我国仅用几十年时间就走完发达国家几百年走过的工业化历程，建立起较为完善的现代化工业体系。工业和制造业规模自2010年就成为全球第一，2020年制造业增加值达到美国的1.65倍；工业创新能力持续增强，产业结构由劳动密集型为主向资本、知识和技术密集型为主转变；产业国际竞争力显著提高，从全球价值链的中低端向中高端快速攀升，中间产品的国内生产能力不断增强，许多高技术产品和一些战略性新兴产业已处于全球领先地位。但也要看到，随着我国工业技术能力向世界领先水平迈进，产业结构、产业链价值链环节与发达国家的重叠度明显加大，发达国家开始转变原有的自由贸易原则，逆全球化、单边主义、保护主义思潮暗流涌动，美国等发达国家通过加征关税、高技术产品断供等举措加大对中国高技术产业发展的打压遏制，原有的基于比较优势的价值链垂直分工模式正在发生巨变，新冠肺炎疫情进一步加快了全球产业链价值链的重构。另一方面，随着国内生产要素成本的持续上涨，我国在劳动密集型产品和产业链环节中的优势不断削弱，向低成本发展中国家产业转移的压力加大。

面对百年未有之大变局，我国需要提升产业基础高级化、产业链现代化水平，着力构建自主可控、安全高效的产业链供应链。提高产业链供应链现代化水平，除了要形成一批具有全球竞争力的产业链“链主”企业，还需要加快中小企业创新能力、发展质量的提升，培育一批在原材料、零部件领域全球领先的“专精特新”企业、单向冠军和隐形冠军企业。近年来，随着云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链等新一代数字技术的成熟和快速扩散、应用，数字技术与实体产业的融合不断深化。数字技术是典型的通用目的技术，能够促进国民经济各产业部门在要素投入、产品架构、生产流程、商业模式等方面发生深刻变革，从而提高创新能力、生产效率、产品质量、经济效益、绿色水平。因此，数字化成为我国产业链供应链现代化水平提升的重要推动力量，也是中小企业转型升级的重要内容。

工业互联网是数字经济的基础设施，在工业企业数字化智能化转型中具有不可替代的作用，受到世界主要工业国家的高度重视。2012年11月26日，通用电气公司发布《工业互联网：打破智慧与机器的边界》，首次提出“工业互联网”的概念。通用电气认为，工业互联网使世界上的机器都能连接在一起，并通过仪器仪表和传感器对机器的运行进行实时监控和数据采集，海量的数据经过强大算力和高效算法的处理，实现机器智能化并显著提高生产系统的效率。工业互联网概念提出后，得到世界主要工业大国和制造业领军企业的积极响应。德国政府提出以“物理—信息系统（CPS）”为标志、以三大集成为核心的“工业4.0”战略，日本政府提出“互联工业（Connected Industries）”战略，并分别成立推动工业数字化智能化的工业互联网联盟、工业4.0平台、日本工业价值链促进会等企业战略联盟，为统一和主导标准、形成共识，还分别发布了工业互联网参考架构（Industrial Internet Reference Architecture, IIRA）、“工业4.0”参考架构模型（Reference Architecture Model Industrie4.0, RAMI 4.0）、工业价值链参考架构（Industrial Value Chain Initiative, IVRA）。我国政府也高度重视制造业的数字化智能化和工业互联网的发展。2017年国务院印发《关于深化“互联网 先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，在夯实网络基础、打造平台体系、加强产业支撑、促进融合应用、完善生态体系、强化安全保障、推动开放合作等方面作出部署。此后，工信部接连发布《工业互联网发展行动计划（2018-2020年）》《关于推动工业互联网加快发展的通知》《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》以及平台建设、标准化体系建设、网络安全、工业App培育等方面的文件，推动工业互联网的发展。

虽然各国政府和产业界、学术界对工业互联网仍有不同的认识，但普遍认为工业互联网由边缘层、IasS层、PaaS层（可以进一步划分为通用PaaS层和工业PaaS层）、SaaS层组成，是打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施。边缘层通过传感器采集和处理数据，实现工业设备、产品和服务接入网络，执行边缘计算任务。IaaS层主要以云计算及其相关硬件设施、系统架构、算法、软件等形式存在，提供通用性的数据存储、计算等服务。通用PaaS层提供通用性的开发框架、计算框架及中间件。工业PaaS层“把大量的工业的技术原理、行业知识、基础工艺、模型工具规则化、软件化、模块化，并封装为可重复使用的组件”提供给广大工业企业使用；SaaS平台则提供面向特定行业、特定应用场景的应用软件和解决方案App（李晓华，2020）。边缘层主要关系企业内部的网络连接，IaaS提供各行业通用性算力，SaaS层由大量第三方开发的专用服务构成，PaaS层呈现出数字技术与制造业深度融合的特征，而且具有明显的双边平台属性，平台的一侧连接提供各种SaaS服务的供应商，另一边连接制造企业用户，因此构成了工业互联网的核心，也是工业互联网平台的主体。

