工业互联网背景下河南制造业发展的机遇.docx

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1、工业互联网背景下河南制造业发展的机遇一、 工业互联网概述早在2012年，美国通用电气公司就提出了“工业互联网”概念：“所谓的工业互联网，就是要把人、数据和机器联系在一起”。换而言之，技术人员利用通信网络的开放性，将多个串联在一起，就是所谓的工业互联网。另外，其串联主体包括客户、产品、供应商、仓库、工厂、员工、生产线以及设备。完成串联后，智能化、自动化、网络化以及数字化将成为工业互联网系统的显著特点。工业互联网是新一代信息技术与工业系统深度融合形成的产业和应用生态，主要包含感知层（智能传感器、新型智能终端）、连接层（通信技术、工业以太网、现场总线）、应用层（云计算、大数据、人工智能、创新应用）三

2、大版块。简单来说，在各类先进技术手段的影响下，提高资源配置的合理性、增强系统的生产力及重构产业格局均为工业互联网的最终目标。工业互联网基础设施主要包括工业互联网内外网、标识解析体系、工业互联网平台、安全态势感知平台以及工业互联网大数据中心等。通过这些基础设施的建设，可以使企业产生智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理等创新模式，推动企业转型升级，促进企业产生新的增长点。从实际情况来看，互联网大数据中心、安全态势感知平台、工业互联网平台、标识解析体系以及工业互联网内外网均属于工业互联网的基础设施。在建设基础设施的过程中，各类创新模式随之诞生，具体包括数字化管理、服务化延伸、个

3、性化定制、网络化系统以及智能化生产等模式。在创新模式的影响下，企业的增长点会不断增多，进而实现升级转型。工业互联网外网对面向工业生产的网络时延、可靠性、安全性等要求非常严格，比如大幅提升操作效率的工业AR/VR要求时延小于20模式，4K/8K高清视觉检测要求百兆级别的大带宽上传，高端大型装备的远程运维要求网络连接高可靠、高安全。在实践过程中，99.99%以上的可靠性及50ms以下的网络延迟，是实现云网协同的必要条件。需要注意的是，技术人员要充分发挥工业以太网以及工业总线等先进技术，将设备、产线以及车间等主体跟工业互联网的内网进行连接。在建设工业互联网网络时，技术人员必须提前构建标识解析体系。究

4、其原因，后者是前者的重要组成部。在标识解析体系的影响下，技术人员可以实现数据互通与数字认证。换句话说，机械设备、零部件以及类似产品的“ID”，被称为标识解析体系。在该系统的帮助下，资源管理与资源区分的难度都会直线下降。需要注意的是，该系统共分为三部分：1.标识部分。简单来说，即物品与设备的“ID”；2.解析部分。在标识部分的帮助下，追踪物品与设备的源头，并完成信息查询与唯一性定位；3.管理部分。采用备案、分配、注册以及申请等方式，对物品及设备的编码进行管理。那么，工业互联网标识体系架构是什么呢？可以分为四层：一是根节点，是最顶层的信息，主要归属管理层；二是国家顶级节点，即构成工业互联网标识解析

5、体系的核心要素。与此同时，也属于核心枢纽与国际关口。三是二级节点，是面向行业提供标识注册和解析服务；四是企业节点，属于内部标识服务节点。具体而言，该系统能以企业信息为基础，为其提供标识解析与标识编码注册等服务。另外，该体系既可以融入企业信息系统，又能成为独立于系统之外的节点；下面就离我们最近的二级节点和企业节点进行详细介绍。二级节点，分为三大体系：1、管理体系。该系统要对运营、管理、技术标准以及编码规则进行管理，即对运营管理方面以及二级节点建设等内容的规范；2、功能体系。该系统要在基础设施的帮助下，满足企业的信息安全保障、数据管理、业务管理、标识解析、以及标识注册等核心功能。；3、应用体系。简

