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                國內工業互聯網發展態勢研究
                專欄:行業前沿
                發布日期:2018-12-19
                閱讀量:1218
                作者:佚名
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                一、工業互聯網概述 1. 工業互聯網簡介工業互聯網定義:工業互聯網是互聯網和新一代信息技術與工業系統全方位深度融合所形成的產業和應用生態,是工業智能化發展的關鍵綜合信息基礎設施。地址與標識解析體系。

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                一、工業互聯網概述 1. 工業互聯網簡介

                工業互聯網定義:工業互聯網是互聯網和新一代信息技術與工業系統全方位深度融合所形成的產業和應用生態,是工業智能化發展的關鍵綜合信息基礎設施。其本質是以機器、原材料、控制系統、信息系統、產品以及人之間的網絡互聯為基礎,通過對工業數據的全面深度感知、實時傳輸交換、快速計算處理和高級建模分析,實現智能控制、運營優化和生產組織方式變革。

                可能前面這段話聽起來有點抽象,通俗來講, “工業”,是一種產業形態,是終端應用的場景。

                • “互”是交互,從產品設計、到產品生產、再到產品運輸直至產品進入終端消費者,每一個環節都存在信息的互動;

                • “聯”是聯絡,將工業生產流程中的需求信息、設備信息、物流信息以及消費信息通過大數據聯絡起來,形成閉環的新興業態。

                工業互聯網對制造業的作用:

                工業互聯網對制造業帶來的推動作用包括:

                1. 智能化生產:實現從單個機器到產線、車間甚至整個工廠的智能決策和動態優化。

                2. 個性化定制:基于互聯網獲取單個用戶個性化需求,通過靈活柔性組織設計、制造資源和生產流程,實現低成本大規模定制。

                3. 網絡化協同:形成眾包眾創、協同設計、協同制造等新模式,有助于降低產品開發制造成本,縮短產品上市周期。

                4. 服務化轉型:通過對產品運行的實時監測,提供遠程維護、故障預測、性能優化等一系列服務,并犯規給產品設計,實現服務化轉型。

                工業互聯網的意義:

                工業互聯網以資產為核心,構建從設計、生產、運輸到消費的產業云平臺,并通過數據流的傳遞,提升了制造過程中的附加價值,平滑了制造業的微笑曲線,實現了設備-產品-消費者的閉環數據流系統。

                工業互聯網拉平了制造業的微笑曲線:

                資料來源:和聲資本

                從價值創造的角度來看,工業互聯網可以帶來產業效率的提升。根據GE預測,工業互聯網有望影響全球46%(約32.3萬億美元)的經濟。從國內來看,工業互聯網對占GDP近30%的制造業影響巨大,15-17年國內工業增加值保持在20萬億人民幣之上。假設工業互聯網的普及會帶來1%的產業效率的提升,那么將產生2000多億的產值增量,其市場效益非常顯著。

                工業制造業占GDP比重(單位:%) 全部工業增加值(單位:億元):

                資料來源:Wind

                2. 工業互聯網政策環境分析

                (1)產業高度提至國家戰略層面,頂層設計清晰

                政策大力扶持,不斷釋放紅利。工業互聯網頂層重點設計,政策持續加碼支持。2017年國務院審議通過了《關于深化互聯網+經濟制造業,發展工業互聯網的指導意見》(以下簡稱“《意見》”),大力扶持工業互聯網行業的技術標準及產業。

                工業互聯網產業政策:

                資料來源:互聯網公開信息

                《意見》提出了工業互聯網未來三個階段的發展目標:

                1. 到2025年,覆蓋各地區、各行業的工業互聯網網絡基礎設施基本建成,工業互聯網標識解析體系不斷健全并規?;茝V,基本形成具備國際競爭力的基礎設施和產業體系;

                2. 到2035年,建成國際領先的工業互聯網網絡基礎設施和平臺,工業互聯網全面深度應用并在優勢行業形成創新引領能力,重點領域實現國際領先;

                3. 到本世紀中葉,工業互聯網創新發展能力、技術產業體系以及融合應用等全面達到國際先進水平,綜合實力進入世界前列。

                (2)產業基礎良好,地方政府執行力強

                地方政府積極扶持,工業互聯網逐漸落地。江蘇、浙江、山東以及廣東等省份積極開展工業互聯網項目,積極推動項目落地。

                各地方政府積極落地工業互聯網項目:

                資料來源:互聯網公開信息

                浙江在工業互聯網項目落地方面走在全國前列。2017年兩會之后,浙江省發布的《浙江省政府工作報告》提出“十萬企業上云”的行動計劃。

                2017年5月,浙江信息化工作領導小組發布《浙江省“企業上云”行動計劃(2017年)》,計劃全省新增上云企業10萬家,培育國內領先的云平臺服務商3-5家、行業云應用平臺10個、云應用服務商100家,形成典型標桿應用案例100個。開展10項專項活動,按行業如工業企業、農業企業、服務業企業、科技企業、個體工商戶開展上云活動。將企業上云工作列入省政府對各市政府目標責任考核,考核目標分解到各市。

                浙江省2017年企業上云計劃目標分解:

                資料來源:浙江省企業上云行動計劃附件

                二、工業互聯網行業產業鏈分析 1. 工業互聯網發展的核心驅動力

                為何當下是工業互聯網發展的風口?

