中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)綜合分析
一、工業(yè)因特網(wǎng)概述
1.工業(yè)因特網(wǎng)簡(jiǎn)介
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（也叫產(chǎn)業(yè)因特網(wǎng)，工業(yè)因特網(wǎng)）定義：工業(yè)因特網(wǎng)是因特網(wǎng)和新一代信息技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合而形成的產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài)，是工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施。它的實(shí)質(zhì)是在機(jī)器、原材料、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、產(chǎn)品以及人與人之間的網(wǎng)絡(luò)互連的基礎(chǔ)上，通過對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)全面深度感知、實(shí)時(shí)交換、快速計(jì)算處理和高級(jí)模型分析，實(shí)現(xiàn)智能控制、操作優(yōu)化和生產(chǎn)組織方式的變化。
相互影響是相互影響的，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品運(yùn)輸直至產(chǎn)品進(jìn)入終端消費(fèi)者，每個(gè)環(huán)節(jié)都存在著信息的交互作用；
它是一種將工業(yè)生產(chǎn)過程中需要、設(shè)備、物流、消費(fèi)等信息通過大數(shù)據(jù)聯(lián)系起來的聯(lián)系方式，形成一個(gè)閉環(huán)的新興業(yè)態(tài)。
產(chǎn)業(yè)因特網(wǎng)對(duì)制造業(yè)的作用：
產(chǎn)業(yè)因特網(wǎng)對(duì)制造業(yè)的推動(dòng)作用如下：
智能生產(chǎn)：從單機(jī)到生產(chǎn)生產(chǎn)線、車間乃至整個(gè)工廠，實(shí)現(xiàn)智能決策和動(dòng)態(tài)優(yōu)化。
個(gè)人化定制：根據(jù)因特網(wǎng)獲取單個(gè)用戶個(gè)性化需求，通過靈活柔性的組織設(shè)計(jì)、制造資源和生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)低成本、大規(guī)模定制。
網(wǎng)絡(luò)協(xié)同：形成“眾包眾創(chuàng)、協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造”的新模式，有利于降低產(chǎn)品開發(fā)和制造成本，縮短產(chǎn)品上市周期。
服務(wù)轉(zhuǎn)型：通過對(duì)產(chǎn)品運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提供一系列服務(wù)，如遠(yuǎn)程維修、故障預(yù)測(cè)、性能優(yōu)化等，并進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)化轉(zhuǎn)型。
工業(yè)網(wǎng)的意義：
以資產(chǎn)為核心的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，建立了一個(gè)從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)较M(fèi)的產(chǎn)業(yè)云平臺(tái)，通過數(shù)據(jù)流的傳遞，提高制造過程的附加價(jià)值，平滑制造過程中的附加價(jià)值，實(shí)現(xiàn)設(shè)備-產(chǎn)品-消費(fèi)者的閉環(huán)數(shù)據(jù)流系統(tǒng)。
產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)使制造業(yè)呈現(xiàn)出微笑曲線：
在價(jià)值創(chuàng)造的視角下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠提高工業(yè)效率。GE預(yù)計(jì)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將對(duì)全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生46%(大約32.3萬億美元)的影響。就國(guó)內(nèi)而言，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)制造業(yè)的影響很大，占 GDP近30%,15-17年國(guó)內(nèi)工業(yè)增加值仍在20萬億以上。假如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的普及，將帶來1%的產(chǎn)業(yè)效率提升，那么就會(huì)產(chǎn)生2,000萬以上的產(chǎn)值增量，其市場(chǎng)效益十分顯著。
2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)政策環(huán)境分析
(1)產(chǎn)業(yè)高度提升到國(guó)家戰(zhàn)略層面，明確頂層設(shè)計(jì)
有力的政策支持和持續(xù)的紅利釋放。產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計(jì)，政策持續(xù)加碼支撐。2017年國(guó)務(wù)院審議通過了《關(guān)于深化互聯(lián)網(wǎng)+經(jīng)濟(jì)制造業(yè)，發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》(以下簡(jiǎn)稱《意見》)，大力扶持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)。
該報(bào)告提出了未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三個(gè)階段的發(fā)展目標(biāo)：
2025年前，全國(guó)各地、各行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施基本建成，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析系統(tǒng)正在完善和大規(guī)模推廣，基本形成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)體系；
至2035年，建成國(guó)際領(lǐng)先的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和平臺(tái)，全面深入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，形成優(yōu)勢(shì)行業(yè)創(chuàng)新引領(lǐng)能力，重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國(guó)際領(lǐng)先；
截至本世紀(jì)中葉，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新發(fā)展能力、科技產(chǎn)業(yè)體系、融合應(yīng)用等均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，綜合實(shí)力位居世界前列。
(2)工業(yè)基礎(chǔ)好，地方政府執(zhí)行力強(qiáng)
當(dāng)?shù)卣e極支持，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)逐步落地。江蘇、浙江、山東、廣東、重慶、四川等省的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目正在積極推進(jìn)，正在積極推進(jìn)項(xiàng)目落地。
二、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
1.發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心動(dòng)力