6、单来说，该系统要满足企业节点、企业信息系统、工业互联网平台以及二级节点对接需求。通过这种方式，使产品生命周期管理、重要产品追溯以及供应链管理等应用性能得到提升；在基础设施的帮助下，满足企业关于标识解析以及标识编码注册等需求，也就是所谓的企业节点。需要注意的是，企业内标识数据格式与工厂内标识解析系统组网形式都跟企业规模密切相关。就像注册营业执照一样。企业在市场监督管理局注册成功后，企业就可以在国家市场监督管理局官网上查询到企业的相关信息，企业加入某个行业或者综合型二级节点后，标识解析体系会分配到一个全国乃至全球唯一的企业前缀；对于企业而言，必须将前缀加在产品编码前面。随后，系统要对企业节点进行解

7、析。完成注册后，物品与设备便拥有了“ID”号码。根据“ID”号码，系统可以追溯到设备的企业。在实践过程中，该标识代表着国家级官方机构对产品的认可。因此，企业要充分利用这一特点，将标识与产品进行融合。二、工业互联网对制造业的影响在工业互联网的影响下，工业互联网平台搭建、智能化应用以及数字化转型均为制造业的主要变化特点。1、制造业数字化转型，以数据驱动产业升级。从实际情况来看，企业要利用数字化升级与数字化转型等技术手段，收集全部业务数据，并形成数字资产的过程被称为数字化转型。在数字化转型的影响下，企业既可以优化运营模式，又能增强自身竞争力。需要注意的是，产业数据及知识储备量是推动企业实施数字化转型

8、的核心动力。随着大数据、云计算、人工智能、区块链、机器人等技术的成熟，逐步被深入运用在企业研发创新、生产制造、营销销售等多个领域。2、普及智能化应用，增强企业核心竞争力。在实践过程中，自动化与智能化是制造业转型升级的必由之路。随着用工资源的紧张以及智能装备技术的成熟，用机器替换人工，不仅可以解决人口红利消退的矛盾，还可以提升生产效率。通过海量数据和计算机算法来代替人脑决策，从而提升企业的决策效率。在智能化应用的影响下，各类科技手段融为一体，使生产效率直线上升。而生产方式的优化，使制造业的生产力随之提升。通过自动化技术、数字化技术等先进技术的应用，加速了传统制造业的转型升级，提高了制造业的生产力

9、，同时也降低了企业对人工的依赖，降低了企业的生产成本，提高了企业产品的竞争力。在制造业中不断推进网络化和数字化的水平，不仅能够使企业生产制造信息通过网络进行传递和整合，还能实现上下游企业生产资源的优化配置和共享。智能化应用的目标不是用机器完全取代人，而是要解决人机协同的问题。制造业的生产制造组织方式是以人为中心，机器只是协助人完成生产任务。3、 工业互联网平台支撑现代化工业体系。根据资料显示，工信部结合工业互联网的现状，颁布了工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）。在计划中，工信部明确指出截止到2023年，政府要建立30个5G全连接工厂，并将其分散在10个重点行业里。与此同时，政府

10、还将建设综合型工业互联网平台，数量为3至5个。通过这种方式，全力推广新业态与新模式。在工业互联网平台的影响下，新业态、新要素以及新基础逐渐成为现代化产业体系的显著特点。以新基础为例，其涉及范围包括云平台、泛网络、工业软件以及智能感知系统。新要素就是基于数据这一新生产要素重构工业知识沉淀、传播、复用和价值创造新体系，服务型制造、个性化定制以及网络化系统等领域的重建，均为现代化产业体系的新业态。在实践过程中，工业互联网要发挥高效协同及链接资源时，必须满足跨地区、跨厂区、跨系统以及跨设备的条件。从网络强国来看，工业互联网平台为信息通信业发展提供了新的蓝海，推动5G、窄带物联网（NB-IoT）、软件定

11、义网络（SDN）、时间敏感网络（TSN）等网络技术的演进升级，促进信息网络基础设施、技术产业、应用水平的提升。从实际情况来看，数据采集互联体系的效率、及时性以及准确性会对工业生产构成极大的影响。因此，工业互联网要利用先进的技术手段，有效串联产品、系统、物料以机器等参与主体。通过这种方式，不断优化资源配置，全力推动行业的发展。目前，随着现代化信息技术的崛起，制造业获得了前所未有的发展空间。与此同时，产业生态的竞争方式也发生了变化。简单来说，工业APP、云平台以及智能机器是制造业未来的发展模板。通过这种方式，既可以优化资源配置，又能整合生态资源，抢占工业大数据入口的主导权、培育海量开发者、提升用户

