安筱鵬：工業網際網路是通向知識分工2.0之路
【編者按】本文為工業和資訊化部資訊化和軟體服務業司副司長安筱鵬的演講實錄整理。
關於工業網際網路，業界已經從技術、產業、商業、政策等多個角度進行過探討。今天，我們換一個新視角，從經濟學的視角來看工業網際網路的價值和意義。從經濟學的角度來看，資訊通訊技術擴散對經濟增長的貢獻在於提高兩個效率，生產效率和交易效率，交易效率的提高促進了產業分工深化，是推動經濟持續增長的重要動力。
我們可以回顧一下過去幾百年來產業分工深化的歷史程序。概括起來人類產業分工已經歷了五個階段。第一個階段：部門間的專業化分工，農業、手工業、工商業的分工。第二個階段：產品的專業化分工，以完整的最終產品為物件的分工，比如汽車、機械、電器產品的生產。第三個階段：零部件的專業化分工，你生產汽車的發動機，他生產汽車的輪胎。第四個階段：工藝的專業化分工，同樣生產一個產品，按照工藝再去分為鑄造、電鍍等。第五個階段：生產服務的專業化分工，除了產品之外，服務作為一種新的分工的形態跟產品繫結在一起，給客戶創造價值。
今天，隨著數字經濟時代的到來，我們正在進入分工的第六個階段：知識創造、傳播、服務的專業化分工階段。無論是多年前出臺的《國家資訊化發展戰略（2006-2020）》，還是近兩年關於數字經濟的定義，人們都強調了數字化轉型中知識創造、傳播、共享的價值和意義。今天，如果用一句話來概括工業網際網路的經濟學意義，那就是，工業網際網路推動了產業分工從基於產品的分工向基於知識的分工演進。
一、積體電路產業分工深化：知識分工1.0時代的興起
資訊通訊技術擴散重構了知識創造、傳播、複用新體系，推進了知識分工的形成和發展。知識作為一種商品參與到市場交易中，形成一批基於知識創造、交易的新型企業，構建基於知識創造、傳播、複用的產業體系。如果我們回頭去看過去40年全球產業分工體系的演變，以及知識分工的特徵和趨勢，我覺得有一個產業特別需要去研究，這個產業就是積體電路產業。在過去40年，積體電路產業分工格局的變化呈現出鮮明的特徵，代表了知識分工1.0。
講積體電路產業的特殊性，需要從美國國防高階研究局講起。2010年，美國國防高階研究計劃局（DARPA）提出自適應運載器製造計劃（AVM），這一計劃的關鍵詞做“重新發明製造”。DARPA調查發現，從1960年至今，隨著系統複雜度增加，航空航天系統的研發成本投入複合增長率為8-12%，汽車系統研發成本投入增長率4%，但積體電路研發成本複合增長率幾乎為0，複雜度增加並沒有帶來設計、生產週期的明顯增加。這一現象形成的原因是多方面的，其重要原因在於積體電路產業分工水平明顯高於其他行業，形成了基於知識的產業分工新體系。
在過去的40年，積體電路產業逐漸構建了一個基於數字模型的研發、製造、封裝體系，使產品設計、模擬、試驗、工藝、製造等活動，全部都在數字空間完成，待產品迭代成熟後再進入工廠一次製造完成，從而大幅度縮短研製週期、降低研製成本。AVM計劃的一個重要的方向就是向積體電路產業學習，其他大型宇航裝置、武器裝置，要像積體電路產業那樣，在數字空間重建一套新的研發生產體系。
為什麼積體電路複雜度提高了但研發週期相對不變？我們可以簡要地回顧一下過去的40年時間裡積體電路產業分工的演進。早期積體電路產業集整機生產和晶片設計、製造、封裝、測試為一體，稱為綜合型IDM模式。伴隨資訊科技的不斷演進，積體電路產業中的晶片設計、代工製造、封裝測試等環節不斷的從早期一體化模式中分離，成為獨立的產業體系。1967年美國應用材料公司成立後集成電路材料和裝置製造成為獨立行業，1968年Intel公司成立形成了垂直型IDM模式，1978年Fabless（IC設計獨立）、1987年Foundry（臺積電成立，IC製造環節獨立）模式相繼出現，積體電路產業分工深化經歷了全產業鏈整合—材料裝置獨立—IC設計獨立—IC製造獨立—設計製造IP獨立的演進歷程。
