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抢占产业数字化先机，德、美、日做出了不同的抉择

news 来源：原创 2024/5/4 18:14:35

导读：数字经济为全球经济注入新活力，日益成为经济增长的核心驱动力之一，而产业数字化转型则是数字经济的核心。本文详细介绍了德、美、日三国的产业数字化转型的典型战略，以及给中国产业数字化转型带来启示。

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不同国家产业数字化转型的典型战略

德国

当前，在世界范围内，经济、社会的数字化转型正在加速进行，为了保证在本轮转型进程中始终站在全球的先进行列，德国政府采取了以下战略。

一是持续的国家战略和政策引导。

2014年8月，德国颁布了《数字纲要2014—2017》，为数字化、智能化建设部署了战略方向，具体体现在扩大高速宽带网络覆盖、促进数字化经济、开发政府创新管理服务、提高全民数字化素养、加强重要项目研发投资、保证互联网的安全使用、积极参与和欧盟及国际合作七大行动领域；

2014年9月，德国印发了《数字化管理2020》，制定了未来管理的框架条件，利用数字化的潜力实现有效、透明、公开、共享、对公民和企业友好型的管理服务，同时保障联邦政府信息技术的自治和处理能力，实现安全的管理通信；

2014年冬季，德国又出台了高新科技战略，确定未来六大研究与优先发展的创新领域，其中数字化经济社会是重中之重；

2015年3月，德国发布了《数字化未来计划》，涵盖包括“工业4.0”平台、未来产业联盟、数字议程、重新利用网络、数字化技术、进军数字化和经济领域的信息技术安全等12大支柱。

2016年3月，在德国汉诺威博览会上，德国政府发布《数字化战略2025》，该战略也是目前影响较大的一个战略，强调利用“工业4.0”推动德国的生产作业现场现代化，并带动传统产业的数字化转型；提出了跨部门、跨行业的智能化联网战略，建立开放型创新平台，促进政府与企业的协同创新，并大力支持数字化教育，要创建一个以数字化技术培训为内容的现代化职能中心。同时针对本国劣势，明确了十大步骤，主要有打造千兆光纤网络，拓宽“数据高速公路”；开创新的创业时代，包括支持初创企业，为其融资提供便利，促进初创企业与成熟企业合作；明晰政策框架，为数字市场的创新和投资提供更多的法律保障和引导，保障企业作为数字化项目主体的自由发展空间，同时维护所有数字商业模式公平竞争的环境等。

德国政府于2018年11月发布“建设数字化”战略，提出建设数字化能力、数字化基础设施、数字化转型创新、数字化转型社会和现代国家五大行动领域，强调政府部门各自的数字化转型的工作重点，以加强部门间协同和与学界、业界的合作。

2019年3月，德国政府更新2018年推出的数字化战略，首次明确并公开其数字化战略的具体目标，提出9项任务，包括加强德国联邦与地方政府及欧盟机构间的数据管理，建立新的信息技术系统打击非法渔业，建立双元制职业教育数字资源交换平台，建设“数字德国”项目以了解不同人群的数字化能力，推进“创新办公数字生活”激发创新潜能，建设安全高效的政务网络基础设施，数字化发布法律法规，加强公检法机构间的数据交换以及建设“非洲云”为当地提供就业培训。

二是德国主要以“工业4.0”为核心开展数字化转型行动，并重点依托工业互联网平台和龙头企业的自我实践去推动。

制造业是数字化转型表现最好的领域。德国工业4.0平台的总体布局是政府统筹，标准架构先行，西门子、博世等工业综合体巨头与协会推动，中小企业广泛参与。德国在原有的协会制定的工业4.0平台基础之上，设立了国家级的新工业4.0平台，形成了顶层的推动组织和机制，加上以西门子、博世等为龙头的平台企业的充分实践，形成了从上至下的顶层设计、分层推动的“系统优化”体系，目标是把中小企业群打造成一个“万物互联、数字孪生”的CPS整体，组团出海。德国作为一个老牌工业制造国，中小企业占德国企业总数的99.7%，企业净产值占全国的一半，且中小企业承担了德国就业人数的60%。德国在国际竞争中依赖微观中小企业群体的发展，因此在云服务平台建设时强调生产侧赛博机制的打造，强调“纵向、横向、端到端”3大集成的推进。总体上看，德国工业和IT业（包括软件和硬件）领先企业是“工业4.0”计划的积极倡导者和实践者，为“工业4.0”计划的落实提供了资源保障和试验场。

