一、工业大脑的概念内涵

工业大脑是基于工业互联网现有发展基础上，深度融合工业云、工业物联网、工业大数据、智能算法等核心技术，建立面向人、机、物等的“跨设备、跨系统、跨工厂、跨行业、跨区域”的全新复杂生态系统，能够有效赋能企业、行业、区域的协同创新，推动制造业数字化转型，完善产业链、价值链、创新链、人才链，实现区域经济智能调控。

图：工业大脑构想模式

工业大脑汇聚设备数据、系统数据、工厂周边数据、行业数据和区域数据，以多层级、全方位、全体系的数据治理框架协调工业经济全要素实现互联互通、高效运作、共荣共生发展。其中，设备数据包括传感器、设备、设施、产线、车间、工厂等;系统数据包括研发设计、采购供应、生产、工艺、装配、仓储、物流、销售等;工厂周边数据包括排放、能耗、环境、服务、运输、市场等;行业数据包括产业链、供应链、创新链等;区域数据包括消费互联、产业协同、公共服务、政府服务、金融服务等。

工业大脑隶属复杂系统范畴，具备引领工业治理方向、优化配置工业资源、智能调控区域经济、承载开放式创新生态等内涵特征。一是引领工业治理方向。未来工业大脑能够支持大量的全产业链智能体即时连接，成为万物互联不可或缺的新型基础建设，能够感知智能体运行状态、提供智能化服务方案，优化工业企业运行状态。二是优化配置工业资源。工业大脑支持工业全产业链要素全面连接，基于智能化、协同化管理，实现“人、机、物”的优化配置与立体赋能，共享过剩产能和闲置设备，提高资源利用率。三是智能调控区域经济。工业大脑可为政府部门展示企业开工情况、设备运转情况、行业产能负荷情况、重要能耗情况等数据，实现对区域经济的实时可视化监视，优化区域资源配置、智能调控区域经济发展。四是承载开放式创新生态。工业大脑基于产业链、创新链、供应链等，打造的多次产业创新生态，集成企业生产、经营、环保、信用等数据，建设区域脱敏数据池，支持支持社会各方开放式对工业大数据进行开发和应用创新，支持制造业高质量发展。

二、工业大脑与企业大脑、产业大脑间的关系

目前，不同行业、领域所提的工业大脑发展仅仅处于起步阶段，更多指的是某个企业的工业互联网平台或是某个产业的工业互联网平台，这些平台的基础均是运用工业互联网技术更好的助力企业、产业的数字化转型，与本质的工业大脑还有较大的发展差距。

（一）工业大脑与企业大脑的关系

工业大脑与企业大脑的关系可以看作是人类大脑与脑细胞的关系，所有的脑细胞联合在一起组建成一个完整的人类大脑，可以说企业大脑是工业大脑的底层基础单元。企业大脑是基于人工智能、大数据等新技术构建企业智能管理的创新平台，将工业生产过程中的人、数据和机器连接起来，使得生产流程数字化、自动化、智能化和网络化，实现企业生产效率提升、生产成本降低，企业大脑最重要的是实现企业信息的数字化。目前，部分工业互联网企业建设的工业大脑实质上是助力企业数字化转型打造的企业大脑，而不是真正意义上的工业大脑。例如，中科云谷工业大脑以制造企业为主体，充分发挥工业物联互联赋能价值，打通融合设计研发、生产销售、供应链管理、设备互联等多系统数据，据此提供预测性维护、智能研发、智能生产、企业经营分析等智能服务，帮助企业在产品质量、生产成本、生产效率、环境安全、节能减排等多个方面获得显著提升。工业大脑则是基于一个特定的宏观层面，将整个区域内工业企业自建的企业大脑链接起来，实现对整个区域的工业企业数据采集、整合、分析和调控，从而打造万物互联的网络治理体系，更好地推动区域内部工业企业高质量发展。

图：中科云谷工业大脑

（二）工业大脑与产业大脑的关系

工业大脑与产业大脑的关系可以看作是人类大脑与脑组织的关系，如大脑半球、小脑和脑干等脑组织共同组成完整的人类大脑，可以说产业大脑是工业大脑的组织结构。产业大脑是以云计算、人工智能等新技术分析产业数据，将行业机理知识与智能治理相结合，依托产业发展状况、产业资源分布、产业链上下游云图、重点企业分布等可视化分析，实现产业指挥精准决策、产业数字化治理，促进产业布局优化和产业结构调整。目前，阿里云打造的ET工业大脑主要是发挥企业大脑和产业大脑的功能，还未实现真正意义上的工业大脑。例如，ET工业大脑是将某一产业内企业的研发、采购、生产、装配、包装、存储、物流等工业产品全生命周期数据，传感器、机器、设备、设施、工厂等物理实体数据，外加环境类、能耗类、市场运营等生产周边数据进行汇聚打通，运用工业数据中台将不同行业的数据与行业知识、行业机理相融合，从而形成相应的决策闭环，帮助工业企业实现降本、增效、提质、安全等目标。工业大脑则是在区域内不同行业的产业大脑的基础上，结合行业外部数据与治理体系，打造工业经济各种要素协同共生的生态体系，从而更好地服务于工业企业发展。