12、粘性，打造基于工业互联网平台的制造业生态，不断巩固和强化制造业的垄断地位，抢占全球新一轮产业竞争的制高点。三、中国工业互联网的发展状况虽然国内的工业互联网发展周期较短，系统性能仍存在很多不足之处，但其覆盖率、稳定性以及即时性都得到了大幅度提升。而标识解析体系的构建，有效推动了制造业的发展，并逐渐成为工业互联网的重要组成部分。1、 从两化融合到工业互联网，产业发展顶层政策体系构建完整根据资料显示，工信部在2013年，采用“两化融合”的方式，将现代化信息技术融入工业生产当中。随后，政府结合制造业的特点，制定了一系列法律法规，对工业互联网实施资源倾斜。在这种情况下，工业互联网迅速崛起，并逐渐成为制造

13、业提高生产效率，拓宽利润空间的必备工具。2、“新基建”助力工业互联网内外网建设在实践过程中，串联物料、设备以及人类的关键点在于工业互联网内网的完善程度。不过，现代化信息技术的高速发展，使制造业具备了智能化、网络化以及数字化等特点，转型升级速度骤增。需要注意的是，现阶段企业内网的不足之处极为明显，即部署难度高、兼容性较差以及传输效率低。因此，政府必须增强投资力度，尽快弥补上述短板。根据资料显示，党中央多次表示“新基建”势在必行。简单来说，各级政府要以新发展理念为基础，充分利用各项先进技术，全力推动工业互联网的建设。在建设基础设施的过程中，融合创新、智能升级以及数字转型等服务理念极为重要。因此，政

14、府必须加大投资力度，为制造业的发展提供支持和帮助。据统计，截止到2019年，国内拥有3.41万亿工业互联网增加值，实现了22.14%的增幅；截止到2020年，国内拥有3.78万亿元工业互联网增加值，并逐渐成为推动社会经济发展的核心要素。与此同时，产业增加值也会随之上升。3、工业互联网建设成果进展明显，有力提升产业融合创新水平随着互联网覆盖率的增长，国内网民数量激增。与此同时，工业互联网的性能也越来越强大。基于这一点，产业融合效率随之提升。需要注意的是，新型基础设施与数据中心、5G以及工业互联网密切相关。由此可见，工业互联网的迅速崛起，会对市场环境造成较大的影响。工业互联网网络体系方面：截止20

15、20年，全国开通5G基站超过50万个，实现亿级工业设备接入；标识解析5个国家顶级节点功能不断完善，74个二级节点上线运营。工业互联网平台方面：共有80家影响力较大的平台，4000万台工业连接设备以及25万个工业APP，涉及100多个行业。工业互联网安全监测体系方面：启动安全监测的省份共有24个，搭建了100多个重点平台，实时监测设备达3000余万。与此同时，还有10万多家合作企业。产业生态发展：工业互联网较为发达的地区极多，具体包括粤港澳大湾区、长三角以及京津冀等城市或地区。在这其中，长三角地区极为关键。上海工业互联网核心产业规模将从2020年的800亿提升到2022年的1500亿。应用创新方

16、面：工业互联网新技术、新模式、新产品在钢铁、机械、交通、能源等30多个国民经济重点行业进行拓展，新开发出1000余个工业APP。4、工业互联网产业集群效应显著，传统产业借助工业互联网实现转型升级从实际情况来看，国内的集中性产业群数量较多。究其原因，企业的交换与生产成本会受到空间范围的影响，产生较为明显的波动。因此，当产业高度集中时，其市场竞争力与规模经济效应也会随之提升。需要注意的是，粤港澳大湾区、长三角经济带以及京津冀经济圈的地区产业特点较为明显，经济发展速度也比其他地区更快。京津冀经济圈：北京通过资本辐射、创新驱动、产业引导等方式加快工业互联网建设，其中北京在产业投资中占据重要作用；河北省

