工业互联网联合报告:打造精准数据体系赋能中国制造!.docx
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1、内容目录请务必阅读正文之后的信息披露和免责申1.2.2.政策、企业、技术三驱动,工业互联初见成效政策明确,中央主导制造升级。2015年5月19日,国务院正式印发了中国制造2025,瞄 准创新驱动、智能转型、强化基础、绿色开展等关键环节,推动制造业实现由大变强。2017年 11月27日,国务院发布关于深化“互联网+先进制造业”开展工业互联网的指导意见 第一次对于工业互联网的全面论述,是规范和指导我国工业互联网开展的纲领 性文件。2018 年底中央经济会议明确提出:加快5G商用步伐,加强人工智能,工业互联网、物联网等新型 基础设施建设。各部委文件逐渐由指定纲领进入到引导实施阶段。表1 :工业互联政
2、策情况资料来源:中国政府网、工信部官网、发布时间发布单位政策名称2015/5/19工业和信息化部会同开展改革委、科技 部、财政部、质检总局、工程院等部门和 单位联合编制中国制造20252015/12/30工业和信息化部、国家标准化管理委员会国家智能制造标准体系建设指南2016/3/21工业和信息化部制造业单项冠军企业培育提升专项行动实施方案2016/5/20国务院深化制造业与互联网融合开展的指导意见2016/11/3工业和信息化部信息化和工业化融合开展规划(2016 - 2020年2017/11/27工业和信息化部等16部委关于发挥民间投资作用推进实施制造强国战略的指导意见2017/11/30
3、国务院关于深化“互联网+先进制造业”开展工业互联网的指导意见2017/12/12工业和信息化部工业控制系统信息平安行动计划(2018-2020年2018/2/14工业和信息化部国家制造强国建设领导小组关于设立工业互联网专项工作组的 通知2018/5/11工业和信息化部工业互联网APP培育工程实施方案(2018-2020年2018/6/7工业和信息化部工业互联网开展行动计划(2018-2020年2018/6/7工业和信息化部工业互联网专项工作组2018年工作计划2018/7/19工业和信息化部工业互联网平台建设及推广指南2018/7/19工业和信息化部工业互联网平台评价方法2019/1/18工业
4、和信息化部工业互联网网络建设及推广指南由于工业互联网涉及行业广泛,各领域的企业充分认识到工业互联的战略价值,入局工业互联 网。当前,我国主流平台主要通过强强联合、兼并收购、开源社区、垂直产业深耕、政府合作 等方式推进工业互联网平台能力建设、资源整合和业务扩张,逐步形成工业互联 网生态。表2 :各行业纷纷布局工业互联网代表企业代表企业入局方式制造龙头企业孵化,建设自己的工业互联网制造龙头企业孵化,建设自己的工业互联网富士康、航天科工、中船工业、三一重工、海尔、美的等传统制造业方案服务商转型互联网解决方案服务商华为、徐工信息、宝信、石化盈科等软件企业强化工业机理模型,加速互联平台开发东方国信、用友
5、、金蝶、索为等互联网龙头向工业领域拓展,推出或合作共建工业互联阿里、腾讯等初创企业为解决特定工业领域痛点应运而生优也、寄云、天泽智云、昆仑等资料来源:2018工业互联网平台创新开展白皮书、5G赋能,奠定工业互联网基础。网络是实现各类工业生产要素互联的基础,包括网络互联体 系、标识解析体系和信息互通体系。5 G凭借覆盖面积广、连接规模大、超可靠、低延时的特 点,能够实现数据在工业各个环节的无缝传递,支撑形成实时感知、协同交互、智能反响的请务必阅读正文之后的信息披露和免责申生产模式。联通和移动两大运营商积极参与工业互联网建设,推进5G开展,全方位服务工业数字化转型。 联通已在全国17个城市建设5G
6、试点,与海尔、青岛港、振华重工、上飞、北汽、潍柴、山推、 格力、华晨宝马等联合开展5G业务研究。我国工业互联网初见成效。企业从最开始的政府补贴,经历了半年或一年的尝试之后逐渐发 现工业互联网对公司经营,尤其是降本和增效方面有切实的利益。图6 :我国工业互联网平台应用场景案例分布及应用案例成效社会化资源协作社会化资源协作9%9%设备/ 产品管理业旁与 运营优化按需定制协同研发设计 协同制造 5%二 | 2%产融合作i 1%降低用工量减少故障损失降低 本钱降低运维本钱降低能耗减少资源浪费诚少平安事故优化业务流程提高生产柔性提高 效率提高资源(设备、 物料)利用效率缩短交付周期提高员工提高供应链工作