積體電路產業鏈分工細化與產業模式變革
1991年英國ARM公司成立，同時逐漸湧現出一批專注於積體電路IP(Intellectual
property，智慧財產權包)
設計、研發公司，積體電路產業開始興起架構授權的Chipless新商業模式，這標誌著基於知識創造的專業化分工獨立出現在積體電路產業鏈中，專有的工業知識通過被封裝為程式碼化的電路，並擺脫了作為有形硬體產品的附庸，開始成為獨立的產品、商品進行傳播、使用和交易，隨後IP包作為一種知識產品被廣泛應用到了積體電路設計、模擬、試產、製造等各個環節，大幅提高了積體電路設計效率、產品效能、製造可行性及良品率，基於知識交易的新業態逐漸顯現。
積體電路各環節IP應用
IP的本質是積體電路工業設計和製造過程中各種技術經驗、知識的程式碼化、模組化、軟體化封裝。積體電路大量的設計、製造工業知識被封裝為IP（智慧財產權包），固化在賽博空間，可以被重複的呼叫、使用和封裝，並催生了IC設計、模擬、試產、製造等環節等工業知識交易市場，設計生產過程中70-80%的工作變成對現有的IP進行呼叫、拼接，大幅提高了晶片設計、模擬、製造、測試的效率及產品良品率。目前IP的來源於主要由大型EDA公司、製造業企業、專業IP設計公司研發提供。
我們可以從積體電路產品研發設計成本看看IP和知識的價值和重要性。以技術引數不太高的28nm的SOC晶片研發製造成本為例，設計EDA工具需要500萬元，購買IP模組需500-1000萬元，製造成本1000萬元左右，封裝成本50萬元。可以看出在積體電路產業生態中，以IP核、EDA工具為代表的基於知識投入的成本已成為產業研發製造支出的重要組成部分，這是基於知識的產業分工體系形成的重要特徵。
今天，我們用工業網際網路的語言體系去分析這一現象，我們可以設想，積體電路的IP就是微服務元件，就是一個工業APP。積體電路IP日益成為企業競爭力的重要的組成部分，比如臺積電作為全球最大的積體電路製造企業，其大概有6000到7000個製造相關的IP，比其它積體電路製造企業多很多。在積體電路設計、模擬、製造、測試等各環節存在大量各類IP，它可以優化積體電路的生產，成為我們提高良品率的重要武器。
積體電路與航空航天等複雜產品的最大不同在於產業分工深化的水平，在其產業鏈和產業體系中形成了基於知識的分工。積體電路產業的蓬勃發展，得益於其在產業發展初期就在賽博空間裡建立起了產品設計、優化、模擬的製造體系，沉澱了大量積體電路基礎通用IP核以及設計、模擬、製造等IP包，實現新產品、新工藝的快速開發、上線、迭代。基於知識創造的分工深化極大地促進了積體電路產業的快速發展。
積體電路IP本質是軟體化封裝的知識，相當於一個個的APP和微服務的元件。那麼什麼是軟體？軟體就是物理世界執行規律的程式碼化、規律模型化、模型演算法化、演算法程式碼化、程式碼軟體化，再用軟體去優化物理世界。而在數字經濟時代，工業知識正通過工業APP、微服務軟體等方式去呈現。所以無論是積體電路IP，還是今天講的工業網際網路APP，抑或是工業網際網路雲平臺上各種各樣微服務元件，本質上都是人們對工業知識認知的一個載體。積體電路產業代表了過去40年全球知識分工的特點，我把它稱為“知識分工的1.0階段”。
二、工業網際網路：通向知識分工2.0之路