由于PaaS平台的开发、建设、运行、维护既需要熟悉数字技术，又需要掌握工业行业本身的知识，同时需要大量的资金和人力投入，因此在工业互联网发展的早期阶段只有大企业能够胜任。目前我国已经形成由制造业龙头企业、自动化企业、系统解决方案服务商、传统软件企业、云基础设施服务商推动的五类工业互联网平台。制造业行业龙头企业的优势在于掌握大量工业通用的及其所在行业的专业性Know-how（属于商业秘密，但没有专利保护，具有无形资产性质的技术诀窍、专业知识、私家配方），当为本企业开发和使用的工业互联网平台成熟后，开始向本行业内部甚至其他行业的企业开放，代表性平台如海尔COSMOPlat、三一重工树根科技、美的美云智树。自动化企业、系统解决方案服务商、传统软件企业在长期服务工业企业的过程中，也掌握了生产系统控制、各种设备整合、企业内部生产经营流程等制造环节和特定制造领域的知识，通过将积累的知识和形成的能力通用化、网络化，可以提供给更多制造企业使用，如浙大中控、用友、金蝶、索为、东方国信、和利时等。云基础设施服务商直接开发运行云计算基础设施，在大数据、人工智能技术和算法、算力上具有明显优势，同时通过为制造企业的数字化转型提供信息技术服务，也在不断加强对工业行业知识的了解和积累。中小工业企业实力弱，技术水平普遍偏低，通常不具备独立建立存储和计算基础设施、开发各种不同类型的基础软件和应用软件的能力。

工业互联网平台在赋能高质量发展、赋能价值共创、赋能商业模式创新、赋能制造业服务化、赋能智能制造等方面发挥着重要作用（陈武、陈建安、李燕萍，2022）。工业互联网通过显著降低中小工业企业上云用数赋智的资金成本和技术门槛，成为中小企业数字化智能化转型的重要推动力量。工业互联网平台推动中小企业数字化转型的赋能作用可以概括为连接器、算力池、技术源和工具箱等四个方面。

互联网和工业互联网发挥作用的前提条件是建立连接，只有实现互联互通，才能采集和处理数据、下达和传输指令，实现操作和控制。在数字经济时代，数据成为重要的生产要素和企业经济价值的重要来源。数据的价值取决于数据规模以及颗粒度、鲜活度、连接度、反馈度、响应度、加工度等方面（李晓华、王怡帆，2020）。要最大化发挥数据的价值，生产企业不仅需要打通企业内部生产流程和各个业务部门之间的数据连接，还需要与供应商、客户以及商业生态中的合作者建立起更为紧密的连接。在数字技术的支撑下，产品接入互联网也成为可能，通过对联网设备和产品所生成数据的收集，企业可以实时了解设备的运行状态、用户的使用习惯，并开展在线监测、远程运维、个性化使用方案推荐等增值服务。中小企业不具备完全由自己建立覆盖全领域、全价值链、全商业生态连接的能力。工业互联网是重要的连接基础设施，由于光纤、移动互联网在我国已经实现广泛的覆盖，5G凭借大带宽、低时延、广连接等特性在工业生产领域也有应用的空间，各个企业、企业内各部门和业务流程、产品和服务只需要加入通信模块就可以连接工业互联网平台，并通过工业互联网平台实现相互之间的连接。工业互联网平台是汇聚海量数据的枢纽，双边平台的特征让它们一边联系用户，一边联系供应商，同时平台自身的业务多元化以及与其他平台之间的联系进一步扩展了连接范围，可以为中小企业提供行业信息、客户信息、供应链信息等全方位的高价值数据。

工业企业的数字化智能化需要强大的算力对生产经营过程中产生的海量数据进行计算。对于实时响应要求高的算力可以布置在边缘层，但边缘层的算力规模比较有限，更多的算力需要来自大规模部署的算力基础设施。企业可以建立自己的私有云算力基础设施，也可以购买由第三方提供的公有云服务。私有云由客户单独使用，因此可以对数据进行更加有效的控制，更好地保障数据安全。但是私有云也存在多方面劣势：一是建立私有云需要时间，因此会增加企业信息系统建设的周期；二是私有云建设需要较大规模的硬件和软件投入，这对许多中小企业来说是个较大的负担；三是私有云的算力可能没有充分利用，但仍要支付全部的运行、维护费用，造成企业数字化成本居高不下。公有云具有资源池化、弹性供给、按需付费等特征，中小企业可以按需弹性租用，大幅度缩短了企业信息系统建设的周期，降低了算力的获得门槛和使用成本。例如，中石油采用云化的信息系统，“十二五”期间节约成本约5.9亿元。此外，工业软件从购买授权转向按时间、人和次数来订阅云服务，同样可以使成本大幅度降低（安筱鹏，2018）。