三是数字化技术带来组织方式和商业模式的变革，对经济运行方式提出新的变革需求。

尤其是以西门子、博世等为龙头的平台企业正在颠覆传统商业模式和组织方式。（新经济变革）工业互联网平台体系是工业全要素、全产业链、价值链连接的枢纽，是实现制造业数字化、网络化、智能化过程中工业资源配置的核心，由于工业体系的专业性与复杂性，目前工业互联网平台商业模式仍然侧重传统工业方式和企业用户，强调面向特定场景的个性化服务，其商业价值主要集中在个性化实施，包括基于平台的强大处理能力的专业服务和咨询服务，围绕资产运维、能耗优化等领域的托管服务和功能订阅。

同时，工业数字化转型将数据贯穿始终，从而有效推动全生命周期管理的模式，以及制造业、服务业的深入融合，并在这一过程中不断产生新的商业模式和组织方式。西门子在中国推出了多种数字化解决方案，其中涉及很多环节，根据客户需求，可以组合成不同的模式，比如单纯提供对生产线的数字化改造，那么西门子就是数字化车间的提供者。如果涉及前期咨询服务、方案设计到后端执行等全流程，则为全价值链数字化解决方案，其中蕴含了不同的商业模式和组织方式，这些都是在数字化进程中出现的。同时，在文化创意产业中，借助数字化技术及方法已经实现了生产力大规模提升，创造了许多全新的商业模式。它们开发了新的流程和产品，拓展了新市场，建立了新型的合作伙伴关系。

四是从技术驱动上看，德国数字化技术驱动力主要是以“工业4.0”架构为核心（新技术赋能）。

德国“工业4.0”架构的核心理念是，深度应用信息通信技术，推动实体物理世界和虚拟网络世界的融合，在制造领域形成资源、信息、物品和人相互关联的“信息物理系统（CPS）”，从总体上掌控从消费需求到生产制造的所有过程，实现互联的工业和高效的生产管理。

工业互联网作为“工业4.0”的重要平台载体，在实践中已形成了两大阵营，一是欧美阵营，一是日本阵营。以美国、德国等为代表的欧美阵营重视商业模式的变革，平台从框架体系出发，重视自上而下、自外而内的推动，注重协议标准、数据集成和批量化应用，认为IoT的意义在于连接“现场”与“企业经营”，目前还是互联网企业为主导。整个平台是基于企业级IT/云计算优势打造的，数据流IoT必须得到企业级IT系统的支持，帮助更好地实现“大规模定制（Mass Customization）”，进而带动商业模式的创新（见图1）。以人工智能、云计算、区块链为代表的数字化技术在德国进展较快，德国联邦政府在2019年9月发布区块链战略，其中包括重点支持数字技术的创新以及数字政务服务等领域的技术应用。

图1　德国发展工业互联网的模式和路径（欧美阵营）

来源：数字化转型课题组，2019.11

五是德国数字化基础设施严重落后于经济社会数字化需求（新型基础设施）。

基础设施是释放数字化转型潜力的前提，新型的销售模式和流通流程、物联网、自动驾驶和工业4.0均要求广泛的即时交流，且数据传输速度必须在千兆级以上。2018年经合组织（OECD）成员国的光纤覆盖排名中，日本和韩国近80%的网络连接实现了光纤覆盖，而德国却只有2.1%，排名倒数第六，比经合组织平均水平线低20%。德国历次的国家战略和政府文件中均提到加强，以光纤网络为重点的数字化基础设施，但是建设进度依然远远落后于数字化转型需求。“数字战略2025”提出打造千兆光纤网络，拓宽“数据高速公路”，但是德国距拥有高效传输能力的数字基础设施还有一段距离。

六是以“二元制教育”为主的人才教育体系和严格的数据治理对德国的数字化转型战略有很好的支持（新社会制约）。

在数据治理方面，德国致力于使人处在数字化转型的中心位置，避免让技术凌驾人类，重视处理“数据道德准则”问题；同时不断加强数据安全，发展数据自主权，德国正在探讨制定针对信息安全缺陷产品责任规则和软硬件制造商安全目标的法规，提高每个企业的数据安全水平。

