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一、工业互联网行业发展现状
1.1疫情背景下,中央政治局提出加快推动工业互联网等新基础设施建设
年2月21日,中共中央政治局召开会议,研究新冠肺炎疫情防控,部署统筹做好疫情防控和经济社会发展工作。会议强调,要积极扩大有效需求,促进消费回补和潜力释放,发挥好有效投资关键作用,加大新投资项目开工力度,加快在建项目建设进度。其中,会议提到,要加快推动工业互联网等产业发展。年2月25日,工信部公布了年工业互联网试点示范项目名单,包含工业互联网各类项目81个。
自国家提出“互联网+”战略以来,工业互联网就成为了国内“工业化和信息化”深度融合的重要手段之一,也成为了我国打造“工业强国”、“网络强国”的重要道路选择。其中,国务院及相关主管部门,尤其是工信部,一直在将工业互联网的研发、应用和推广作为其工作的重点,采用的主要政策措施包括:推动工业互联网基础设施建设、标识体系构建、平台体系以及安全保障体系搭建等。
在相关政策的扶持下,国内工业互联网在技术和平台方面具备了一定的发展基础,现正处在打造典型示范工程、加快应用推广的阶段,后续主要需要进一步加快基础设施和平台的建设,推动标准及标识体系的建立,鼓励应用发展,建立起完整、成熟的生态体系。此次中央政治局会议的要求,恰逢其时。疫情之后,一些有条件的地区和企业,在该领域的投资和应用推进都会加速。
1.2工业互联网技术相对差距较小,正成为国内智能制造基础设施的主要选择
工业互联网是智能制造发展的基础,可以提供共性的基础设施和能力。智能制造主要需要两方面的基础:一是工业制造基础,包括先进的工艺、材料、技术和制造能力;二是网络化和数字化基础,它是将设备、产品、客户、业务流程、员工、订单和信息系统连接而成的网络,通过网络采集数据并进行分析,相关的结果用以提高生产效率,减少资源消耗。
基于上述两个方面的能力需求,智能制造也有两条路线可选:一是德国的“工业4.0”模式,德国凭借其强大的制造工艺、技术、自动化和数字化优势,智能制造发展的重点是“智能工厂”、“智能车间”或者“智能产线”;另外一条就是美国的偏向于工业互联网的路线,其利用国内IT技术和解决方案的优势,依托微软、IBM等IT企业,打造通用化或者行业型的解决方案。
国内智能制造选择是一条“中间路线”,将工业互联网作为重要基础设施,为工业智能化提供支撑。我们认为,在国内这种道路选择中,工业互联网可能发挥更大的作用。一方面,国内有着较强的工业制造能力,产业门类齐全,产业链完整,大量的工厂、车间和生产线具备网联化的潜力,但是自动化水平同德国相差较大;另一方面,国内物联网、人工智能、云计算、移动互联、大数据等技术在迅速发展,工业互联网同国际水平的差距,明显小于传统的自动化、数控领域。因此,在智能制造体系中,智慧工厂、智慧车间、智慧产线国内也会重点做,但是其中会加大工业互联网技术的应用,充分利用国内信息化的优势,弥补在自动化等传统领域的短板。
从业务需求看,工业互联网可以从工业和互联网两个角度来探讨。工业角度,工业互联网主要表现为企业内部生产系统到外部商业活动的智能化,利用ICT技术实现了机器之间、机器与系统、企业上下游之间实时连接与智能交互,带来商务活动的优化,应用的技术包括泛在感知、实时监控、精准控制、数据集成、供应链协同等。从互联网角度看,主要是由外而内,外部的商业互联网创新业务拉动内部生产组织和制造模式的改造,主要业务包括精准营销、个性定制、众包众创、协同设计、协同制造等。
从业务架构角度看,工业互联网由网络、平台和安全三大要素构成。其中:平台是核心,在传统工业云平台的基础上,通过物联网、大数据、人工智能等技术的应用,实现制造能力开放、知识经验复用和开发者集聚,提升工业知识生产、传播、利用效率,形成海量开放APP应用与工业用户之间相互促进、双向迭代的生态体系;网络是工业互联网发展的基础设施,尤其是5G的发展,给行业带来重大发展机遇和变革;安全则是工业互联网健康运行的保障,重要性在持续提升。
1.3国内平台应用发展较快且初见成效,并在抗击新冠疫情中发挥了积极作用
国内工业互联网平台取得显著发展,数量和创新能力均在提升
