角提出了企业如何进行数字化转型的方法论体系；最后以工业互联网为“术”详细讲解了企业如何通过技术驱动商业模式创新的过程。本书是一本难得的企业数字化转型的系统性方法论指导手册，衷心期盼本书的出版能让企业从中获益，加速推动企业数字化转型。 陈晓红 中国工程院院士 湖南工商大学党委书记 自序 自从杭州G20峰会上首次提出数字经济以来，我国家一直把数字经济和数字化转型作为推动经济高质量发展的抓手。因为教学和咨询的需要，早些年笔者一直致力于数字化转型的研究。随着研究的案例的增多，笔者发现大家对数字化转型的概念缺乏统一的认识及缺少系统的方法论指导，于是萌生出写一本书的念头，希望能系统地介绍企业数字化转型的概念、原理、方法及实践。 “道、法、术”是老子《道德经》中的思想精髓，道以明向，法以立本，术以立策。“道”是自然法则，是天道，是第一性原理；“法”是做事的方法，是策略，是原则；“术”是做事的具体操作方法，是使用的手段。“术”要符合“法”，“法”要基于“道”，“道、法、术”三者兼备才能做出最好的策略。本书从“道、法、术”三个层面，系统地阐述了企业为什么要进行数字化转型，以及如何进行数字化转型，在“术”层面选取工业互联网技术作为企业数字化转型的手段，具体介绍如下。 第一篇“数字化转型之‘道’”，共3章。 本篇先针对当前企业数字化转型概念的混乱，从创新理论的角度提出了数字化转型的定义。基于这一定义，提出了企业数字化转型的核心框架和实施过程体系，并针对大家所关心的“信息化”和“数字化转型”的区别提出了本书的观点。 接着从宏观经济和企业创新的角度阐述了企业数字化转型的必要性。在宏观角度上，介绍了生产函数及基本索洛经济增长模型、扩展索洛经济增长模型及内生增长模型，用数学模型论证了技术进步是经济增长的源泉，指出了数字经济的本质。从技术哲学角度论述了技术的本质及技术和经济的关系，技术进步和国家竞争力的关系。在微观角度上，基于科斯的交易成本理论阐述了企业的本质，基于波特的竞争优势理论和第二增长曲线理论解释了企业基业长青的原因。 第二篇“数字化转型之‘法’”，共4章。 本篇先阐述了数字化转型的顶层设计方法。数字化转型不同于信息化，因此数字化转型战略属于业务战略。企业数字化转型过程在本质上是业务创新的过程，针对创新的特点，提出了数字化转型的战略规划的方法论。 然后针对数字化转型的不确定性特点，基于创新管理理论，提出了企业数字化转型的决策模式、组织架构和绩效管理，如充分决策授权、小步试错、快速决策，用敏捷型组织替代臃肿的组织，用OKR+360°考评方法替代KPI的考核方法等。同时，考虑到传统企业的文化氛围不利于创新，提出了个人、组织和领导者创新文化氛围的塑造方法。 针对转型新颖度比较大的产品和服务转型、商业模式转型，提出了相应的转型方法。从商业模式的定义出发，讲述了商业模式的创新过程，并重点介绍了平台型商业模式的特点、优势和构建方法，如何通过适当的运营和收费模式来激发网络效应。产品创新过程就是把创意转化为商品的过程。因此，必须采用建立—衡量—学习的方法。把产品变成商品必须采用一系列营销工具，针对不同的创新程度，采用不同的营销工具，如细分法、原型法、市场实验法等。 第三篇“数字化转型之‘术’”，共6章。 消费互联网经历了高速发展的20年，解决了信息的不对称和商品销售渠道不畅的问题，现已进入了发展瓶颈，单在供给侧的效率提升和产品创新方面还有巨大的空间，因此本书选取工业互联网技术作为企业数字化转型之“术”。 本篇先介绍了工业互联网基本概念及产生的背景、各国工业互联网发展概况；然后介绍了工业互联网的体系框架及实施方法，企业如何通过工业互联网平台探索新的商业模式，实现数字化转型。 第四篇“数字化转型之实践”，共7个案例。 本篇征集了钢铁、机械制造、工程机械、家电、化工等领域的数字化转型案例，旨在通过对案例的分析，为企业通过工业互联网实现数字化转型提供研究和实践参考、借鉴。 本书在写作过程中得到了中国人民大学商学院毛基业教授、易靖韬教授、成栋教授等的帮助，在此表示衷心的感谢！同时感谢为本书提供详细案例参考的各家企业。 肖鹏 2022年10月于北京