根据德国数据能力和关键实力的国际对比制定数字地图集，将欧盟数据保护法规关于消费者与经济利益平衡的内容纳入国内法，确保欧美隐私安全法可以保护个人、企业和国家的隐私。在数字化人才方面，德国数字化职业技术人才主要来自其实行二元制教育的职业学校，二元制教育即学校理论知识的学习与工厂的实践操作相结合的教育模式，这种教育方式能够有效保证数字化人才始终面向市场需求，提供有力的人才保障。

美国

美国是全球最早布局数字化转型的国家，多年来持续关注新一代信息技术发展及其影响，在数字化转型过程中，主要采取了以下战略。

一是持续、多领域的政策引导和支持。

2012年5月，美国白宫发布了一项数字化战略计划，主要目标是抓住数字化机遇，建立21世纪的平台，从根本上改变联邦政府为内外部客户提供服务的方式，并鼓励全民创新。在此基础上，以信息为中心建设共享平台、以客户为中心建立安全隐私平台为原则，美国政府采取了一系列配套措施来加速其数字化战略落地。

以先进制造战略发展为例，美国联邦政府及各州政府在研发预算支持、智力支持、贷款支持、税收优惠等方面给予强有力的政策支持，以增强制造业的创新能力及全球竞争力。同时，美国政府进一步聚焦大数据和人工智能等前沿数字技术领域，先后发布《联邦大数据研发战略计划》《国家人工智能研究和发展战略计划》《为人工智能的未来做好准备》《美国机器智能国家战略》，构建了以开放创新为基础，以促进传统产业转型为主旨的政策体系，有效促进了数字化转型的发展进程。

为引导实体经济复苏，金融危机后美国继续再工业化，先后发布《智能制造振兴计划》《先进制造业美国领导力战略》，提出依托新一代信息技术等创新技术，加快发展技术密集型的先进制造业，保证先进制造作为美国经济实力引擎和国家安全支柱的地位。

二是以制造业为重点，保护美国日益增长的数字化制造优势，同时美国在能源数字化（智能电网）、数字化教育、数字化医疗、数字化文化创意（媒体、电影、娱乐）等方面领先全球。

2017年12月，美国数字化制造与设计创新机构（DMDII）发布2018年战略投资计划，提出四大焦点技术领域，这些领域从侧面反映出当前美国制造业数字化转型过程中的重点和难点。一是设计、产品开发及系统工程，主要是将线性、基于文本的产品开发过程转变为动态的、数字化的、以模型为中心的生态系统，实现向以模型为中心的业务实践的转型。二是未来工厂，未来工厂应能不断适应由于材料、制造工艺、自动化工具的创新驱动所引起的快速变化的市场需求，并不断适应客户在追求新技术、定制化、复杂性方面日益增长的需求。未来工厂的特点是，不管成本和周期的影响，小批量和定制化将成为常态。三是敏捷、弹性供应链。面对机会的快速响应能力取决于供应基础的灵活性。快速响应性意味着一个供应网络的及时反应能力。这一能力的有效集成意味着它是可组合、可配置的，具有透明、完整的信息流。核心目标是宣传数字线索、数字孪生等新技术的发展前景。四是制造业赛博安全。这方面的措施包括开发技术来管理传统制造系统和生产设备的网络安全；设计和部署评估工具和方法；开发能够为中小型制造企业提供赛博安全服务的技术，并为赛博安全服务提供商进行认证；提供一种协作机制，例如建立一个用于知识/数据共享/威胁共享的行业联盟，整合行业需求，共享关键数据。整体上，数字化制造技术发展增加了该领域受攻击的可能性，同时，数字化制造技术也是美国打造经济优势过程中的重点目标领域之一。

美国一直是发展智能电网的积极倡导者，于2011年最早提出了智能电网的概念，即利用数字化技术改善电力系统的可靠性、安全性和效率，达到系统操作、维护和设计的多重优化。到2016年年初，美国能源部已投资超过45亿美元用于电网现代化，其中33亿美元用于智能技术部署，又投资66.85亿美元用于智能电网区域和能源存储示范项目。