一方面,我国已经涌现出较多的知名工业互联网平台,数量总计已有百家之多,具有一定区域、行业影响力的平台数量也超过了50多家。另一方面,形成了一批创新解决方案和应用模式。研发设计方面,数码大方、索为和安世亚太等企业,利用工业互联网技术打造了先进设计的解决方案;生产制造方面,过程管控、设备管理等工业互联网解决方案也得到推广。数据显示,国内工业互联网应用中,过程管理占到32%,设备管理服务占27%,资源配置和企业运营管理应用比例也较大。
大、中、小企业都在工业互联网部署过程中受益
大型企业。企业将工业互联网用于优化设备或设计、生产、经营,效果明显。其中,陕鼓公司利用工业互联网平台远程对机组状态进行分析,为设备健康运行与维修保养提供有效指导,实现正常检修工期缩短33.3%以上,平均节约设备管理内耗成本42%;航天电器利用INDICS平台,对设备、工艺、检测等数据进行质量关因分析,实现不良品率降低56%。
中小企业。一方面,中小企业利用平台SaaS服务部署的经营管理类云化应用,进行“补能力”;另一方面,通过工业互联网平台融入到社会化生产体系中,以获得潜在的订单与贷款,利用平台去“抓资源”,部分企业已经在通过工业互联网平台获取贷款、订单等资源。
工业互联网平台在本次抗疫过程中发挥了积极作用
在此次疫情中,国内工业互联网平台在万物互联、信息汇聚、优化调度、异地协同、远程服务的优势得到了充分发挥。
1)通过平台汇聚了医疗物资信息,缓解了物资紧张局面。为了让医疗物资供需对接更精准有效,江西联通依托工业互联网平台,上线了“物资供需对接”服务,让疫情防控部门、医院、企事业单位及其他需求医疗物资部门能顺利找到“卖方”,有医疗物资供应能力的企业或个人最快速度找到“买方”,实现医疗物资的高效对接。海尔COSMOPlat上线了疫情医疗物资信息共享资源汇聚平台,包括了医疗防护物资需求、生产企业、医疗物资生产原材料和物流等重要信息,有效缓解了疫情防控的物资紧张局面。
2)树根互联平台为“云监工”提供精准数据支持,支撑“两大神山”医院建设。高峰作业期间,现场混凝土泵车与搅拌车作业数据均达到峰值,起重机作业数据急速增加,每台挖机有效作业时长大幅高于平均水平。树根互联支持的工业互联网平台担任起了“云监工”的作用,进行故障预警,保证机械的“生命体征”平稳健康,实时监测设备数据变化确保施工按进度完成,实时进行数据统计和分析,保障施工现场几百台设备在工地同时开挖,几千名工人同时作业,确保设备运行效率最大化。
3)利用工业互联网平台开展远程服务,帮助企业尽快复工。根据工业互联网产业联盟等单位不完全统计,目前共有余款包括生产制造、经营管理、运维服务、疫情防护类等功能的APP为企业抗击疫情提供服务。其中,江西联通提供的“远程设备管控”服务,通过设备快速接入网络,实现设备网络化与智能化管控,操作人员在“远端”即可随时监控数据、跟踪设备、预测故障,并进行设备控制、管理能源等以往在现场才能完成的操作。徐工信息的汉云平台通过技术手段对设备保养数据及历史故障数据进行多维度离线计算分析,为客户提供精准的保养提醒及设备异常恢复方案。
二、工业互联网行业发展前景
2.1试点示范政策将加速落地,工业互联网将成为“新基建”发力重点
我国工业互联网的发展将按照“三步走”的中长期规划进行实施:年之前,主要是进行工业互联网基础设施和平台建设,包括网络、标识解析体系、平台建设以及试点,并培育3-5家具备国际竞争力的工业互联网平台;年之前,工业互联网基础设施达到全球领先的水平,应用深化并在优势行业形成创新领先能力,安全保障能力提升明显;本世纪中叶之前,工业互联网打造成能够支撑国民经济发展的通用基础设施,综合实力进入世界前列。
-年这三年是工业互联网发展的基础阶段,这三年重点是:初步建成低时延、高可靠、广覆盖的工业互联网网络基础设施,初步构建工业互联网标识解析体系,初步形成各有侧重、协同集聚发展的工业互联网平台体系,初步建立工业互联网安全保障体系。年6月,工信部印发《工业互联网发展行动计划(-年)》,明确提出“到年底,分期分批遴选10个左右跨行业跨领域平台。推动30万家以上工业企业上云,培育超过30万个工业APP”。