第一篇 数字化转型之“道” 第1章 数字化转型的概念和框架 / 2 1.1　概念之谜 / 2 1.2　本书对数字化转型的定义 / 4 1.2.1 创新的概念 / 4 1.2.2 创新方式的分类 / 5 1.2.3 创新生命周期 / 7 1.2.4 创新管理 / 9 1.2.5 数字化转型的定义 / 10 1.3　数字化转型的框架 / 11 1.4　信息化和数字化转型的区别 / 13 1.4.1 信息 / 13 1.4.2 信息化 / 14 1.4.3 信息经济 / 16 1.4.4 数字化 / 17 1.4.5 数字经济 / 19 1.4.6 信息化和数字化转型的区别 / 21 本章参考文献 / 24 第2章 数字化转型的本质 / 25 2.1　经济增长理论 / 25 2.1.1 基本概念 / 25 2.1.2 新古典经济增长模型 / 26 2.1.3 内生增长模型 / 34 2.1.4 经济增长源泉的核算 / 41 2.2　技术的本质 / 42 2.2.1 技术的基本概念 / 42 2.2.2 技术的内涵 / 44 2.2.3 技术域 / 44 2.2.4 技术的起源及进化 / 46 2.2.5 技术进步与经济增长 / 50 2.2.6 技术进步与国家竞争力 / 53 2.3　数字技术的特点 / 55 2.4　数字技术的经济特点 / 57 2.4.1 数据要素的经济特点 / 57 2.4.2 数字技术的经济功能 / 59 2.5　企业获取可持续性增长的动力 / 64 2.5.1 企业的本质 / 64 2.5.2 企业竞争优势 / 67 2.5.3 企业第二曲线 / 73 2.5.4 企业创新的驱动力 / 75 2.6　数字技术在企业创新方面的优势 / 75 本章参考文献 / 77 第3章 企业实施数字化转型面临的机会和 挑战 / 78 3.1　数字化时代企业的机会 / 78 3.2　企业数字化转型面临的挑战 / 80 3.2.1 管理层认识不足 / 81 3.2.2 缺乏顶层设计 / 82 3.2.3 缺乏组织和文化变革 / 83 3.2.4 缺少系统的方法论指导 / 84 本章参考文献 / 85 第二篇 数字化转型之“法” 第4章 企业数字化转型顶层设计 / 88 4.1　企业战略 / 88 4.1.1 战略 / 88 4.1.2 战略管理 / 96 4.2　信息化战略管理 / 96 4.3　数字化转型战略管理 / 104 4.3.1 理性主义战略派还是渐进主义战略派 / 104 4.3.2 锚定转型方向 / 105 4.3.3 创新领导者还是跟随者 / 108 4.3.4 技术推动型创新还是客户需求拉动型 创新 / 108 4.3.5 平衡现在和未来 / 109 4.3.6 轻量级的战略规划 / 111 本章参考文献 / 116 第5章 数字化治理 / 118 5.1　基于信息化战略的IT治理 / 118 5.1.1 IT治理的概念 / 118 5.1.2 IT治理的方法 / 119 5.2　基于数字化转型战略的治理 / 120 5.2.1 不确定性下的决策 / 120 5.2.2 轻量级数字化治理 / 122 5.2.3 价值度量标准 / 123 5.2.4 建立数字化组织 / 125 5.2.5 绩效管理 / 133 5.2.6 塑造数字化创新文化 / 137 5.2.7 创新网络和开放式创新 / 140 本章参考文献 / 142 第6章 管理数字化转型实施过程 / 144 6.1　商业模式转型过程管理 / 144 6.1.1 商业模式的基本概念 / 144 6.1.2 创新商业模式过程管理 / 147 6.1.3 平台型商业模式创建 / 151 6.2　产品转型过程管理 / 155 6.2.1 