工业互联网现状态势与应用前景.docx

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1、工业互联网现状态势与应用前景 工业互联网平台的整体态势 全球工业互联网平台保持活跃创新态势 全球工业互联网平台市场持续呈现高速增长。依据探讨机构MarketsandMarkets 统计数据显示，2022 年全球工业互联网平台市场规模为 25.7 亿美元，2022 年初步估算达到 32.7 亿美元，预料2023 年将增长至138.2 亿美元，预期年均复合增长率达 33.4%。美国、欧洲和亚太是当前工业互联网平台发展的焦点地区。随着GE、微软、亚马逊、PTC、罗克韦尔、思科、艾默生、霍尼韦尔等诸多巨头企业主动布局工业互联网平台，以及各类初创企业持续带动前沿平台技术创新，美国当前平台发展具有显著的集

2、团优势，并预料在一段时间内保持其市场主导地位。而紧随其后的是西门子、ABB、博世、施耐德、SAP 等欧洲工业巨头，立足自身领先制造业基础优势，持续加大工业互联网平台的投入力度，欧洲平台领域进展快速，成为美国之外主要的竞争力气。中国大陆、印度等新兴经济体的工业化需求持续促进亚太地区工业互联网平台发展，亚洲市场增速最快且将来有望成为最大市场。尤其值得一提的是，以日立、东芝、三菱、NEC、发那科等为代表的日本企业也始终低调务实地开展平台研发与应用探究并取得显著成效，日本也成为近期工业互联网平台发展的又一亮点。 我国工业互联网平台呈现蓬勃发展良好局面 我国平台发展取得显著进展，平台应用水平得到明显提升

3、，多层次系统化平台体系初步形成。一是涌现出更多新的知名工业互联网平台。全国各类型平台数量总计已有数一百零一家之多，具有肯定区域、行业影响力的平台数量也超过了 50 多家。既有航天云网、海尔、宝信、石化盈科等传统工业技术解决方案企业面对转型发展需求构建平台；也有树根互联、徐工、TCL、中联重科、富士康等大型制造企业孵化独立运营公司专注平台运营；还有优也、昆仑数据、黑湖科技等各类创新企业依托自身特色打造平台。二是形成一批创新解决方案和应用模式。如在研发设计方面，涌现出数码大方设计与生产集成打通、索为研发设计与产品运维一体化以及安世亚太基于工业学问生态的先进设计等平台服务。在生产制造方面，形成了富士

4、康 ICT 治具智能维护、航天云网精密电器智能化生产等一批平台解决方案。在企业管理方面，用友、金蝶等平台供应云 ERP、云 MES、云 CRM 等服务。在应用模式创新方面，树根互联、天正、生意帮等企业探究出“平台+保险”、 “平台+金融”、“平台+订单”等新模式新业态。工业互联网平台整体仍处于发展初期 相比于传统的工业运营技术和信息化技术，工业互联网平台的困难程度更高，部署和运营难度更大，其建设过程中须要持续的技术、资金、人员投入，商业应用和产业推广中也面临着基础薄弱、场景困难、成效缓慢等众多挑战，将是一项长期、艰难、困难的系统工程，当前尚处在发展初期。一是在技术领域，平台技术研发投入成本较高

5、，现有技术水平尚不足以满意全部工业应用需求；二是在商业领域，平台市场还没有出现肯定的领导者，大多数企业仍旧处于找寻市场机会的阶段；三是在产业领域，优势互补、协同合作的平台产业生态也还需持续构建。 总体而言，上述各方面所面临的挑战充分说明，当前工业互联网平台仍旧处于发展初期，还存在众多不确定性因素，预料还须要很长时间才能真正达到成熟发展阶段。 工业互联网平台的应用路径 平台应用场景逐步聚焦，国内外呈现不同发展特点 国内外制造企业数字化基础不同，在平台应用路径上各有特色。基于对国内外 366 个平台应用案例1的分析发觉，当前工业互联网平台应用主要集中于设备管理服务、生产过程管控与企业运营管理三大类