為什么現(xiàn)在是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的風(fēng)口？
一方面，中國(guó)制造業(yè)面臨外部競(jìng)爭(zhēng)加劇、內(nèi)部產(chǎn)能過剩的局面，隨著人力成本上升，加速了制造業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性調(diào)整的步伐；
另外，從底層的感知層，到網(wǎng)絡(luò)處理層，再到終端應(yīng)用層，相應(yīng)的技術(shù)體系逐步完善，部署成本逐漸降低，工業(yè)企業(yè)迎來了“上云”的良機(jī)。所以，現(xiàn)在是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)布局的好時(shí)機(jī)。
(1)人力成本的上升推動(dòng)制造業(yè)智能化
制造行業(yè)的平均工資一直在上升。在2012年，制造業(yè)從業(yè)人員的平均工資為41650元/年，而2017年則攀升至59740元/年，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)7.38%。
(2)新技術(shù)日趨成熟，推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑Ｊ?/span>
1)因特網(wǎng)的演變
一九六九年互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)首先在美國(guó)國(guó)防部使用，直到1990年代中期國(guó)內(nèi)才被引入。當(dāng)前，因特網(wǎng)已由桌面互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)，下一代互聯(lián)網(wǎng)不斷滲透到實(shí)體行業(yè)，推動(dòng)著產(chǎn)業(yè)的演化和發(fā)展。
2)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型過程
作為互聯(lián)網(wǎng)與產(chǎn)業(yè)深度融合的產(chǎn)物，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已由傳統(tǒng)的工業(yè)1.0向工業(yè)智能化發(fā)展。
3)技術(shù)成熟，可以大規(guī)模部署
產(chǎn)業(yè)因特網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)日趨成熟。
知覺層面上，傳感器技術(shù)、 RFID射頻識(shí)別技術(shù)和 QR碼技術(shù)都已在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用；
網(wǎng)絡(luò)化、5 G通信技術(shù)的快速推進(jìn)和領(lǐng)先本土化降低了國(guó)內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)部署成本；
在應(yīng)用層面上，大數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析、云部署等應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化水平。
2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
產(chǎn)業(yè)因特網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三大要素。
網(wǎng)絡(luò)化是基礎(chǔ)，即通過物聯(lián)網(wǎng)、因特網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)全系統(tǒng)的互聯(lián)互通，促進(jìn)工業(yè) 數(shù)據(jù)的充分流動(dòng)和無縫集成，通過工業(yè)數(shù)據(jù)的全周期感知、采集和集成應(yīng)用，形成基于數(shù)據(jù)的系統(tǒng)智能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器彈性生產(chǎn)、運(yùn)行管理優(yōu)化、生產(chǎn)協(xié)同組織與商業(yè)模式創(chuàng)新、工業(yè)智能化、生產(chǎn)協(xié)同、商業(yè)模式創(chuàng)新、工業(yè)智能化、生產(chǎn)協(xié)同、商業(yè)模式創(chuàng)新、工業(yè)智能化、生產(chǎn)協(xié)同、商業(yè)模式創(chuàng)新、工業(yè)智能化是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。
安全性是保障，即通過構(gòu)建覆蓋整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的安全保護(hù)體系，保證工業(yè)智能化的實(shí)現(xiàn)。
(1)工業(yè)因特網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)
網(wǎng)絡(luò)化是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，它能夠?qū)崿F(xiàn)人、物、機(jī)、車間、企業(yè)以及設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈的全要素互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)各單元之間、生產(chǎn)系統(tǒng)與商業(yè)系統(tǒng)各主體之間的無縫傳遞。
工業(yè)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)裝置又分為三大系統(tǒng)：
聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的作用是連接各個(gè)生產(chǎn)要素，包括工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和工廠外部網(wǎng)絡(luò)。廠內(nèi)網(wǎng)包括工業(yè)生產(chǎn)和控制網(wǎng)絡(luò) IT網(wǎng)絡(luò)和 OT (工業(yè)生產(chǎn)控制)，聯(lián)接主體包括在制品、智能機(jī)、工業(yè)控制系統(tǒng)、人等。廠外網(wǎng)連接企業(yè)上下游、企業(yè)和智能產(chǎn)品、企業(yè)和用戶等；
地址和身份分析系統(tǒng)。識(shí)別分析系統(tǒng)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要神經(jīng)系統(tǒng)，是對(duì)產(chǎn)品、信息、機(jī)器進(jìn)行識(shí)別與管理的關(guān)鍵基礎(chǔ)資源。身份系統(tǒng)是物品、數(shù)據(jù)和機(jī)器的“身份證”，屬于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施；
軟件支撐系統(tǒng)包括三個(gè)層次：一是實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、系統(tǒng)與設(shè)備間數(shù)據(jù)集成的應(yīng)用技術(shù)；二是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)；三是服務(wù)封裝與集成。
(2)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)平臺(tái)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是平臺(tái)。產(chǎn)業(yè)因特網(wǎng)平臺(tái)是面向制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的需求，構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務(wù)體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業(yè)云平臺(tái)。
