工业互联网平台生态系统:构成、演化路径及运营机制.pdf
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1、第2 5 卷第5 期2023年10 月生态系统:构成、演化路径及运营机制辽宁工业大学学报(社会科学版)Journal of Liaoning University of Technology(Social Science Edition)工业互联网平台Vol.25,No.50ct.2023D0I:10.15916/j.issn1674-327x.2023.05.008廖敏(仰恩大学经济学院,福建泉州36 2 0 14)摘要:工业互联网平台是推动产业形态创新变革的重要手段。研究基于商业生态系统理论,构建了工业互联网平台生态系统概念模型、演化路径及运营机制,研究显示工业互联网平台生态系统是基于制造
2、业形成的有机生态系统,系统由领导、支持、寄生及关键种群构成;系统会经历开拓一扩展一成熟一进化四个演化阶段,随着演化的深入,种群由领导一关键一支持一寄生的顺序逐步加入系统,同时系统的平台架构由单点应用一完备PaaS层能力一聚焦SaaS丰富度一工业全要素商业创新进行逐步升级;系统具有数据安全、创新激励、开放共享三大运营机制。最后,研究以COSMOPlat生态系统为案例,分析了工业互联网平台生态系统的合理性。关键词:工业互联网平台生态系统;商业生态系统;演化路径;运营机制中图分类号:F49工信部工业互联网创新发展行动计划(2 0 2 1一2 0 2 3年)指出,下一步工业互联网平台工作是“建平台、用
3、平台、筑生态”,加快工业互联网平台体系化升级。工业互联网服务对象是工业,其需结合各行业各领域的技术、知识、经验、痛点,因此需推动工业企业、基础电信企业、工业软件企业、工业控制企业、设备制造企业、解决方案提供商等形成主体多元、协同创新的产业生态 。目前研究工业互联网平台生态系统的学者较少,研究者们主要集中于研究工业互联网平台定义、技术构成、演化、评价、应用等。(1)针对工业互联网平台定义与构成,学者们从平台、技术角度、生态系统、产业视角等多角度进行界定,其中从平台与技术角度,工业互联网平台白皮书指出,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、分析的服务体系
4、,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台 2 ;其技术架构主要为5 层,其中多位学者 3-4 从用户、SaaS、P a a S、I a a S、边缘的单个层或多个层构建其技术架构。从生态系统与产业视角进行研究的学者们认为工业互联网平台是新型制造业生态系统,是基于平台形成的工业互联网产业虚拟集群生态系统。李君等 5 指出,工业收稿日期:2 0 2 3-0 2-0 8基金项目:福建省创新战略研究计划项目(2 0 2 3R0072);校级科研培育计划项目(SK202305)作者简介:廖敏(19 9 0-),女,江西萍乡人,助教,硕士。文献标识码:A文章编号:16 7 4-32 7 X(
5、2023)05-0025-08互联网平台核心功能是具有创新生态构建能力,以平台运营商为主导,跨界合作,依靠共享机制,共享数据资源,建立多方利益共同体形成新型制造业创新生态。王玮等 6 认为,工业互联网平台本质是资源集聚、多方合作参与共赢、协同演进的制造业生态系统。马永开等 7 指出,工业互联网还处于发展初期,学界和业界需要构建工业互联网价值模式和生态系统,当工业互联网流量达到一定规模时,平台服务商会吸引基础设施服务商、软件开发服务商等加入系统形成价值共创生态体。王如玉等 8 认为,工业互联网实质是围绕平台形成的虚拟产业集群,从而形成工业互联网平台生态。左文明等 9 认为,工业互联网产业集群是通