产品开发过程管理 / 155 6.2.2 技术和市场对产品商业化的影响 / 158 6.2.3 产品商业化 / 160 6.3　服务转型过程管理 / 162 本章参考文献 / 164 第7章 以技术为核心 / 165 7.1　数字企业的演进 / 165 7.2　制定技术战略 / 166 7.3　数字技术发展趋势 / 167 本章参考文献 / 172 第三篇 数字化转型之“术” 第8章 工业互联网概况 / 174 8.1　工业互联网的概念及产生背景 / 174 8.2　工业互联网的体系架构 / 176 8.2.1 工业互联网体系架构依赖的标准 / 176 8.2.2 美国工业互联网参考架构 / 177 8.2.3 德国工业互联网参考架构 / 178 8.2.4 日本工业互联网参考架构 / 179 8.2.5 中国工业互联网参考架构 / 179 8.2.6 工业互联网平台参考架构 / 183 8.2.7 智能制造体系架构 / 185 8.3　工业互联网涉及的产业 / 186 8.4　我国工业互联网发展概况 / 187 8.4.1 我国工业互联网产业经济发展概况 / 187 8.4.2 我国工业互联网的发展成效 / 188 8.4.3 我国工业互联网平台概况 / 189 8.5　企业工业互联网应用路径和模式 / 191 本章参考文献 / 192 第9章 工业互联网平台商业模式 / 194 9.1　工业互联网平台商业模式现状 / 194 9.2　工业互联网平台商业模式探索 / 197 9.3　欧冶云商商业模式分析 / 200 9.3.1 公司概况 / 200 9.3.2 平台商业模式介绍 / 200 9.3.3 平台主要交易模式介绍 / 203 9.3.4 平台模式分析 / 206 本章参考文献 / 207 第10章 工业互联网平台架构 / 208 10.1　工业互联网平台的业务场景 / 208 10.2　工业互联网平台的设计方法 / 212 10.3　工业互联网平台的架构视图 / 214 10.4　工业互联网平台的功能视图 / 216 10.5　工业互联网平台SaaS层设计 / 218 10.5.1 工业互联网平台SaaS层架构设计 / 218 10.5.2 工业互联网平台SaaS层应用的工程实现 方式 / 222 10.6　工业PaaS层设计 / 228 10.6.1 工业PaaS层设计方法 / 228 10.6.2 工业PaaS层实现方法 / 229 10.6.3 工业机理建模 / 230 10.7　工业互联网平台部署架构 / 232 本章参考文献 / 233 第11章 工业大数据分析 / 235 11.1　工业大数据概述 / 235 11.2　工业大数据分析方法 / 236 11.3　业务建模方法 / 242 11.4　工业大数据分析算法 / 246 11.4.1 统计分析算法 / 246 11.4.2 机器学习算法 / 247 11.4.3 时序数据挖掘算法 / 251 11.5　基于工业大数据分析的设备健康管理 / 252 11.5.1 设备故障预测与健康管理概念 / 252 11.5.2 设备故障预测与健康管理分析方法 / 254 11.5.3 设备故障预测与健康管理分析主题 / 255 本章参考文献 / 257 第12章 工业互联网边缘计算 / 258 12.1　边缘计算简介 / 258 12.2　边缘计算的用户关注点分析 / 258 12.3　边缘计算的功能分析 / 259 12.4　边缘计算的实现 / 261 12.4.1 边缘计算的总体架构 / 261 12.4.2 边缘节点 / 262 12.4.3 边缘管理器 / 263 12.4.4 边缘管理服务 / 263 12.5　边缘计算的实现 / 264 12.5.1 边缘节点的软件实现 / 264 12.5.2 边缘节点的硬件实现 / 270 12.6　边缘计算的建设要点 / 271 12.7　