此外，数字化教育在美国也启动得很早，20世纪90年代末，一对一的学生计算机首次被引入美国的K-12学校。美国前总统奥巴马在2013年宣布了“连接倡议”计划。该计划旨在将美国99%的学生与互联网连接起来，确保以数字连接支持在美国课堂中的创新，并给予教师转变教与学所必需的技术支持。高品质的数字化学习内容、清晰直观的大数据分析、灵活便捷的课堂教学互动、翻转课堂等数字教育模式颠覆了传统教学。

在数字农业方面，美国也走在前列。从设备自动化到数据收集和分析，数字化农业发展已经成为美国农场生活的现实。美国农民依靠自动耕地技术、物联网技术、大数据、人工智能、自动控制系统等数字技术，正在实现向“数字农民”的转型。

此外，美国在数字化医疗、数字化文化创意（数字化媒体、数字化电影、娱乐）等方面也已有大量的企业和解决方案应用案例。

三是美国技术赋能能力处于领先地位。

美国作为云计算、物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的技术发源地，拥有很大优势。美国一直引领着人工智能基础研究的前沿，政府机构持续推动人工智能的发展与应用。2019年2月11日，美国总统签署了13859号行政命令，发布国家人工智能战略，以维持美国在人工智能方面的领先地位，人工智能技术发展上升到了国家级战略的高度。

总体而言，美国已经建立起相对完整的研发促进机制，并且开始将人工智能运用到军事领域。美国作为第三次人工智能浪潮的发源地，拥有大量人工智能人才，掌握着全球互联网商业市场的命脉，在大数据即将井喷的5G时代保持足够的优势；同时，美国拥有亚马逊、微软、苹果、谷歌、Facebook、Adobe、戴尔等全球数字企业巨头，以及以VMware、Pivotal等为代表的大量创新IT独角兽企业，在云计算、数字技术创新等数字技术产业领域都占据领先地位。

四是在云计算、云服务背景下，美国巨头企业主导的各种模式一直引领着全球数字经济新商业模式和组织管理。

自2006年亚马逊AWS发布了第一代IaaS服务以来，整个ICT高科技产业处在一场重大的商业模式变革中——从产品销售向订阅服务转型，而企业客户在采购时也从直接购买产品和解决方案转向租用技术服务的模式，从整个行业来看，传统技术商业模式逐渐终结。后来，微软Azure、Google Cloud等也不断加深向IaaS和PaaS的转型。

IaaS和PaaS就是IT和互联网公司将IT资产（软件、硬件和网络等）的运营方式转换成集中管理、集中运维，并通过互联网门户的方式以按需使用、按用量付费的模式向客户提供服务。包括现在被看好的基于云原生应用的开发运维管理DevOps等全栈管理服务Managed XaaS带来的商业模式变革、组织管理变化，都是在美国出现并引领全球的。此外，Adobe也从提升客户体验出发，聚焦于数字营销领域，在云服务时代开拓了新的商业模式。

五是各种条例和方案的出台表明美国在数据隐私、数据合规性和数据治理等方面的政府监管愈加严厉。

同时，美国在数字化人才的储备和培养方面领先于其他国家。2018年，美国加州通过消费者隐私法案（CCPA），该法案于2020年1月生效。类似于欧盟的法案，CCPA将对所有和美国加州居民有业务的数据商业行为进行监管。

2019年初，美国权威科技创新智库信息技术与创新基金会发布了《关于美国数据隐私立法的最佳方案》。美国和欧盟的治理路径差异主要表现为三个方面：一是数据处理原则究竟是事先同意还是事后拒绝原则——欧盟主张企业在收集个人数据时，要事先征得个人同意；而美国认为，企业在事先收集数据的时候不需要征得个人同意，但在后续使用和销售的过程中，要给予个人事后拒绝的权利；二是数据跨境流动过程中，欧盟主张抬高他国数据管控基线，而美国则强调降低他国数据管控基线；三是欧盟主张数据存储本地化，而美国则反对数据存储本地化。

尽管数字化颠覆带来的对员工技能更新的要求以及企业架构转型带来的岗位变动给各行业领域都带来考验，但美国基于既有的人才强国地位和行业龙头企业的数字化人才培养实践和探索，在数字化人才培养方面依然领先全球。