6、场景，占比分别达到 38%、28%和 18%。资源配置优化与产品研发设计获得初步应用，但总体仍有待培育，占比分别为 13%和 2%。1 包括 42 家国内平台企业的 180 个应用案例及 23 家国外平台企业的 186 个应用案例，来源包括企业供应的案例介绍及在线公开资料。 制造与工艺管理1% 产品研发设计2% 资源配置协同13% 企业运营管理18% 生产过程管控28% 设备管理服务38% 国外制造企业数字化水平相对较高，平台应用更加侧重于设备管理服务，占比接近 50%。如设备健康管理应用占比 39%，产品后服务占比 10%。同时，在现有生产管理系统基础上，依托工业互联网平台进行更加有效的生产

7、过程管控也是国外平台应用的重点，占比 24%。如生产监控分析占比 9%，能耗与排放管理占比 6%，质量管理占比 5%。此外，国外平台应用另一特点是数据的深度挖掘，依托大数据开展重点应用已较为普遍，重点应用如设备健康管理、产品远程运维已可达到预料水平，部分基于管理系统数据的商业智能决策已初步实现。 制造与工艺管理1% 产品研发设计2% 资源配置协同6% 企业运营管理18% 生产过程管控24% 设备管理服务49% 国外工业互联网平台应用分布统计 综合分析可以发觉，国内外工业互联网平台应用分布差异较大，其与数字化发展水平、工业基础实力和企业分布构成等多种因素有关，应用数据分析深度、工业机理困难度等程

8、度不同，导致平台应用成熟度和所处阶段也不尽相同。我国受限于数字化发展水平不一、中小企业较多、工业底层基础实力仍有差距等缘由，部分应用发展水平仍停留在可视化描述与监控诊断层面。将来，随着相关影响因素的成熟，各类平台应用也将呈现不同的演进路径和层次。 我国平台应用进展快速，大中小企业协同推动 1.平台应用全面开展，模式创新与跨界融合成为我国特色 相对于国外而言，我国平台应用分布更为均衡，各类应用均有所涉及。一方面，与国外类似，我国平台应用同样关注设备管理服务，在全部应用中占比 27%，体现了设备物联与数据价值挖掘的共性趋势，这在电力、石化、钢铁等流程制造业和高端装备领域的应用最为普遍。另一方面，与

9、国外不同的是，我国平台应用更加关注生产过程管控、资源配置优化等场景，占比分别达到32%和 21%。其主要缘由一方面是我国制造企业生产管理系统需求旺盛但普及率低，因而形成了一批供应云化生产管理应用的平台企业，开展了大量应用实践；另一方面是我国有大量中小型制造企业，这些企业通过运用工业互联网平台，将自身的实力融入社会化生产体系，借助制造实力交易获得订单和潜在市场机会， 并通过创新性金融服务解决贷款难等问题。 制造与工艺管理1% 产品研发设计2% 资源配置协同21% 企业运营管理17% 生产过程管控32% 设备管理服务27% 我国工业互联网平台应用分布统计 2.我国大中小企业基于平台并行推动创新应用

10、与实力普及 在工业互联网平台发展的过程中，企业逐步成为应用主体。我国具备浩大的市场基础和海量的应用场景，大中小企业均参加到平台应用，并形成了不同的发展特色： 大企业围绕“强化数据、创新模式”重点聚焦高价值应用。我国大企业具备较好的信息化基础，借助平台提升数字化分析决策实力，布局两大类高价值应用：一是对特定场景进行深度的数据分析挖掘，优化设备或设计、生产、经营等详细环节，在现有基础上借助平台增加实力。例如，为有效避开设备故障造成的巨大损失，西安陕鼓动力与北京工业大数据创新中心合作，基于平台对远程机组状态进行数据分析，为设备健康运行与修理保养供应有效指导，实现正常检修工期缩短 33.3%以上，平均

11、节约设备管理内耗成本 42%。又如航天电器利用 INDICS 平台建立多种因素与质量关键 KPI 的关联关系模型，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%。二是对产业链条进行要素打通并叠加肯定程度的数据分析，提升上下游协同与资源整合实力，主动拓展创新型应用。大企业在全流程系统性优化应用中，借助平台实现现有各类系统的互联互通、数据分析与整体优化。虽然总体尚处在起步阶段，但我国个别领先企业已探究布局。如海尔基于 COSMOPlat 平台对用户需求、反馈与制造实力数据进行整合与分析，某新产品上市周期由 6 个月降低至 45 天，一年时间内产品实现 3 次迭代升级，价格提升