17、加快发展工业互联网，推动制造业数字化智能化转型。截止2018年底，全省数字化研发设计工具普及率和关键工序数控化率分别达到62.8%、52%；北京已经形成完整的工业互联网体系，并聚集了一批工业互联网平台及细分领域龙头，为进一步发展工业互联网奠定了良好基础。长三角经济带：长三角地区是新能源汽车重要的产业聚集地，形成了重要零部件、动力电池、电动机、汽车装备等产业基地、汽车上下游行业整体数字化水平较高，具备发展工业互联网的良好基础；苏州制造业具备深厚基础，产业数字化基础设施完善，工业数字经济发展指数位列长三角经济带第一，工业互联网骨干企业及科研院所达到近400家；长三角通过推进长三角工业互联网一体化示

18、范区，打造工业互联网产业高地，具有显著的头雁效应，为全国工业互联网发展起到示范作用，并为将来打造世界级智能制造示范区打下坚实基础。粤港澳大湾区：粤港澳大湾区形成了以产业链协同为特色的制造业产业集群，珠海、江门、惠州、佛山的工业产业均高于服务业，工业互联网具备较大的应用空间与价值；科技与制造业龙头起到行业引领作用，在自身应用工业互联的同时也将技术赋能给行业上下游，形成多个具备代表性的国家级双跨平台。四、 以工业互联网为契机，促进河南制造业发展的机遇河南省作为制造业大省，装备制造业、食品工业已发展为两个万亿级产业能级，但作为传统工业大省，食品加工、钢铁、煤炭等传统制造业发展动力不足，一些劳动密集型

19、企业甚至出现了负增长。河南要想从工业大省变为工业强省，传统制造业的转型升级势在必行。当前，传统产业拉动力量逐渐减弱消退，新兴产业尚未形成有效支撑，推动新旧产业转换任务艰巨。1、加快企业数字化转型，促进制造业产业升级。制造企业作为经济支柱产业，在生产过程中，会使用到大量的机械设备。传统的制造企业都是靠工人操作设备，这就需要工人有熟练的操作技术才能生产出质量合格的产品，而且劳动效率还很底。通过智能化应用的普及，提升机械设备的智能化和自动化水平，运用互联网技术、电子信息技术等信息技术，通过大数据的应用，建立数据分析模型，为制造企业的生产提供直观可靠的数据及信息依据。以河南恒星科技股份有限公司为例，该

20、公司是一家专注镀锌钢丝、钢绞线的制造商。该公司对水箱拉丝车间、钢帘线合股车间、包装车间进行智能化生产改造。根据公司车间实际情况以及钢帘线生产工艺流程要求，主要从物料自动配 送、自动分拣装箱、水箱拉丝机自动换盘、钢帘线质量在线监测、设备故 障远程诊断及预警等方面提供研发服务。 基于包装车间的智能生产系统建设，解决检验过程时间长、工人劳动强度大的问题，从而提升生产效率；基于全过程可追溯智能识别系统建设，实现成品轮生产全过程信息可追溯；基于智能仓储系统建设，实现湿拉车间外径800mm工字轮的智能化管理，提高库房管理效率，节省空间； 基于集成调度系统建设，完成整个网络内设备的实时调度，实现工厂智能化生

21、产。 恒星科技以行业发展主导企业转型升级，在行业内率先完成智能工厂建设和改造，开创中原设备制造业先河，致力于提高效率、降低成本、精准管控、实时反馈，工人劳动强度降低、工作环境改善、安全风险降低，生产管理稳步迈上新台阶。 2、 以工业互联网平台为支撑，推动制造业产业集群效应。从概念上看，在某特定区域内出现大量关系密切的厂家，并存在良性竞争的关系，就是所谓的产业集群。简单来说，产业集群属于较为特殊的生产组织方式。据了解，信息快捷性、技术共享性、合作竞争性、产业特色性、区域聚集性以及产业关联性均属于产业集群的特性。不仅如此，部分产业集群的覆盖范围较广，产业链融合度也非常高。传统企业内部数据通常使用E

22、RP系统，把产品研发、采购、制造、物流、销售等所有环节的数据打通。而内部数据要和其他数据对接，还需要通过ERP系统下发给MES系统。而且，ERP、MES软件都是以企业为边界，这样很难打通整个产业链的数据。工业互联网平台产业数字化协同的功能正好能解决所有问题。企业不仅可以通过内部最基础的设备互联互通、订单可视化、订单排产数字化开始，解决本身数字化能力不足的问题。企业还可以通过平台对接，更快速的承接国内市场的高端需求订单，并借助在工业互联网平台上的数字化能力，实现个性化产品需求的快速交付，为企业带来更多的高利润订单。海天塑机集团通过工业互联网平台，在采购环节和供应商个性化高效对接，提高了议价能力，