工業網際網路是面對製造業數字化、網路化、智慧化需求，構建基於雲邊協同的資料採集、彙集、分析服務體系，推動製造資源泛在連線、彈性供給、高效配置。工業網際網路平臺有四層架構，資料採集層、IaaS層、工業PaaS層、工業APP層。工業PaaS平臺的核心是將工業技術原理、行業知識、基礎工藝、研發工具規則化、模組化、軟體化，形成各種數字化微服務元件和模型，工業APP層將工業技術、經驗、知識和最佳實踐固化封裝為面向特定場景應用的應用軟體。無論是Paas平臺的微服務元件，還是Saas平臺上的面向角色的APP，都意味著基於工業知識的演算法市場正在興起，被封裝的工業專業知識可以在更大的範圍、更高的頻次、更短的路徑上創造、交易、傳播，我把他定義為“知識分工的2.0階段”。
工業網際網路平臺本質是重構了工業知識創造、傳播、複用的新體系，促進了基於工業知識的演算法市場崛起。對工業網際網路而言，大量跨行業、跨領域的各類工業經驗、知識、方法將以工業APP、工業微服務元件（類似積體電路IP）的形式沉澱到工業網際網路平臺之上。它的價值就在於，過去工業創新過程中，80%在做重複性勞動，20%在做創造性。今天當我們構建了一個工業網際網路平臺，我們80%在從事創造性，20%做重複性。
工業網際網路平臺：重構工業知識新體系
國家電網青海公司基於工業網際網路平臺，圍繞風電裝置發電功率預測，採集了大尺度、大空間、細顆粒的風電及環境資料，引進了清華大學、北京工業大資料創新中心、金風科技等8家演算法服務機構，基於資料+演算法的模式提供了更加精準的風電功率預測服務，大幅降低了風電棄風率、提高了風電企業的運營效率。在這一場景中，工業網際網路平臺不僅是一個技術、業務平臺，也構造了一個演算法市場，風電功率預測演算法作為一種產品在平臺上展示、交易、服務，推動了知識的創造、傳播、交易、複用，加速了基於知識的產業分工體系的形成。
當前，傳統軟體正在加快向雲端遷移，架構重建、程式碼重寫成為許多工業軟體企業轉型的主線。傳統軟體在工業網際網路平臺上的重構，帶來的一個重大變化是，工業網際網路構建一個知識的交易市場。工業網際網路本質是實現了從基於產品的分工到基於知識的分工，構建了新的交易市場體系。從長期來看，工業研發、設計、模擬、製造、服務及管理等全流程的工業知識、能力能夠被封裝成各種可交易的、元件化的知識，通過這一市場體系進行高效率交易使用。
工業網際網路構建了工業知識交易的市場體系
工業網際網路平臺構建了一個工業技術和知識的交易體系，促進工業技術、知識、經驗在更大範圍、更寬領域、更深層次上呈現、交易、傳播和複用。工業APP面向特定工業應用場景，通過呼叫微服務，推動工業技術、經驗、知識和最佳實踐的軟體化，構建起工業知識創造、傳播、複用的新體系。
一是從交易物件來看，工業網際網路平臺為機理模型、生產工藝、流程邏輯等各種工業知識的APP化、微服務化提供了豐富的工具和資源，創造了各種條件，實現了工業知識的產品化封裝、平臺化匯聚、線上化開放，被封裝的工業知識能夠成為一種大市場廣泛交易的物件。
二是從交易主體來看，工業網際網路平臺構建了一個工業技術和知識的交易市場，它為工業APP、微服務元件、模型演算法等交易物件的呈現、交易、傳播和複用提供了統一的場所，促進了工業知識、技術的供給方（大型企業、科研院校、開發者）與使用方（大中小企業）等交易主體線上顯現、需求清晰、交易啟用。
三是從交易過程來看，傳統的工業知識交易、變現在很多時候是一種長流程模式：一個開發者、小企業、經驗豐富的老師傅的知識變現在過去機會很少、流程很長，傳統方式要經過工業產品的創意－設計－研發－測試－生產－配送－交付全流程，把產品交付給最終客戶之後才能變現。今天，工業網際網路平臺的出現推動了工業知識短流程交易模式的出現，平臺降低了工業知識的客戶發現、知識定價、大規模擴張、契約簽訂、交付監督的成本。
工業網際網路平臺通過構建工業知識創造、評估、交易體系，提高工業知識的複用水平和效率，不斷催生新技術、新模式，基於知識的產業分工新業態不斷湧現。
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