7、效率缩短研发周期运作效率降低次品率提升产品和降低产品故障率产品追溯服务品质加速产品用艮务 更新迭代提升客户满意度带动投资数据即服务创造增加客户增加客户新价值生命周期价值数量和范圉新的市场新商业模式获得菅销策略的收入增长资料来源:2018工业互联网平台创新开展白皮书、2.计算机行业:构建网络-平台-平安体系,产业生态日趋完善21从计算机行业视角看工业互联网工业互联网是智能制造的基础设施。从定义上来看,工业互联网是以互联网为代表的新一代 信息技术与工业系统深度融合形成的新领域、新平台和新模式,是开展智能制造的关键基础 设施。与传统意义上的互联网不同,工业互联网链接的是人、数据和机器,是工业系 统与
8、高 级计算、分析、传感技术及互联网的高度融合。从计算机软件企业角度,工业互联网是商业模式转型的重大机遇。历史上,大量软件企业服 务于政府部门和大型央企、国企,带有一定程度的政策/预算属性,未必能够直接反响客 户的 真实需求;只有财务/ERP等少数软件产品在企业级客户中取得了市场化开展,但仅限于管理 角度,无法深入业务角度。在消费互联网向产业互联网转型的浪潮中,传统计算机 软件企业 的产品和服务模式相较互联网公司,具备一定的渠道优势,因而有希望在巨头林 立的产业互联 网竞争中,抢的一定先机,并通过产业互联网、工业互联网整体行业的开展,做到自身商业模式 从toG向toB、从工程制向产品/运营模式的
9、转型。22工业互联网包含网络.平台,平安三大体系根据工信部关于深化”互联网+先进制造业”开展工业互联网的指导意见,我国将工业互 联网的开展概括为三大体系,即:网络、平台和平安。请务必阅读正文之后的信息披露和免责申图7:工业互联网三大体系图7:工业互联网三大体系”工业互联网的网络体系将连接对象延伸到机器设备、工业产品和工业服务,可以实现人、机器、 车间、企业等主体以及设计、研发、生产、管理、服务等产业链各环节的全要素的泛在互联,以 及数据的顺畅流通。网络体系平台体系,包含接入层、基础层、平台层、应用层。其中接入层和基础层承当着终端联通、网络基础设施的作 用;平台层提供数据汇总、清洗、分析等基础职
10、能,利用大数据、人工智能等算法,构建结合 0T的知识库,支持生产运行决策,并以可视化方式最终呈现,同时支撑各类个性化应用的开 发;应用层那么针对企业的个性化需求开发,与企业的经营管理深度绑定平安体系平安体系”加强工业互联网平安技术手段建设,形成国家、行业、企业协调联动的工业互联网平安工作格局, 建设覆盖产业全生命周期的平安保障体系资料来源:关于深化“互联网+先进制造业”开展工业互联网的指导意见、工业互联网三层级中,网络是基础,平台是核心,平安是保障。从工业企业智能转型升级角 度来看,首先要做到网络层的互联互通,对内实现统一接口,打通信息孤岛,对外扩大 互联 网骨干网覆盖范围,为实现产业链各环节
11、的泛在互联与数据畅通提供保障。其后利用 平台级 服务能力,辅以平安保障,方能实现企业的智能转型升级。工业互联网的本质是用数据+模型为企业提供服务。工业互联网的核心是工业互联网平台,承载了大量基于微服务架构的数字化模型。这个数字化模型是将大量工业技术原理、行业知识、基础工艺、模型工具等规那么化、软件化、模块化,并封装为可重复使用的组件。我们可以简 单的理解为,封装了大量工业技术原理、行业知识、基础模型的知识库,作为连 接企业IT和 0T的核心,以代码和信息技术的形式将行业理解和一线生产的经验固化下来,成功解决了制 造企业内信息化与生产别离的情况,使得工业互联网平台成为整个工厂端或 工业生产端的控