23、采购成本降低12.5%，扩大资源企业，缩短采购周期62.5%；上游的供应商也受到工业互联网平台的影响，扩客能力提升，受益增加3000万元。某个铝业公司引进工业互联网平台前，生产流程、业务管理未电子化，缺少面向生产的信息框架与规划，能耗大、效率低；通过引进工业互联网平台，建立了覆盖整个生产、业务流程的一体化平台，对数据、流程进行统一管理，打通数据壁垒；同时对现有软件进行集成，消除信息孤岛，实现各部门、各层级数据信息互联互通充分共享，并通过梳理企业管理流程，简化流程、提高工作效率，规范工作制度。海尔公司通过使用COSMOPlat工业互联网平台实现了客户线上定制产品，截止2019年底，线上生产的产品

24、52%是客户定制，19%是消费者直接下单定制，已实现不入库率71%。河南省的工业互联网平台正处在起步阶段，其中被列入2020年河南省工业互联网平台培育名单的有郑州煤机液压电控有限公司的煤矿智能开采工业互联网平台、第一拖拉机股份有限公司的东方红云现代农业装备工业互联网平台、天海汽车电子集团股份有限公司的汽车线束行业5G+工业互联网平台、安阳钢铁集团有限责任公司的钢铁行业工业互联网平台等11个工业互联网平台。以应用需求带动技术进步，以行业融合促进产业发展，在重点产业领域培育一批关键核心技术和产品，在行业应用领域形成一批典型案例和解决方案，加快新兴技术与传统产业融合发展，使企业拥有智能化、网络化以及

25、数字化的特点，逐步实现网络化协同以及互通互联等目标。通过这种方式，增加合作项目的成功率，进而推动整个制造业的发展。3、 以工业互联网平台为支撑，实现个性化定制生产，创新商业模式。目前电商领域正出现一个新的销售模式C2M（顾客直连工厂），即商品不经过经销商等中间环节，直接从工厂到客户手中。客户可以直接给工厂提出产品要求，从而实现商品的个性定制。当下中国在设备数字化、网络化方面与国外差距较大，尤其是中小企业基础薄弱，设备改造和数据采集难度较大，因此国内领先制造业企业数字化转型的经验和技术显得尤为重要。在国外，因受到成熟的装备和自动化企业平台影响，领先制造业平台相对较少，市场规模也较小。领先的制造业

26、企业自身信息化水平较高，拥有丰富的重大项目系统工程实践经验和技术积累，具有众多专利与技术团队，具备雄厚的实力。领先制造企业将数字化转型成功经验转化为基于工业互联网平台的服务能力，转化方式主要有两类：一类是利用平台对接企业与用户，形成个性化定制服务能力。另一类是借助平台打通产业链各环节，进而优化资源配置。中国工业企业两化融合収展水平参差不齐，完整的产业体系将带来巨大的应用需求和収展潜力，为领先制造业平台的培 育和壮大提供了土壤。截止到2017年，海尔 COSMOPlat 平台拥有3133亿成交额，4116万台定制订单。由此可见，该平台逐渐成为业界的领头羊。除此之外，平台连接的智能终端系统高达21

27、21万台，服务企业超过3.5万家。另外，平台注册用户达3.2亿人次，注册商家则有390多万。海尔基于自身在制造领域积累的 30 多年的经验，打造出了全球引领的工业云联网平台 COSMOPlat 平台。海尔属于开放平台，第三方机构也可以进入平台，并体验系统提供的智能制造服务。与此同时，第三方机构也要将外部资源引入平台，通过这种方式，使双方各取所需，从而实现共赢。以海尔COSMOPlat平台为例，其资金实力雄厚，定制水平极高。再加上运营模式较为新颖，迅速吸引了海量用户。与此同时，平台的信息匹配效率极高，既可以满足用户检索需求，又能提供各项增值服务，逐步提升用户忠诚度。从实际情况来看，迭代升级、物流