                • 一方面,中國制造業面臨外部競爭加劇,內部產能過剩的局勢,隨著人力成本的上行加速了制造業企業開展結構化調整的步伐;

                • 另一方面,從底層的物聯感知層,到網絡處理層,再到終端應用層,相應的技術體系逐漸完善,部署成本逐漸降低,工業企業迎來了“上云”良機。因此,當下是工業互聯網布局的良機。

                (1)人力成本上行推動制造業智能化

                制造業從業人員平均工資不斷上行。2012年,制造業就業人員平均工資達41650元/年,2017年便攀升至59740元/年,年復合增長率達7.38%。

                圖7:制造業就業人員平均工資(單位:元/年)

                資料來源:Wind

                (2)新技術日漸成熟,推動制造業向智能模式變革

                1)互聯網的演進

                1969年互聯網行業首次應用于美國國防部,而國內直到上世紀90年代中期才引入。目前,互聯網已經從桌面互聯網向移動互聯網、下一代互聯網變革,并不斷滲透在實體行業,推動了產業的進化與發展。

                圖8:互聯網的演進與應用

                資料來源:用友網絡

                2)工業互聯網的變革歷程

                工業互聯網作為互聯網與工業的深度融合的產物,現在已經從傳統的工業1.0向著工業智能化發展。

                圖8:互聯網的演進與應用

                資料來源:中泰證券

                3)技術成熟,可實現大規模部署

                工業互聯網的相關產業技術逐漸成熟。

                • 感知層方面,傳感技術、RFID射頻識別技術以及二維碼技術都已經廣泛應用于實際生產中;

                • 網絡層面,5G通信技術的快速推進以及國產化領先降低了國內工業互聯網的部署成本;

                • 應用層面,大數據挖掘數據分析數據的應用以及云計算的部署模式已然達到產業化水平。

                圖8:工業互聯網關鍵技術逐漸成熟

                資料來源:和聲資本

                2. 工業互聯網體系架構

                工業互聯網的架構。網絡、平臺、安全是工業互聯網的三大要素。

                1. 網絡是基礎,即通過物聯網、互聯網等技術實現工業全系統的互聯互通,促進工業數據的充分流動和無縫集成,

                2. 數據是核心,即通過工業數據全周期的感知、采集和集成應用,形成基于數據的系統性智能,實現機器彈性生產、運營管理優化、生產協同組織與商業模式創新,推動工業智能化發展;

                3. 安全是保障,即通過構建涵蓋工業全系統的安全防護體系,保障工業智能化的實現。

                工業互聯網的體系架構:

                資料來源:工業互聯網產業聯盟

                (1)工業互聯網體系架構之網絡

                網絡是工業互聯網的基礎,可以實現人、物品、機器、車間、企業以及設計、研發、生產、管理、服務等產業鏈、價值鏈全要素的互聯互通,實現生產數據在系統各單元之間,生產系統與商業系統各主體單元之間的無縫傳遞。

                工業互聯網整體網絡體系目標框架:

                資料來源:工業互聯網產業聯盟

                工業互聯網的網絡設備又由三個體系組成:

                1. 網絡互聯體系,作用是將各生產要素進行連接,包括工廠內網絡和工廠外部網絡。工廠內部網絡包括 IT網絡和OT(工業生產與控制)網絡,連接的主體包括在制品、智能機器、工業控制系統、人等。工廠外部網絡連接企業上下游、企業與智能產品、企業與用戶等;

                2. 地址與標識解析體系。標識解析體系是工業互聯網的重要神經系統,是識別和管理物品、信息、機器的關鍵基礎資源。標識系統是物品、數據和機器的“身份證”,屬于工業互聯網的重要基礎設施;

                3. 應用支撐體系,包括三個層面:一是實現工業互聯網應用、系統與設備之間數據集成的應用技術,二是工業互聯網應用服務平臺,三是服務化封裝和集成。

                (2)工業互聯網體系架構之平臺

                平臺是工業互聯網的核心。工業互聯網平臺是面向制造業數字化、網絡化、智能化需求,構建基于海量數據采集、匯聚、分析的服務體系,支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業云平臺。