12、 制大脑。有了边缘侧和网络层收集来的数据,加之以PaaS层的数字化模型,即形成了“数据 +模型”的服务。图8 :工业互联网平台本质上使用数据+模型为工业企业提供服务1、设备数据(本体 数据、传感器数据) 2、生产流程数据(MES、ERP等)3、人、机、物数据 的集成1、设备数据(本体 数据、传感器数据) 2、生产流程数据(MES、ERP等)3、人、机、物数据 的集成1、行业机理模型 (基础理论模型、流程逻辑模型)2、物理设备模型 3、研发工具模型 4、大数据分析模型多样化工业APP,提供全 生命周期管理、协同研发 设计、生产设备优化、产 品质量检测、企业运营决 策、设备预测性维护等多 种多样的
13、服务资料来源:中国信通院、我们认为,工业互联网的重点在于理解工业,落点在提升制造业转型升级水平,核心是用数据 +模型做服务,这也是信息技术与制造技术融合创造价值的内在逻辑。23 STEP1 :工业互联网网络层:实现互联互通的功能2.3.1,网络层面建设主要围绕:线下设备线上化,线上设备互联互通开展请务必阅读正文之后的信息披露和免责申对于制造业企业而言,网络层面建设主要围绕线下设备线上化,线上设备互联互通开展。网络层面需要在现场级和车间级实现底层设备横向互联以及与上层系统纵向互通的连接。 包括:(1)对控制器与机床、产线等装备的通信方式进行改造,如以工业以太网替代现场 总线,(2)对现有工业装备
14、或装置如机床、产线等增加网络接口,( 3)对现有工业装置或 装备附加传感器、执行器,(4)为了采集生产现场信息或执行反响控制,部署新的监测设 备、扫描设备,(5)对在制品通过内嵌通信模块或附加标签等方式增加与工业系统等信息 交互功能,(6 )部署边缘计算节点,汇聚生产现场数据及来自工业控制系统如PLC、历史 数据库的数据,进行数据的边缘处理。2.32标识解析体系:给予每台工业设备以唯一地址,为当下互联互通环节的重中之重对于线上设备的互联互通而言,最重要的是打通不同平台、协议之间的数据。当前工业互 联网网络层的建设,是通过重新设置一套工业互联网标识解析体系来完成数据的互通和设备身份 的认证。标识
15、解析体系类似互联网领域的域名解析系统(DNS ),赋予每一个产品、零部件、 机器设备唯一的“身份证,从而实现资源的区分和管理。资料来源:中国信通院、标识解析体系主要由三要素组成:标识,这就相当于机器、物品的“身份证,标识服务,即利用标识,对机器和物品进行唯一性的定位和信息查询,是实现全球供应链 系统和企业生产系统的精准对接、产品的全生命周期管理和智能化服务的前提和基础;标识管理,即通过国家工业互联网标识解析体系,实现标识的申请、注册、分配、备 案, 为机器、物品分配唯一的编码。标识解析体系是下一步网络建设的重点。根据工业互联网开展行动计划(2018-2020 ),“标识解析体系构建行动”的量化
16、考核目标是2020年建成5个左右标识解析国家顶级节点,形成10个以上公共标识解析体系服务节点,标识注册量超过20亿。标识解析体系从部署角度分为三层架构。标识解析体系主要分为根节点、国家顶级节点和 二 级节点,每层节点保存不同的信息。根节点是最顶层的信息,主要归属管理层。国家顶 级节 点是我国工业互联网标识解析体系的关键,既是对外互联的国际关口,也是对内统筹 的核心 枢纽。二级节点面向行业提供标识注册和解析服务,未来将选择汽车、机械制造、 航天、船舶、电子、食品等优势行业,逐步构建一批行业性二级节点。请务必阅读正文之后的信息披露和免责申Hand Ie根节点Hand Ie根节点DNS根节点国家顶级
17、节点i(兼容Hand Ie、OLDEcode等不同体系)I (包含备案、检测、应急等公共服务系统)应用:关键产品追溯,供应链管理,全生 、命周期管理国际根节点:面向全球范苗不同 国家、不同地区提供根区那么H管 理和程解析屉务,未来霆步引入 和完善多种工业互联网标晰 国际悔节点。国家攻级节点:费国工亚互联网 标1R解析体系的关曜,族是对外 互联的国际关口,也是黯内统筹 的核心枢纽二标识集折节点:丽 供注册和解析鹿务,未来将选择 汽车、机械制造、航天、传播、 电子、食品等胆&行业速步构一 一批行业性二级节点。公共递归W节点,可以通过爆 存等手段提升程务性能.资料来源:中国信通院、标识解析体系的应用