12、10%以上。 中小企业围绕“抓资源、补实力”诉求布局平台应用。我国中小企业以工业传统应用的普及为主，部分创新型应用更为聚焦。一方面，基于平台 SaaS 服务部署的经营管理类云化应用，以及基于广泛连接的简洁生产管理系统应用，构成了存量“补实力”的主体；另一方面，“抓资源”诉求使中小企业聚焦于金融服务等创新型应用。通过平台融入到社会化生产体系中以获得潜在的订单与贷款，成为当前中小企业平台应用的核心诉求，如依托生意帮的协同制造管理平台，62 家具有闲置产能的中小企业获得了总数为 473 万个车牌的生产订单，盘活了 153 台闲置设备，交付周期由 90 天缩短至 14 天。又如超过 13000 家中小

13、微企业接入至天正公司的 I-Martrix 平台，通过对生产设备数据与工业信用数据的交叉分析，使金融机构能够更精确评估中小企业的信用等级， 从而实现精准放贷。目前已为超过 1200 家中小微企业供应了近13 亿元的放贷额。通过平台获得经营与生产的信息化管理实力， 也是我国中小企业运用平台的重要目的。针对数字化实力补课需求，中小企业通过平台低成本云化部署 MES、ERP 等系统，成为中小企业上云的重要场景。如南康家具加工中小企业通过租用江西工业云平台的云化 SaaS 服务，提升企业经营管理与产业协作水平，平均每家企业可节约 10 万元/年的成本。又如，东莞爱电电子通过部署盘古信息的智能管理系统，

14、实现了物料、工单信息的可视化与生产异样的实时报警，错料事故由每月 4 次降为 0，工单完工清尾时间较少 45 分钟。 平台应用发展层次与价值机理逐步清楚 1.由单点信息化走向跨域智能化，应用呈现三大发展层次 基于对国内外工业互联网平台应用的分析，可以发觉，平台 推动了企业信息化实力提升、数据分析水平增加和资源敏捷调配， 带动从信息化到智能化的多层次应用发展，主要解决三方面问题： 一是推动信息化大规模部署，解决效率提升和成本降低的问题， 信息系统和工业软件迁移至平台，依托平台实现客户关系管理、财务人力管理等应用，带动信息化成本降低和大规模部署；二是 推动工业数据深度分析挖掘，解决产品和服务价值提

15、升的问题， 基于平台的大数据汇聚和分析实力，实现设备、生产、管理等场 景的深层次优化和服务增值；三是推动业务商业模式的创新，解 决跨领域资源敏捷调配和协同协作问题，通过平台进行产业链、供应链、价值链各环节的实时连接和资源共享，以实现不同主体 间的高效协作和供需精准对接。因此，工业互联网平台应用实现 了从信息化到网络化、智能化的全覆盖，以信息化为基础，呈现 出三大发展层次： 层次一：基于平台的信息化应用 得益于平台的“连接+数据可视化”实力，传统的生产管理类信息化应用得到更为广泛的普及。其中，在生产监控分析领域应用最为广泛，在物料管理、排产调度等方面也有初步探究。PTC、微软、思科、罗克韦尔、树

16、根互联、宝信、阿里云等企业的平台均推出了面对生产过程可视化应用。这类应用主要供应数据汇聚和描述基础，帮助管理者直观了解工厂运行状态，其更高价值的实现依靠于在此基础之上的更深层次数据挖掘分析。 基于平台的“软件上云+简洁数据分析”在客户关系管理、供应链管理和部分企业安排资源管理领域获得应用，有效降低中小企业软件运用成本。如 SAP、Oracle、Salesforce、微软、用友浪潮、金蝶等企业供应大量管理软件 SaaS 服务。如 Salesforce 所供应的云化 CRM 软件服务已聚集超过 15 万客户，同时除通用软件工具之外，还供应基于社交网络的客户关系与需求分析，为中小企业供应销售渠道服务