                工業互聯網平臺是在傳統工業云平臺基礎上,疊加物聯網、人工智能、大數據等技術,實現更加實時、高效、精準的數據采集系統。工業互聯網平臺體系為數據匯聚、建模分析、應用開發、資源調度、監測管理等提供支撐,實現生產智能決策、業務模式創新、資源優化配置、產業生態培育。

                工業互聯網場景下應用支撐體系方案將包括四個主要環節:

                1. 一是工廠云平臺。在大型企業內部建設專有云平臺, 實現企業/工廠內的IT系統集中化建設, 并通過標準化的數據集成,對內開展數據分析和運營優化。還可以考慮混合云模式,將部分數據能力及信息系統移植到公共云平臺上,便于實現基于互聯網的信息共享與服務協作。

                2. 二是公共工業云服務平臺。面向中小工業企業開展設計協同、供應鏈協同、制造協同、服務協同等新型工業互聯網應用模式,及提供 Saas 類服務。

                3. 三是面向行業或大型企業的專用工業云服務平臺。面向大型企業或特定行業,提供以工業數據分析為基礎的專用云計算服務。

                4. 四是工廠內各生產設備、控制系統和IT系統間的數據集成協議,以及生產設備、IT系統到工廠外云平臺間的數據集成和傳送協議。

                工廠外部網絡架構:

                資料來源:工業互聯網產業聯盟

                (3)工業互聯網體系架構之安全

                安全是工業互聯網的保障,通過識別和抵御安全威脅,化解各種安全風險,增強設備、網絡、控制、應用和數據的安全保障能力。

                工業互聯網安全的需求主要從工業和互聯網兩個方面出發:

                1. 工業方面:重點關注生產的可靠性、設備安全和控制安全,即在保證生產的同時維持控制協議穩定,智能設備安全運轉。

                2. 互聯網方面:重點關注APP應用的安全、網絡的安全、數據的安全以及產品的服務安全,工業互聯網安全體系框架主要包括:設備安全、網絡安全、控制安全、應用安全和數據安全。

                工業互聯網安全體系:

                資料來源:工業互聯網產業聯盟

                3. 工業互聯網的應用場景

                第一層級:預測性維護應用

                預測性維護應用主要是提高設備的維修效率,降低突發事故。在這個層級,預測性維護的原型產品也開始進化,逐漸具備工業互聯網的三個基本功能:

                1. 提高維修和維護效率;

                2. 提高能源的使用效率;

                3. 優化運營,處于第一層級的公司很多,中國的知名裝備制造企業也正沿著GE 曾經走過的路,向工業互聯網進軍,如:三一重工、徐工、中聯重工等。

                第二層級:工業服務物聯網平臺

                工業服務物聯網平臺需要整合產業資源,提供系列化配套化服務。

                第三層級:工業應用操作系統

                工業應用操作系統,簡單來講就是“工業安卓”,通過操作系統可以實現對多樣化機器的控制,從而形成龐大的工業互聯網生態圈。例如:GE的Predix 平臺以及西門子的MindSphere。

                第四層級:工業大數據平臺

                工業大數據平臺通過解構現有工業生態,運用強大的算法對大量的數據進行處理分析,從而形成新的生產業態。

                4. 工業互聯網的市場空間

                預計2020年市場規模達萬億級別。據工信部數據,2017年我國工業互聯網直接產業規模達5700億元,預計2017-2019年年復合增速達18%,到2020年有望達到10000億元。

                根據規劃,2020年我國將支持建設10個左右跨行業、跨領域的平臺,建成一批支撐企業數字化、網絡化、智能化轉型的企業級平臺,培育30萬個工業APP,推動30萬家工業企業應用工業互聯網平臺。

                工業互聯網產業規模:

                資料來源:工信部

                綜述

                全球制造業在經歷了蒸汽時代、電氣時代、計算機控制時代3個歷史階段后,當前正朝著網絡化、智能時代邁進。

                工業互聯網為我國制造業提供不可或缺的網絡連接,提供工業大數據的采集、傳輸、計算和分析,提供新模式、新業態發展所必須的信息服務,將有力推動我國工業生產方式由粗放低效走向綠色精益、生產組織由分散無序走向協同互通、產業生態由低端初級走向高端完善。

                作者:阿旺,投資人。目前主要關注數字營銷、企業服務、科技金融、人工智能、醫療健康服務、游戲及電競等行業的案子,歡迎各位大佬交流~微信:xuweibin999137

                本文由 @阿旺 原創發布于人人都是產品經理。未經許可,禁止轉載。

                題圖來自 Pixabay,基于 CC0 協議

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