产品架构的重新设计、生产工艺的优化、生产设备的改进、商业模式的创新都需要企业拥有该行业领域的知识积累和较强的创新能力支撑。大多数中小企业的技术能力比较薄弱，没有专门的研发机构，甚至没有专职从事技术创新的工程技术人员。传统上，中小企业依赖生产设备制造商、系统解决方案提供商、原材料和零部件供应商以及规模较大的下游用户企业为其提供新的技术，如生产设备制造商提供具有更高技术水平的新设备和设备使用、维护培训，下游用户提供详细的产品规格要求并帮助上游中小企业生产出符合要求的产品。工业互联网为中小企业优化生产工艺、改进产品质量提供了新的技术来源。工业企业内部的知识大致可以分为两类：一类是来自科学研究、试验开发以及生产经营过程中的试错所形成的各种显性知识；另一类是蕴含在工程师、技术工人、经营管理人员头脑中的以经验形式存在的各种隐性知识。工业互联网PaaS平台将基于科学规律、工业技术原理、行业知识、生产经营诀窍等各种显性的和隐性的知识编码化，固化为生产流程和操作指南，并以内置算法和软件代码的工业组件形式供开发者调用。工业知识和经验转变为数字化模型后，在后续的生产经营过程中可以摆脱对个人经验的依赖，形成低成本的复用（蔡呈伟、戚聿东，2021）。工业互联网PaaS平台的开发者或行业龙头企业对本行业具有深刻的洞察，拥有丰富和领先的知识积累；自动化企业、系统解决方案服务商、传统软件企业、云基础设施服务商通过为大量制造企业提供数字化服务，博采众家之长，同样积累了具有一定广度和深度的工业知识。工业互联网PaaS平台向中小企业提供服务，实际上就是把大企业和工业行业内部优秀企业的知识低门槛地提供给中小企业使用，并通过数字化方式得以实现，不仅显著降低了中小企业数字化改造的投入，而且极大地缩短了转型升级的周期。

尽管PaaS平台特别是工业PaaS平台提供了将各行业、各领域知识与经验进行数字化封装的工业服务组件，但是要适应更具体行业和特定场景的应用需要，还要基于PaaS平台开发包括产品生命周期管理、经营管控、产业链运营等各类典型场景的通用App、行业级App、企业级定制App（李君、邱君降、窦克勤，2018），为用户企业在价值链、供应链等各个环节和方面提供更加适用的应用软件和解决方案（陈武、陈建安、李燕萍，2022）。工业App可以由工业互联网PaaS平台企业根据自身业务运营或为其他企业提供解决方案时开发的，PaaS平台更重要的作用是吸引大量第三方企业开发和共享面向特定需求、特定场景的工业App。2017年国务院发布的《关于深化“互联网 先进制造业”发展工业互联网的指导意见》提出百万工业App培育工程，计划到2020年培育30万个面向特定行业、特定场景的工业App，到2025年培育百万工业App。根据中国工业技术软件化产业联盟据统计，2020年12月底，我国面向特定行业、特定场景的工业互联网App培育数量超30万个。目前部署在工业互联网平台上的工业App普遍采用了微服务架构，使每个微服务功能相对独立、低耦合，更加易于独立部署、维护、升级而不会影响到其他组件。中小企业缺少独立开发数字化应用的资源和能力，而工业互联网平台作为商业化基础设施的提供商，能够为中小企业直接或间接提供门槛低、易部署的“轻量应用”“微服务”。中小工业企业可以根据业务发展的需要，在SaaS平台丰富的“工具箱”中选择合适的工业App进行部署，或者在现有App的基础上以较低的成本按照企业需求进行更加定制化的开发。由于SaaS类软件具有交付门槛低、配置要求低、技术难度低、操作难度低、使用成本低等特点，在中小企业推动数字化转型时受到青睐。根据腾讯研究院与腾讯营销洞察中小企业对在数字化转型中应用的系统的调查，有33.1%的被调查企业选择了SaaS，超过CRM（客户关系管理系统，占29.1%）、ERP（企业资源计划系统，占21.9%）、CEM（客户体验管理系统，占16.6%）、SCM（供应链管理系统，占16.6%）。