17、。用友供应选购、供应链、物流、财务、人力资源等工业云服务，服务工业企业客户 44 万家。 层次二：基于平台大数据实力的深度优化 基于平台的大数据实力，以“模型+深度数据分析”模式在设备运维、产品后服务、能耗管理、质量管控、工艺调优等场景获得大量应用，并取得较为显著的经济效益。GE、西门子、ABB、富士康、树根互联、东方国信、日立、C3IoT 等企业已经推出了上一百零一个上述类型的应用服务，如 Uptake 帮助美国最大核电站PALO Verde，通过提高资产性能，实现每年 1010 万的成本节约，成本降低 20%。又如青岛纺织机械厂依托海尔 COSMOPlat 平台通过数据采集及分析实现设备远

18、程运维，每年可节约 96 万元，宕机时长从每次的三天缩短为一天，可降低干脆损失 64 万/次。 层次三：基于平台协同实力的资源调配和模式创新 借助平台整合产业链资源，探究制造实力交易、供应链协同等应用，成为部分企业的实践选择。如智能云科依托 iSESOL 平台开放共享自身生产力，提高闲置设备的利用率，目前已对 24000台机床供应超过 533 万小时的交易共享服务。再如中船集团利用船海智云平台对船舶制造企业、船用设备制造企业等开展纳期监控等应用，提升供应链协同水平。基于平台进行深层次的全流程系统性优化尚处在局部的探究阶段。无论是产业链、价值链的一体化优化、产品全生命周期的一体化优化、还是生产与

19、管理的系统性优化，都须要建立在全流程的高度数字化、网络化和模型化基础上，仅有个别龙头企业具备相关基础并开展了简洁实践。 2.数据分析深度与工业机理困难度确定平台应用优化价值和发展热度 依据上节数据统计分析，可以发觉，工业互联网平台在三大发展层次中的各类工业场景应用热度不尽相同，这是由于不同层次平台应用的开发困难性不同，优化成效与收益回报也不同，其商业成熟度与受追捧热度存在较大差别。平台应用能否获得良好的优化价值和效果，从而在市场中获得客户，实现自身商业价值， 主要由两方面因素确定： 一是平台应用的收益，数据分析深度是应用价值提升和贡献的主要衡量指标。数据是平台核心资产，也是平台价值创建的来源。

20、数据分析、挖掘和利用的深度在很大程度上确定了平台的应用价值凹凸。结合深度数据分析的设备健康管理、产品后服务、能耗与排放管理、质量管理等应用为工业企业创建了大量干脆优化价值，带来了设备运维成本降低、能源消耗降低、产品质量提升、服务价值提升等收益，因此，从图 1 可反映出，资产管理服务和生产过程管控占比共达到 60%-73%，在工业场景中热度高居不下。 二是平台应用的开发与运用成本，工业机理困难度是影响这一因素的核心。越是与工业机理深度融合的平台应用，其在应用开发的过程中，具有较高的行业壁垒，须要深度融入特定领域的工业学问和机理模型，以及结合应用场景进行大量定制化二次开发，这都导致应用的交付成本昂

21、扬，优化成效也难以保证，因此可以从图 1 看到，具有高机理困难度的应用开展不足，数字化设计仿真、数字化工艺与制造协助仅占总应用案例的 3%。 垂直行业平台应用走向纵深 1.高端装备行业重点围绕产品全生命周期开展平台应用 高端装备行业具有产品困难、价值高、生命周期长以及生产与管理困难等特点。当前平台应用以全链条打通的协同设计、基于模型开展深度数据分析的设备健康管理等创新应用为主，兼具数字化分析的工艺调优及软件上云叠加简洁数据分析的供应链管理等传统应用。主要表现在以下四个方面： 在研发设计环节，重点关注困难产品多专业协同设计与仿真验证。例如，为提升研发效率，波音基于达索 3DEXPERIENCE

22、平台实现了多专业协同设计，提升数字化协同实力，降低 40-60% 成本。再如，中国航天科工集团第四探讨院基于索为 SYSWARE 平台实现商用航天的固体火箭发动机总体论证，通过 13 个设计流程、30 个专业算法、7 个工具软件开展仿真，设计人员工作效率提升 14 倍。 在生产制造环节，重点关注关键生产工艺优化。例如，德马吉森精机基于 CELOS 系统将工件生产的整个工艺流程在计算机上进行 1:1 仿真，依据仿真验证结果优化加工工艺，从而确保加工安排完整正确，有效避开碰撞并最大限度缩短装卡时间。 在经营管理环节，重点关注供应链深度协同与优化。例如， 空客集团依托富士通 Colmina 平台整合