工信部在全国工业和信息化工作会议上指出,年要实施“5G+工业互联网”工程,加快制造业数字化网络化智能化转型,持续推进车联网、工业互联网及人工智能创新应用先导区建设。此次疫情背景下,工业互联网和5G一起,成为国内“新基建”投入的重点,相关建设有望提速。
从工业互联网投入的重点看,我们认为,主要还是集中在网络侧和平台侧。网络侧包括外网和企业内网的建设。外网方面,主要是依托以基础电信企业和相关科研机构为主体,加快建设面向商用和面向试验的工业互联网企业外网标杆网络,包括IPv6网络改造,用以支撑工业互联网平台和应用,同时加大工业企业上云时从企业到“云端”的网络建设力度,解决工业企业联网“最后一公里”难题;内网方面,除了加快基于TSN(时间敏感性网络)、工业PON等关键网络技术应用之外,同时还要对现有设备和系统进行网络化改造,尤其是加快向IPV6网络升级。平台侧方面,将优先在重点行业培育标杆示范项目,后续还将持续扩大推广范围。
2.2工业互联网+5G起航,超高清视频、机器视觉等8大应用潜力凸显
5G与工业互联网的融合,可以与既有的研发设计系统、生产控制系统及服务管理系统等相结合,还可全面推动5G与垂直行业的研发设计、生产制造、管理服务等生产流程的深刻变革,实现制造业从单点、局部的信息技术应用向数字化、网络化和智能化转变。
按照工信部年11月发布的《“5G+工业互联网”工程推进方案》的规划目标,到年,将突破一批面向工业互联网特定需求的5G关键技术,“5G+工业互联网”的产业支撑能力显著提升;打造5个产业公共服务平台,构建创新载体和公共服务能力;加快垂直领域“5G+工业互联网”的先导应用,内网建设改造覆盖10个重点行业;打造一批“5G+工业互联网”内网建设改造标杆、样板工程,形成至少20大典型工业应用场景。为实现该目标,年2月25日工信部公布的81个示范项目中,“5G+工业互联网”集成创新项目就有10个,涵盖了大飞机制造、电器制造、港口管理、装备加工等多个领域。
5G高带宽、低时延、支持海量接入等方面的优势,具备与工业互联网融合的潜力。按照工业互联网产业联盟发布的报告显示,未来在八大类新型场景上,5G和工业互联网合作的可能性比较高,分别为5G+超高清视频、5G+AR、5G+VR、5G+无人机、5G+云端机器人、5G+远程控制、5G+机器视觉以及5G+云化AGV(自动引导运输车)。
融合应用场景发展节奏方面,按照工业互联网产业联盟的判断:5G与超高清视频的融合应用已进入应用成熟期,将成为5G在工业互联网领域的第一批应用场景;5G+AR、5G+VR以及5G+机器视觉等应用已进入高速发展期,经济价值逐渐显现,未来1-2年将成为工业互联网的主流应用场景;5G+云化AGV、5G+无人机等应用受限于与设备深度融合的需求,还需等待产品成熟,未来2-3年将有较快发展;5G+远程控制和5G+云端机器人等应用由于涉及工业核心控制环节,目前还处于探索期,有待进一步的测试验证。
2.3高端装备、食品药品、能源化工、汽车家电等重点行业应用空间较大
结合国内工业互联网的发展规划,我们预计,国内将考虑依托第三方IT企业或者垂直行业龙头企业,先在部分垂直行业打造一些示范试点平台,以提高市场对工业互联网的接受度,后续随着企业应用的提升,推动工业互联网成为通用基础设施。从行业数字化水平以及工业互联网发展基础来看,我们认为装备制造、食品医药、能源化工、汽车家电等领域,应用潜力最大。分别来看:
高端装备行业具有产品繁杂、价值高、生命周期长以及与管理复杂等特点。工业互联网平台在协同设计、设备健康管理、供应链管理和设备调优等方面的应用正在走向深入。未来,在研发设计环节,复杂产品多专业协同与仿真验证应用创新应用将增多。同时,工业互联网平台在设备运维环节的应用也会更为活跃,包括对高价值设备的预测性维护等。
医药、食品行业产品溯源等新型应用将增多。此类行业产品安全性要求高、市场销售压力大、资金周转和库存管理难。在以前,工业互联网应用以软件上叠加数据分析的库存管理、销售与财务等管理类应用为主,未来随着市场对食品药品质量、安全的
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