6、过平台链接上下游形成生态群落系统。(2)针对工业互联网平台演化与评价发展,陈武等 10 认为,工业互联网平台是动态发展的,会经历从低级向高级的演化迭代。国家工业信息安全发展研究中心 11 认为,平台是从制造资源云改造一制造能力开放一人机融合创新的迭代发展。朱国军等 12 从平台成熟度角度建立平台“融合共创一成长共生一成熟演化”发展方向。在此基础上,MENON等 13-14,李君等 15-16 进一步围绕成熟度理论建立平台评价模型,平台经历建设起步一功能完备一应用拓展一专业深耕一生态繁荣五个26阶段,并可从平台基础保障、关键能力、价值效益三个维度对平台成熟度进行评价。(3)针对工业互联网平台应用
7、方面,学者们主要研究工业互联网平台如何赋能制造业转型发展以及研究平台目前发展现状等。孙新波等 17 认为,工业互联网平台可根据数据资源行动一数据能力生成一生态价值路径实现对系统赋能。王晨等 18 ,邱君降等 19 ,何小龙等 2 0 指出目前工业互联网平台的发展困境:大部分企业不会用或不敢用工业互联网平台,已使用者对平台的战略定位制定不清晰或者将平台处于一种较低层次的应用状态,平台使用缺乏科学指导。当前研究从生态角度出发认为工业互联网平台是生态系统,并且其演化的最终阶段是生态繁荣阶段,为研究提供了很好的基础。但存在以下不足:(1)学者们虽提出了生态系统的概念,却较少将工业互联网平台作为工业互联
8、网产业集群系统研究生态系统内产业企业构成;(2)较多学者提出了工业互联网平台演化路径,但仅研究宏观的演化阶段,未深入分析不同演化阶段下虚拟工业互联网平台产业系统内企业演化发展;(3)学者们研究工业互联网如何赋能制造业转型较多,较少以工业互联网生态系统主导者作为研究对象,研究其如何运营好、利用好已形成的平台系统,解决企业不会整合资源,不会用、不敢用的困境。为解决以上问题,本文从商业生态系统全新视角进行研究,主要的理供生零消应产售费商八八商商者辽宁工业大学学报(社会科学版)论贡献有:(1)构建了工业互联网平台生态系统构成模型,研究此虚拟产业集群系统内企业构成;(2)建立了工业互联网平台生态系统动态
9、演化模型,研究此虚拟产业集群系统内企业不同阶段演化过程;(3)提出了工业互联网平台运营机制,研究平台特点以及主导者如何运营;(4)以典型的海尔卡奥斯COSMOPlat工业互联网平台为例,剖析其生态系统构成与演化,为其他工业互联网平台提供借鉴。一、相关理论(一)商业生态系统理论MOORE21在19 9 3年提出商业生态系统是以组织和个人的相互作用为基础的经济联合体,系统演化会经历开拓、扩展、成熟、进化阶段,进化不成功死亡;IANSITI等 2 2 从微观企业层面认为商业生态系统由衍生核心、支配主宰型、缝隙型三类企业物种构成;胡岗岚等 2 3 结合微观企业物种构成,提出电子商务商业生态系统理论,认
10、为电子商务生态系统由领导种群(系统资源的领导者)、支持种群(主体依赖的组织)、寄生种群(增值服务商)、关键种群(生态系统的“客户”)构成,见图1。系统中每个物种的职责不同又相互依赖,建立一种共生关系,以上研究为本文构建工业互联网平台生态系统提供了理论基础。第2 5 卷物流公司金融机构政府电信其他核心电子商务企业机构服务商经济、技术、政策、法律、社会环境领导种群关键种群图1电子商务生态系统概念模型(二)工业互联网平台是生态系统足自身需求;SaaS层是平台核心作用,形成平台价工业互联网平台本质是一个资源丰富、多方参值,主要提供个性化方案,进行业务运行和创新应与、合作共赢、协同演进的制造业生态系统,