六是美国将信息基础设施安全保障提升到国家战略和安全高度，但是在数字化基础设施的重点领域之一——5G建设方面的阻碍较多。

作为网络技术的发起国和强大网络空间势力的拥有国，美国于1994年提出“美国信息高速公路计划”，美国也是关键基础设施（包括信息基础设施）保护起步最早的国家。美国国土安全部作为关键基础设施的主管部门，也肩负着保障国家安全的重要职责，基于此，美国关键基础设施安全保障的战略思路和法律政策从一开始就与国家安全挂钩，战略地位很高。

但从国土安全部对关键基础设施（Critical Infrastructure，CI）所划定的16个部门看，其中的通信部门和CI部门合在一起，基本相当于国际上通称的CII。关键基础设施通信部门（“通信CI”）的资产主要包括有线基础设施、无线基础设施、卫星基础设施、电缆基础设施和广播基础设施共计五大类物理层面的资产，以及为关键基础设施稳定运行提供各类服务的逻辑层面的资产。关键基础设施IT部门（IT CI）主要是按照功能进行划定，包括提供IT产品和服务，提供事故管理能力，提供域名解决方案，提供身份验证管理和其他信用支持相关服务，提供基于互联网的内容、信息通信服务，提供互联网路由、接入和连接服务。

但是，在5G时代，美国数字化基础设施仍有一段路要走，中国5G基站数量是美国的十倍，美国光纤基础设施严重缺乏。2019年，美国政府加大5G基础设施投入，今后10年将面向新一代通信标准“5G”的基础设施建设投入204亿美元。

日本

日本在数字化转型的过程中采取了以下战略。

一是以技术创新和互联工业为突破口，建设“超智能社会”。

为在新一轮国际竞争中取得优势，日本制定和发布了一系列技术创新计划和数字化转型举措。2016年，日本发布《第五期科学技术基本计划（2016—2020）》，提出利用新一代信息技术使网络空间和物理世界高度融合，通过数据跨领域应用，催生新价值和新服务，并首次提出建立高度融合的网络空间和物理空间，及以人工智能技术为基础、以提供个性化产品和服务为核心的“超智能社会”概念。“超智能社会”不仅涵盖能源、交通、制造、服务等领域，未来还将涉及法律、商务、劳动力提供和理念创新等内容。

二是日本强大的制造业基础为数字化转型提供了很好的试验田，并在工业互联网发展路径上形成了独特的“日本模式”，同时日本在数字医疗、数字农业等领域进展较快。

互联工业作为社会5.0的重要组成部分，得到日本政府的高度关注。日本经济产业省（简称“产经省”）推动成立了工业价值链促进会，并发布日本互联工业价值链的战略实施框架，提出的新一代工业价值链参考架构成为日本发展高端制造业的新抓手。

2018年6月发布的《日本制造业白皮书》强调通过连接人、设备、系统技术等创造新的附加值，正式明确将互联工业作为制造业发展的战略目标，并通过推进超智能社会建设，抢抓产业创新和社会转型的先机。

上文提到，工业互联网作为“工业4.0”的重要平台载体，在实践中已形成了两大不同路径，一是欧美阵营，一是日本阵营。日本阵营从企业需求出发，主要进行自下而上、自内而外的推动，注重成效，并不急于求成，高度重视制造现场的效率化，重在获取、分析现场数据，改善现场运营，目前以制造业企业为主导。整个平台是基于边缘计算/雾计算优势打造的，数据流不需要企业级IT系统的支持，IoT更多为现场提供支持，包括基础数据的收集与积累、变化点的监测与预警等（见图2）。

图2　日本发展工业互联网的模式和路径（日本阵营）

来源：数字化转型课题组，2019.11

三是在2019年6月于大阪举办的二十国集团（G20）峰会上，日本提出将致力于推动建立新的国际数据监督体系和G20“大阪路径”，并希望在国际数据治理中拥有话语权。

日本希望扮演数据治理桥梁和议程设置者的角色，为此，日本政府提出了“基于信任的数据自由流动倡议”，希望借鉴欧盟路径与美国路径，整合出所谓的G20“大阪路径”：一方面，对于个人隐私数据以及涉及知识产权和国家安全方面的数据，要严格保护；另一方面，对于健康数据、工业数据、交通数据等非个人的数据，要自由流动。