28、配送、生产制造以及设计研发均为平台控制系统具备的功能。据统计，该平台是由规模层、应用层、平台层以及资源层构成。简单来说，资源层需要收集海量资源，并以极高的匹配效率，将数据信息分享给用户；平台层能为企业提供多种技术支持，具体包括软件开发、集成、运行以及部署等功能；应用层能够提供行之有效的解决方案，帮助企业解决各种难题；模式层能实现资源共享，吸引更多潜在客户。4、 以工业互联网平台为支撑，提升产品质量，降低生产成本。中小微企业普遍存在的信息化投入不足导致数据缺乏标准、获得不及时甚至难以获得，或者虽然有数据但缺乏分析、存在数据孤岛等问题，工业互联网可实现生产要素的连通，打破数据孤岛，实现数据驱动的精

29、细化运营。网络化、数据化以及信息化的工具及较为昂贵，而工业互联网的存在，能够有效降低上述成本。以研祥智能为例，该企业既是工业互联网平台解决方案提供商，同时也是电子制造企业，通过工业互联网平台，实现设备数据及MES、ERP、CRM系统数据打通后，通过混线生产模式，实现小批量多品种的特种计算机个性化生产，可以对生产经营数据做多维度、细粒度的分析，可有的放矢地解决问题。企业生产效率、能源利用率有效提高，运营成本、产品研制周期、产品不良率显著降低。通过实施数据驱动，减少了决策的盲目性，提高了决策的正确性。传统模式企业在时间、空间和经营模式上存在限制，无法给客户、供应商提供更加灵活的技术支持服务、运营服

30、务甚至金融服务。有了工业互联网，可以实现与客户、供应商、协作厂商资源的连接，制造和服务就有了融合的可能，可以实现服务化延伸。研祥智能在智能装备领域做了有益的探索。通过为客户提供设备远程运维服务，采集设备使用数据及使用环境等信息，提高设备利用率，改进设备设计，提高竞争力。同时，对价值比较高的设备，可以采取按使用时间付费或租赁等新型经营模式。研祥工控机采用远程运维后，售后服务费用降低了46%，服务费收入增加了10倍。传统企业发展缺乏新动能的问题，工业互联网将企业生产经营资源在产业链、生态链上做优化配置，使企业增添新活力、新引擎。工业互联网服务行业，催生一批基于工业互联网平台从事轻量化App应用的公

31、司，提供设备互联、设备监控、订单管理、生产计划管理、生产过程管控等功能，降低了中小微企业的信息化门槛，降低中小微企业的经营成本，提高效率。工业互联网平台公司主要有两类：第一类由IT技术公司发展而来，第二类由某一个专门领域发展而来。工业互联网的核心在于工业机理模型、过程控制算法优化、设备运维智能化等，这些需要一批工业互联网服务企业与各行业各领域专业企业合作，根据各行业特点，开展专业的信息化、智能化转型升级工作。中小微企业由于科技投入不足，缺乏系统、科学、可持续改进、可预测的质量体系的现状，工业互联网为中小微企业提升产品质量、提高生产效率提供了科学的手段和工具。以研祥智能为平板显示行业提供的智能检

32、测解决方案为例，该项目利用工业互联网平台提供的机理模型、深度学习算法，为平板显示行业提供了一揽子在线智能检测解决方案，漏检率大幅度降低，仅为原来的1/10。对生产设备或者生产过程工艺、流程监控不到位，无法科学优化，是企业普遍存在的问题，工业互联在此领域大有可为。研祥智能对辽宁营口菱镁网矿“高温等离子体电弧炉”进行技术改造，通过对人、机、料、法、环的监控，利用炉温监控、冶炼数据分析等手段，节约耗电15%以上，除尘率提高到98%以上，固体废弃物回收利用达到99%。参考文献：【1】宋歌. 河南省制造业数字化转型的现状及对策研究J. 中共郑州市委党校学报, 2020, No.167(05):87-91.【2】朱晓静. 工业互联网背景下制造业产业集群转型升级对策J. 山东行政学院学报, 2020, No.174(05):108-112.【3】周旭东. 河南省智能装备制造业发展对策研究J. 中国经贸导刊(理论版), 2018, No.900(17):34-35.【4】李燕. 工业互联网平台发展的制约因素与推进策略J. 改革, 2019(10).【5】河南省十三五规划纲要