专栏：阿里云智慧钢铁工业大脑

2018年5月，阿里云与德龙集团、新天钢集团共同搭建的“钢铁大脑”平台，围绕生产工艺优化、产品表面缺陷识别、设备智能维修、工厂和产线可视化、智能安保等多个方面展开深入合作。工业大脑通过构建智慧生产、智慧采购、智慧物流、智慧财务、智能装备、智慧安环等六大模块，结合智能数据分析决策系统，将治理设施与生产设施、监测数据联动，实现节能减排，降低运营维护成本，促进钢铁企业生产形成高质量、绿色发展。据了解，工业大脑应用到攀钢西昌钢钒转炉炼钢工艺后，预计优化转炉炼钢复吹和造渣环节，降低吹损和喷溅，减少渣中TFe含量1%，降低氧活度指标10ppm，使钢铁料消耗显著降低，每年节约成本超过千万元。

三、加快工业大脑发展的建议

目前，工业互联网行业正在进入快速发展期。未来，推动工业互联网向工业大脑转型，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，有助于提高企业生产效率、提升行业资源配置效率、促进区域工业经济融通发展。为加速工业互联网向工业大脑转型进程，主要提出以下五点建议。

一是加快企业数字化建设进度。引导工业企业制定数字化改造方案，全面推进企业数字化智能化改造，支持有条件企业建设智能设备、智能产线、数字车间和智能工厂。推动企业加快工业设备联网上云、业务系统云化迁移，促进设备、系统互联互通和数据集成共享，实现企业运行状态实时可监测。进一步加强企业内部、产业链上下游企业之间、跨领域生产设备与信息系统的互联互通，促进企业产业协同、数据共享、合作共赢。

二是着力突破平台关键核心技术。以解决关键卡脖子技术为突破口，依托工业互联网创新发展战略，完善关键共性技术研发清单。超前布局数字孪生、云化仿真设计、运营管理软件等技术模块，给予高校院所科研立项支持，引导和支持平台企业加大研发投入。加大新型基础设施建设力度，加快高速率大带宽、低延时高可靠、低功耗大连接的5G网络建设，满足工业互联网大批量、高精度、多层次的实时数据采集需求。

三是完善工业互联网标识体系。不断建设和运营国家顶级节点、二级节点，实现国家与国外先进地区的标准解析系统互通互联，提升行业二级节点的规模化服务能力，初步建成工业互联网标识解析注册、备案等配套系统。加强标识解析技术创新，支持行业龙头企业、科研机构、高效院所、创业团队等联合开展标准研制、试验验证和标准推广，提升标识技术产业供给能力，满足工业大规模部署需求。加快标识解析集成创新应用，大力开展基于标识解析服务的关键产品追溯、供应链管理、智能产品全生命周期管理等创新应用，形成聚集标识产业各环节的综合产业生态。

四是打造开发协同的创新生态。建设多层级工业互联网平台体系，创建中央、地方、行业企业多层次数据管理机制，搭建国家、地方、企业多级协同联动的态势感知网络，实现对感知边缘层、IaaS层、PaaS层和SaaS层的实时监控、汇聚、应用。加快推动企业产业协同发展，促进产业链上下游企业进行深度合作，加强企业生产、设计、采购、研发等环节联动，实现不同领域企业融通发展。鼓励企业探索智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理等新模式，形成产业链协同发展的创新生态。

五是打造工业大脑先行示范区。加快工业互联网创新发展战略与京津冀一体化、长三角一体化、粤港澳大湾区、G60科创走廊等区域发展战略统筹实施，打造工业大脑应用先导示范区，推动工业大脑“点线面”应用普及。推进企业大脑、产业大脑在装备、机械、汽车等重点行业的深度应用，形成具有特色化、差异化发展模式，打造行业应用标杆和典型应用案例。持续开展工业大脑试点示范，遴选一批标杆企业、样板工程，探索面向垂直领域的多元化应用场景，形成一批可复制、可推广的路径模式。