11、其技用;PaaS层是技术体现,包括平台使用技术、数据术架构包括用户层、SaaS层、PaaS层、IaaS层、边管理技术,对工业数据建模;IaaS层主要是支撑云缘层。工业互联网平台白皮书分析了各层级功能:计算,提供数据云存储空间;边缘层是对数据进行用户层是平台的服务对象,也是平台的立足之本,集成处理等。平台各层级的功能和服务由制造业企用户在此接入使用平台上的APP应用和服务,以满业、互联网企业、软件企业、硬件设备企业、电信支持种群寄生种群第5 期运营商及个人开发者等提供,并以此完成整个体系的构建。由此可知,各层级的企业或组织担任不同角色和功能,同时又相互依赖,构成了一个有机的整体。因此,工业互联网
12、平台是一个生态系统。二、工业互联网平台生态系统构成工业互联网平台生态系统是基于制造业,借助互联网、物联网、大数据、人工智能等新兴技术,将一系列原本关系松散、高度竞争的企业和组织链接起来,使其形成一个关系密切的共建共生的有机生态系统。本文以电子商务生态系统的四个种群划分作为基础,进一步部析工业互联网平台生态系统领导、支持、寄生、关键种群的定义、构成和作用,如图2 所示。1.领导种群:由工业互联网平台的资源整合者、生态系统领导者构成。其制定工业互联网平台生态系统的运营机制,完成价值利益的分配与共享,在平台的技术架构中主要处于IaaS层和PaaS层并注重咨询企业寄生种群软件企业支持种群云资源服务商领
13、导种群制造业龙头企业软件龙头企业互联网巨头、ICT.廖敏:工业互联网平台生态系统:构成、演化路径及运营机制营商、云资源服务商等。3.寄生种群:即工业互联网平台APP应用和服务的提供组织,以满足关键种群的需求。其主要处在平台的SaaS层,对生态系统高度依赖,几乎与生态系统共存亡。寄生种群代表企业有各类软件企业、咨询企业、独立开发团队、硬件设备商等。4关键种群:即工业互联网平台的服务对象,在生态系统中处于需求方位置,对系统提出需求,使用系统提供的服务,其主要处在平台的用户层,并围绕制造业产业链。关键种群代表企业主要有供应商、生产商、分销商及零售商等。关键种群分销商生产商供应商27平台核心能力的构建
14、。领导种群代表企业有海尔、三一重工等制造业龙头企业,腾讯、阿里等互联网巨头,金蝶、浪潮等软件企业,华为、紫光等ICT。2.支持种群:即工业互联网平台需要依靠的组织。其提供生态系统运转所需的基础资源,是领导种群进行资源整合与链接的对象,主要处在平台的边缘层、IaaS层。支持种群代表企业主要有电信运零售商开发团队硬件设备商电信运营商经济、技术、政策、法律、社会环境图2 工业互联网平台生态系统概念模型在工业互联网平台生态系统模型中,领导、支持、寄生、关键种群形成了一个价值网络体系。其中,领导种群通常具有唯一性,占有独特的优势资源,决定着生态系统的起点和演化方向,制定价值利益分配机制;支持种群数量一般
15、很少,是领导种群最紧密的利物种物种定义领导工业互联网平台资源整合、领种群导者支持工业互联网平台需要依靠的种群组织寄生工业互联网平台APP应用和种群服务的提供组织关键工业互联网平台的服务对象、种群客户益共同体,共同构建生态系统的框架;而寄生种群和关键种群数量庞大,数量的多少代表着生态的繁荣程度,其是生态系统的拓展对象,它们在生态系统中贡献价值也享受利益。表1描述了工业生态系统内各种群所处的平台层级及依存关系。表1工业互联网平台生态系统中各种群对比分析代表企业制造业龙头企业、互联网巨头、软件龙头企业、ICT等云资源服务商、电信运营商等各类软件企业、咨询企业、个人开发团队等制造业的供应商、生产商、分
16、销商、零售商等平台架构所生态中的职责处主要层级负责生态系统的构建运营,资源的整合,机制的制定,laas层价值的分配共享Paas层Iaas层提供生态系统运转所需的基础资源边缘层提供丰富的APP应用和服务,满足关键种群的需求Saas层提出需求、接入生态、应用APP、使用服务用户层进化失败28化路径(一)工业互联网平台生态系统演化路径模型商业生态系统经历了由诞生到繁荣直至衰亡的演化过程,经历了开拓、扩展、成熟、进化四个阶段的动态演化路径,不同演化阶段对应不同的生态结构,如图3所示。1.开拓阶段一初级生态结构。开拓阶段指工业互联网平台生态系统的诞生,工业互联网生态系统形成初级生态结构。领导种群基于自身