18、场景多元化。从企业内部工业互联网建设来看,标识解析体系可以打通 产品、机器、车间、工厂,实现底层标识数据采集成规模、信息系统间数据共享,进行数据 挖掘和分析应用。从生态构建角度,核心企业可以横向连接上下游企业,利用标识解析按需 地查询,从而打通设计、制造、物流、使用的全生命周期,实现真正的全生命周期管理;中 小型企业也可以横向连接成平台,利用标识解析按需地共享数据,优化经营分析管理。从企 业端实践角度,供应链管理、产品质量追溯、库存可视化管理、核心零部件追溯机制等已经 开始得到应用。标识解析体系建设快速推动。自2018年下半年起,国家顶级节点(一期)工程启动建设,11月 内,位于北京、武汉和广
19、州的工业互联网标识解析国家顶级节点相继启动上线。随后,行业和 区域的二级节点建设加速推进中,其中汽车、高铁等行业二级节点,佛山、南通等 区域为主 的二级节点进展最快,最具代表性。根据2019年2月工业互联网产业峰会上工业和信息化部 部长苗士于的讲话,到目前为止,中国已经初步建立五大国家顶级节点,十个行业和区域的二级 节点。工1k互联网网络层参与方:以通信企业、制造业头部企业和区域工业互联网平台企业为主。工业企业在线下设备线上化过程中,主要采取增加网络模块的方式实现设备联网,模块的 提供商 多为传统通信企业和行业解决方案集成商。对于已经完成互联互通的企业而言,在 网络层仍 然需要面临的是设备资产
20、的管理与整合,也即打通不同通信协议的问题。这一步 在大型制造 企业中是由企业IT和设备部门共同完成,其中一些头部制造企业承当了工业互联网标识解析体系二级节点的建设。对于工业互联网平台企业而言,区域性平台通常涉及一系列企业上云 的实施工程,因而会一定程度上参与到基础设备互联互通,网络化改造等 内容中。还有一些 工业互联网平台企业承接了区域的标识解析体系或行业标识解析体系的工作,也是从设备和 资产盘点的角度切入网络层建设内容。整体上看,网络层覆盖的实施 工程较多,对本地化服 务能力要求较高,参与方也是以原有优势企业为主。图11 :工业互联网各层级节点建设情况(截至2019年5月)请务必阅读正文之后
21、的信息披露和免责申国家顶级节点网络国家顶级节点网络20$.资料来源:工业互联网产业联盟、24 STEP2 :平台层建设,行业平台和区域平台同步进行2.4.1. 工业互联网平台层是工业互联网建设的核心 工业互联网平台是工业互联网建设的核心。工业互联网平台是中间层,向下连接海量设备,自身承载工业经验与知识的模型,向上对接工业优化应用,是工业全要素连接的枢纽,是 工业 资源配置的核心,驱动着先进制造体系的智能运转。现阶段工业互联网平台仍以数据建模和分析为主要功能。由于一般企业现有各类工业软件格式大多不统一,当前工业互联网平台层的主要任务仍然是整合现有生产端的MES、ERP乃至 CPS等实时数据(边缘
22、层采集),统一汇总分析(平台层的可扩展的操作系统),并将技术、 知识、经验和方法以数字化模型的形式沉淀到工业PaaS平台。当工业PaaS开展到一定程度以后,基于PaaS层数据、工业机理模型,再面向工业企业、最终消费者开发海量工业APP , 提供实时监控、生产管理、能效监控、物流管理等工业互联网应用和服务。图12 :和利时工业互联网平台三层级资料来源:和利时官方网站、2.4.2. 企业上云:打破企业间信息孤岛的局面,为平台层建设的前提企业上云推开工业互联网平台第一阶段建设。工业互联网的开展,网络和企业资源的数字 化 是基础。从国内实际情况来看,大局部的企业都面临着制造资源云改造、云迁移的需求,也
23、即云 计算领域的工业企业上云。促进各类信息系统向云平台迁移,丰富专业云服务内容,推进云计算 在制造业细分行业的应用,有助于直接提高行业开展水平和管理水平,是开展工业互联网的 首要基础性工作。图13:数字制造中的工业云开展落地举措数据库、模型库、知识库数据库、模型库、知识库工业专用软件、工业数据分析、在线虚拟仿真、协同研发设计提升制造业快捷 化、服务化、智 能化水平,推动 制造业转型升级 和提质增效基于云计算的业务模式和 商业模式创新,开展协同 创新、个性化定制等业务 形态,培育“云制造”模式,重点行业:汽车、钢铁、轻工等资料来源:云计算开展三年行动计划(2017-2019年、请务必阅读正文之后
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