日本政府在数字经济的平台规则等运行机制方面监管也较多。2018年，日本经济产业省、公正交易委员会、总务省联合设置了“关于数字化平台交易环境整治的研究会”，并公布了《制定数字化平台经济规则的基本原则》，防止少数巨型平台企业（现阶段主要指美国的Google、Apple、Facebook、Amazon）垄断或寡占市场，促进中小企业的参与、创新和公平竞争。

四是2019年大阪G20峰会上，日本倡导要通过数字化基础设施、数字素养等方面推动数字经济可持续发展和包容性增长。

日本支持旨在促进对国内和国际数字连接基础设施投资的举措，包括光纤电缆、5G和其他超高速连接技术，扩大光纤基础设施的规模，使光纤连接惠及更多的个人和连接冗余。同时，政府采取适当的政策方法，建立投资公平、有竞争力和非歧视性的市场，提高连通性和数字服务的可获取性、可负担性、质量和安全性，并增加对数字经济增长效益的获取性。

本文摘编自《产业数字化转型：战略与实践》

中国科学院科技战略咨询研究院课题组著

出版社：机械工业出版社

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推荐理由：为数字化转型理论研究和实践需求构建了完整的产业数字化转型战略架构。国资委发文加快推进产业数字化创新。

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国际产业数字化转型战略启示

一是推动大数据、人工智能等技术创新发展成为各国共同战略选择。

大数据和人工智能已成为推动产传统产业数字化转型的新型技术引擎。世界各国为夯实数字化转型技术基础，相继制定了一系列大数据和人工智能相关国家战略，构筑核心技术研发高地。在大数据和人工智能领域，各国政府纷纷加强战略顶层设计，成立专门机构，统筹推进战略实施，强调政产学研紧密合作，以实现政策统筹、人才驱动、科技驱动的同向发力。整体来看，各国的布局呈现出战略引领、规划指导、政策统筹、多方合作等为特征的协同推进机制。

二是组织架构优化及商业模式变革成为产业转型的焦点。

随着新一代信息技术在各传统行业的渗透，传统的行业壁垒和市场边界被打破，产业竞争格局随之改变，在新的竞争格局之下，数字化转型将升级作为核心战略，新一代信息技术深度融入研发、生产、管理、营销等每个业务流程，重塑顺应数字经济发展规律的组织形态和商业模式。组织架构与商业模式的变革向最大化地激发企业的创新活力和潜力，重构产业核心竞争优势的方向转变。

三是培养拥有数字化技能的人才是支撑数字化转型发展的重要举措。

人才是第一资源，是实施数字化转型战略的核心竞争力，世界各主要国家都在积极创新人才培养模式，提升公民素质素养，为数字化转型战略实施提供智力支撑。随着数字化转型浪潮的来临，世界各国将继续根据科技和产业发展需要，逐步建立健全的数字人才发展机制，完善教育培训体系，通过优化课程设置与配套，扩大培养规模，吸引高端人才等政策，满足传统企业数字化转型所需的各类人才需求，为推进产业数字化转型打下坚实基础。

四是围绕底层技术、标准和知识产权展开竞争。

数字化转型的核心驱动力在于技术创新能力，而与数字化转型相关的底层技术、标准和知识产权是技术创新的源泉，是企业、地区乃至国家数字化转型成败的关键和根本。行业领军企业正是通过对底层技术、标准和知识产权的把控和垄断铸造自己的技术壁垒，从而取得行业优势地位。同样，在底层技术、标准和知识产权方面具有明显优势的国家和地区将在本轮数字化转型竞赛中抢先占据制高点，企业、地区、国家围绕底层技术标准，知识产权的竞争和博弈愈演愈烈，并逐渐趋于常态化。

五是激发、培育契合新一代信息技术特性的应用场景，挖掘更多的商业模式。

随着5G、人工智能、大数据、区块链等新一代信息技术不断取得突破性进展，引导开发和培育与新一代信息技术高度契合，且符合政府、企业及个人用户实际需求的多元化应用场景，并持续拓展和延伸边界及范围，将成为产业挖掘新兴增长点和实现可持续发展的重要路径。以应用场景为牵引，推动新一代信息技术与用户需求充分结合，加快产业数字化转型的规模化、商业化进程，逐渐加快并进一步催生出大量的新技术、新产品、新模式，创造出巨大的经济和社会效益。