边缘计算的应用案例 / 272 本章参考文献 / 273 第13章 工业互联网网络体系 / 274 13.1　工业互联网网络 / 274 13.1.1 工业互联网网络相关标准 / 275 13.1.2 工业互联网常用技术 / 276 13.1.3 工业互联网常用协议 / 283 13.2　工业互联网标识解析 / 293 13.2.1 标识解析标准体系 / 293 13.2.2 标识解析体系架构 / 298 13.2.3 标识解析体系现存问题和发展趋势 / 299 13.2.4 企业建立标识解析体系需要考虑的 方面 / 300 13.3　工业互联网网络规划 / 301 13.3.1 工业互联网网络规划的步骤 / 301 13.3.2 典型的工业互联网网络规划模型 / 302 本章参考文献 / 307 第14章 工业互联网安全体系 / 308 14.1　工业互联网安全概述 / 308 14.1.1 工业信息安全 / 308 14.1.2 工业互联网安全 / 309 14.2　工业互联网面临的安全风险 / 312 14.2.1 工业互联网安全事件 / 312 14.2.2 工业互联网存在的安全风险 / 314 14.3　工业互联网安全框架 / 316 14.3.1 防护对象视角 / 318 14.3.2 防护措施视角 / 319 14.3.3 防护管理视角 / 319 14.4　工业互联网安全防护对象 / 321 14.4.1 设备 / 321 14.4.2 控制 / 322 14.4.3 应用 / 323 14.4.4 网络 / 324 14.4.5 数据 / 325 14.5　工业互联网安全体系建设指南 / 326 14.5.1 工业互联网安全框架建设 / 326 14.5.2 工业企业IT层和OT层安全体系建设的 关系 / 327 14.5.3 工业互联网安全管理体系建设 / 328 14.5.4 工业互联网安全技术体系建设 / 335 14.5.5 工业互联网安全运营体系建设 / 346 本章参考文献 / 356 第四篇 数字化转型之实践 第15章 工业互联网应用案例介绍 / 358 15.1　美的集团数字化转型之路 / 358 15.1.1 美的集团数字化转型之实践 / 358 15.1.2 美的集团数字化转型之组织变革 / 360 15.2　首钢股份利用工业大数据分析进行 全流程 过程质量管控 / 361 15.2.1 公司介绍 / 361 15.2.2 业务痛点 / 361 15.2.3 主要解决方案 / 362 15.2.4 实施效果 / 374 15.3　美擎工业互联网平台驱动智能制造 / 375 15.3.1 公司介绍 / 375 15.3.2 业务痛点 / 376 15.3.3 主要解决方案 / 376 15.3.4 实施效果 / 381 15.4　基于数字孪生的热处理车间远程运维解决 方案 / 383 15.4.1 公司介绍 / 383 15.4.2 业务痛点 / 383 15.4.3 主要解决方案 / 384 15.4.4 方案详细介绍 / 385 15.4.5 方案实施过程 / 390 15.4.6 实施效果 / 396 15.5　工业互联网赋能，点亮全球重工行业首座 “灯塔工厂” / 400 15.5.1 公司介绍 / 400 15.5.2 业务痛点 / 401 15.5.3 主要解决方案 / 401 15.5.4 实施效果 / 406 15.6　汉云工业互联网平台助力泰隆减速机加速 数字化转型 / 407 15.6.1 公司介绍 / 407 15.6.2 业务痛点 / 407 15.6.3 主要解决方案 / 408 15.6.4 实施效果 / 413 15.7　贵州磷化工业互联网应用 / 414 15.7.1 公司介绍 / 414 15.7.2 业务痛点 / 415 15.7.3 主要解决方案 / 415 15.7.4 实施效果 / 419