23、众多上游供货厂商，通过平台的自动标识与数据分析服务，实现飞机制造零部件的高效管理与精准选购，削减供应链成本 20%。 在设备运维环节，重点关注高价值设备的预料性维护。例如， 树根互联联合广州柴油机厂股份有限公司，基于人工智能、边缘计算、预料性维护为中低速船用柴油发动机供应智能服务平台， 为列装的万吨级船舶用户供应设备连续性保障，形成产业链上下游联动，帮助广柴降低 30%的设备管理成本，缩短 20%运行管理反应时间，提升柴油机连续性运行实力。泰隆减速机公司基于徐工信息汉云平台对机床联网采集数据，结合机床机理模型，通过大数据分析技术对机床进行实时监测与预料性维护，设备利用率提高了 7.65%，设备

24、运维成本降低 20%。中联重科通过中科云谷平台建立基于机理和机器学习的模型，对主油泵等核心关键部件进行健康评估与寿命预料，实现关键件的预料性维护，从而降低安排外停机概率和平安风险，提高设备可用性和经济效益。 2.流程行业以资产、生产、价值链的困难与系统性优化为应用重点 此类流程行业具有原材料与产品价格波动频繁、资产价值高、排放耗能高、生产平安风险大等特点，由于其连续生产要求，行 业普遍具有较高的自动化与信息化基础。现阶段平台应用多为全 流程系统性优化的全价值链一体化、运用新技术的资产管理等创 新型应用，部分为基于模型开展深度数据分析的生产管理优化、能耗及平安管理等传统应用。详细包括四个方面：

25、一是开展高价值设备的资产管理优化。例如，中化能源科技依托中化工业互联网平台，运用工业大数据及人工智能等技术， 对泵机群、压缩机、蒸汽轮机等装备进行健康管理，实现了设备故障的诊断、预料性报警及分析，设备维护成本每年削减 15%。 二是生产环节通过对原料配比与限制参数的优化，提升生产效率。例如，中国石化依托平台对近 4600 个批次的石脑油原料进行分析建模，形成 13 个典型操作类型，组成了操作样本库。通过该方法计算优化工艺操作参数，使汽油收率提高 0.22%、辛烷值提高 0.9，实现生产工艺优化。再如，华能重庆珞璜电厂基于华能AIdustry 工业互联网平台，构建18 个设备的热力学模型， 通过

26、历史数据基于模型计算出平均工况下最优发电技术煤耗比平均发电煤耗降低了 2.2 克/千瓦时，可节约 7480 吨标煤，全年节约 5101 万元左右。 三是提升能耗、排放与平安管理水平。例如，为降低成本，酒钢集团基于东方国信 Cloudiip 平台通过大数据分析计算出不同设备和系统的能源数据实现能耗管理，单座高炉每年降低成本2400 万元、单座高炉每年削减碳排放 20000 吨，冶炼效率提升10%。再如，为增加平安保障，九江石化基于石化盈科 ProMACE 平台，将监测到的数据进行识别和分析，实现 HSE 系统对 3.85 万个 HSE 视察卡、35 处废水等监测点开展平安管理，环境信息可通过“环

27、保地图”实时可视化；在作业许可票证签发环节，通过身份识别和物联网等技术可实现作业票管理“定时、定位、定票、定人”，提升了平安管理水平。 四是基于平台的产业链、价值链一体化协同。例如，为加强产品竞争力，推动向“基地间生产合同分工制造”的转变，宝武集团基于宝信工业互联网平台将多属地云平台集成为一个整体的分布式平台系统，并叠加生产与经营管理数据的分析，促进多基地生产、销售等层面的协同与整合，实现整体产销实力的提升。 3.家电、汽车等行业侧重于规模化定制、质量管理与产品后服务应用 此类行业具有产品同质化严峻、市场竞争激烈特点，在工业互联网平台的应用中，创新型应用重点关注全流程系统性优化的大规模定制、基