17、的优势,率先在某个行业某1 2 领域形成工业互联网应用。如树根互联利用三一重工在装备制造和远程运维领域积累的经验,由OT层向IT层延伸构建平台,并面向设备健康管理领域提供端到端的工业互联网解决方案。处于初级生态结构系统阶段的平台架构尚不完整,一般仅有领导种群和关键种群,种群较为单一,但部分生命力强大的生态系统将生存下来,积累经验、完善产品或服务,为向下个阶段演化奠定基础。2.扩展阶段一基础生态结构。扩展阶段是指工业互联网平台生态系统的发展,工业互联网生态系统形成基础生态结构。在领导种群的引领下,建立了完备的平台架构,生态系统中关键种群不断壮大,覆盖了1 2 个行业的多个领域,制造业上下游的企业
18、不断加入生态系统,系统边界逐步延伸。如树根互联在发展第二阶段,由设备管理单领域向能耗管理、设备售后服务管理、智能工厂等多领域延伸,覆盖工程机械行业全产业链。同时为了更好地服务关键种群,领导种群或强势引入支持种群,或自身分化为支持种群,增强生态的核心能力。如徐工与“阿里云”合作建立徐开拓阶段领导种群关键种群(二)工业互联网平台生态系统各演化阶段平台层级演化明确工业互联网平台生态系统所处的演化阶段,有利于生态系统内外部的各物种评判生态系统辽宁工业大学学报(社会科学版)工工业云(XCMG-cloud)。基础生态结构已初具三、工业互联网平台生态系统演规模,领导种群在行业领域已取得领先优势,具备了复制行
19、业经验、快速横向扩展的实力。3成熟阶段一基本生态结构。成熟阶段是指工业互联网平台生态系统的繁荣,工业互联网生态系统形成基本生态结构。经历了前两个演化阶段的积淀,生态系统开始跨行业,向全领域扩展,关键种群、支持种群进一步壮大,寄生种群将加入系统成为生态系统中的重要物种,其依托于平台为关键种群提供丰富的工业APP应用和服务。如树根互联由工程机械行业向汽车汽配行业、包装机械行业、机床行业等扩展,并大规模招募生态寄生种群。基本生态结构下生态系统中物种已经丰富,物种间的利益关系越来越复杂,利益竞争和冲突日益明显,因此,基本生态结构下领导种群需要进一步完善生态价值分配机制,实现利益共享,引导良性竞争、避免
20、恶性竞争,推动生态系统共建共赢。4进化阶段一生态演化结构。进化阶段是指工业互联网平台生态系统的不断演化进步,工业互联网生态系统形成生态演化结构。此时生态系统已经实现覆盖众多行业、向全领域发展,各类物种齐全,尤其是关键种群和寄生种群欣欣向荣,生态系统整体上有序运转。平台沉淀的数据成为生态系统的核心价值,数据采集、分析、应用形成闭环,促进领导种群、关键种群、支持种群以及寄生种群进行商业模式、APP应用等创新,推动生态系统向更高阶段演变,甚至内部分化诞生新的小型生态系统,形成大生态系统内嵌多个小生态系统的阶段。此外,在进化阶段,也会存在领导种群“死亡”或因为数据严重泄密乃至威胁国家安全或极端事件的情
21、况,导致生态系统进化失败,走向衰亡。环境改变或数据价值应用厂扩展阶段领导种群关键种群支持种群诞生新的生态系统图3工业互联网平台生态系统演化路径模型第2 5 卷成熟阶段进化阶段领导种群领导种群关键种群关键种群支持种群支持种群寄生种群寄生种群的发展状况,预测潜在的发展变化,以便采取相应的措施,或加速推动生态系统繁荣,或加入生态系统贡献价值、分享利益等。表2 动态分析了工业互联网平台生态系统不同演化阶段平台层级演化。衰亡第5 期阶段开拓扩展成熟进化四、工业互联网平台生态系统运营机制(一)工业互联网平台生态系统特点工业互联网平台生态系统作为新兴技术与制造业融合的新兴产物,与传统的商业生态系统相比,具备
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