28、于产品大数据分析挖掘的产品后服务等场景，传统应用升级以大数据分析优化的质量管理为代表。主要聚焦于以下三个方面： 一是开展大规模定制，通过产品差异化提升利润水平。 例如，康派斯房车基于海尔 COSMOPlat 平台开展大规模定制， 用户参加到定制需求提交、设计解决方案交互、众创设计、预约下单等产品全生命周期，综合选购成本下降 7.3%，生产周期从35 天缩短到 20 天，产品溢价达 63%。 二是拓展产品后服务市场，提升产品附加值。例如，树根互联帮助 200 多家离散装备制造企业打造资产管理、备件管理、保险服务、融资租赁、基于设备的软件增值等服务实力，为离散装备制造业产业集群每年提升超过一百零一

29、亿的收益。北汽福田汽车通过车联网建立基于客户“车生活”的生态系统，开展车队管理、汽车金融服务、数据服务、车货匹配及影音消遣等增值服务，提高市场竞争力和占有率。再如，一汽集团基于平台依托车联网开展车载消遣、道路救援、才智停车、车险服务等增值业务，现已有 200 万入网车辆得到服务。 三是提升质量管理水平，降低不良品率。例如美的基于M.IoT 平台通过对系统中品质数据进行大数据自学习优化，品质一次合格率从94.1%提升到96.3%。 4.制药、食品等行业的平台应用以产品溯源与经营管理优化为重点 此类行业具有产品平安要求高、市场销售压力大、资金周转与库存管理难度大等特点。平台应用以软件上云叠加数据分

30、析的库存管理、销售与财务管理等应用为主，部分为产品溯源等特色创新型应用。当前主要聚焦在以下两方面： 一是产品溯源，保证食品药品平安。例如茅台酒厂基于浪潮平台通过由浪潮质量链发码系统实时供应的酒瓶二维码，可追溯每瓶酒的生产、原料等数据，并且通过 APP 将扫描的销售时间、地点等信息更新到平台，以保证酒的品质。 二是提升库存、销售与财务管理水平。例如，今麦郎基于金蝶财务管理平台规范业务流程，制定各类销售政策，实现集团对子公司业务管控，业务流程匹配度由 40%提升到 95%，销售政策执行有效性由 90%提升到 101%，财务结账速度由 10 天缩减为 5 天，库存呆滞发生可能性由 101%降低到 5

31、%，提升运营效率。 5.电子信息制造业重点关注质量管理与生产效率提升 该行业具有产品种类多、升级换代周期短、生产质量要求较高等特点。当前平台应用以软件上云叠加数据分析的库存管理等应用为主，同时开展了基于模型开展深度数据分析或运用新技术的质量管理等应用。当前聚焦以下两方面： 一是基于平台的大数据分析实力，提升产品质量。例如富士康基于电子元器件表面贴装制造平台开展车间设备实时可视化、设计与制造协同、大数据智能决策，从而实现人均产出提升 20%， 产品良率提升 30%。再如，华星光电依托 TCL 格创的 Getech 东智平台通过海量图像样本库和基础算法库，基于 AI 开展视觉检测和缺陷判定，目前的

32、缺陷识别速度达到 50 毫秒，缺陷分类识别精确率为 90%，为华星光电每年增收约 1010 万元。为加强质量管理，华为打通供应商、研发、制造、市场返还等产业链全流程关键质量数据，构建全球测试大数据质量预警体系，实现供应商来料质量预警、制造过程质量预警及网上返还质量预警，驱动质量管控从事后拦截向事前预料、预防方向转变，批量问题起数降低 9%，开局坏件数改进 15%，早期返还率改进 24%。 二是生产效率提升与库存优化，提升企业运营效率。例如顺络迅达电子公司基于航天云网 INDICS 平台通过大数据分析，实现产品从设计研发、选购、生产、质量、销售、物流等全业务流程的监控和运行调度，使其生产经营效率提高 30%，年度生产成本降低 200 万元。再如新华三基于紫光云引擎平台将印刷机、贴片机、AOI 等设备接入，采集设备运行数据和工艺数据，实现企业全过程数据融通，新华三生产库存周转率在过去三年提高 50% 以上，运营效率得到提升。 第18页 共18页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页第 18 页 共 18 页