產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是以傳統(tǒng)的工業(yè)云平臺(tái)為基礎(chǔ)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、高效、精確的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為數(shù)據(jù)匯集、模型分析、應(yīng)用開發(fā)、資源調(diào)度、監(jiān)控管理等提供支持，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)智能決策、業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新、資源配置優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育。
在工業(yè)因特網(wǎng)場(chǎng)景下的應(yīng)用支撐系統(tǒng)方案應(yīng)包括四個(gè)主要環(huán)節(jié)：
一個(gè)是工廠云平臺(tái)。通過標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)集成，對(duì)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和操作優(yōu)化，在大型企業(yè)內(nèi)部建立私有云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工廠 IT系統(tǒng)的集中構(gòu)建。也可采用混合云模式，將部分?jǐn)?shù)據(jù)能力和信息系統(tǒng)移植到公共云平臺(tái)上，便于實(shí)現(xiàn)基于因特網(wǎng)的信息共享和服務(wù)協(xié)作。
第二，公共產(chǎn)業(yè)云服務(wù)平臺(tái)。為中小型工業(yè)企業(yè)提供設(shè)計(jì)協(xié)同、供應(yīng)鏈協(xié)同、制造協(xié)同、服務(wù)協(xié)同等新型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式，并提供 Saas服務(wù)。
第三，專門面向行業(yè)或大型企業(yè)的工業(yè)云服務(wù)平臺(tái)。提供基于工業(yè)數(shù)據(jù)分析的專門云計(jì)算服務(wù)，用于大型企業(yè)或特定行業(yè)。
第四，工廠內(nèi)各種生產(chǎn)設(shè)備、控制系統(tǒng)和 IT系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)集成協(xié)議，以及生產(chǎn)設(shè)備、 IT系統(tǒng)與工廠外云平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)集成協(xié)議。
(3)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的安全
在設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、控制、應(yīng)用、數(shù)據(jù)等方面，安全是工業(yè)因特網(wǎng)的保障，通過識(shí)別和抵抗安全威脅，化解各種安全風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全的要求主要有工業(yè)和網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)方面：
行業(yè)方面：注重生產(chǎn)可靠性、設(shè)備安全與控制安全，即在保證控制協(xié)議穩(wěn)定的前提下，保證設(shè)備安全運(yùn)行。
因特網(wǎng)方面：著重于 APP應(yīng)用的安全性、網(wǎng)絡(luò)的安全性、數(shù)據(jù)的安全以及產(chǎn)品的服務(wù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系框架主要包括：設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、控制安全、應(yīng)用安全和數(shù)據(jù)安全。
3.工業(yè)因特網(wǎng)的應(yīng)用方案
一級(jí)：預(yù)測(cè)性維護(hù)應(yīng)用
預(yù)見性維修應(yīng)用主要是提高設(shè)備維修效率，減少突發(fā)事件發(fā)生。這一層次上，預(yù)測(cè)性維護(hù)的原型產(chǎn)品也開始發(fā)展，并逐漸獲得了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三項(xiàng)基本功能：
改進(jìn)維護(hù)與效率；
改善能源利用率；
第一級(jí)優(yōu)化運(yùn)作，許多中國(guó)知名裝備制造企業(yè)也在沿著 GE曾經(jīng)走過的道路，向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)軍，如三一重工、徐工、中聯(lián)重工等。
二級(jí)：物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)服務(wù)平臺(tái)
行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)需要整合行業(yè)資源，提供系列化的配套化服務(wù)。
三級(jí)：工業(yè)應(yīng)用操作系統(tǒng)
產(chǎn)業(yè)應(yīng)用操作系統(tǒng)，簡(jiǎn)單地說就是“工業(yè)安卓”，它可以通過操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的多樣化控制，從而形成一個(gè)龐大的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。
第4層次：工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)
產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)通過對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)生態(tài)的解構(gòu)，使用強(qiáng)大的算法對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，形成新的生產(chǎn)方式。
4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)空間
市場(chǎng)預(yù)期在2020年達(dá)到萬億級(jí)。根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，2017年我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)直接產(chǎn)業(yè)規(guī)模為5700億元，預(yù)計(jì)2017-2019年的復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)18%，到2020年將達(dá)到10000億元。
按照計(jì)劃，2020年我國(guó)將支持建設(shè)10個(gè)左右跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的平臺(tái)，建成一批支撐企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的企業(yè)級(jí)平臺(tái)，促進(jìn)30萬家工業(yè)企業(yè)應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。
總結(jié)
當(dāng)今世界制造業(yè)在經(jīng)歷了蒸汽時(shí)代、電氣時(shí)代、計(jì)算機(jī)控制時(shí)代三個(gè)歷史階段后，正在向網(wǎng)絡(luò)化、智能化時(shí)代邁進(jìn)。
產(chǎn)業(yè)因特網(wǎng)為我國(guó)制造業(yè)提供不可缺少的網(wǎng)絡(luò)連接，提供工業(yè)大數(shù)據(jù)的采集、傳輸、計(jì)算和分析，提供新模式、新業(yè)態(tài)發(fā)展所必需的信息服務(wù)，將有力地推動(dòng)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)方式由粗放低效向綠色精益化、生產(chǎn)組織由分散無序走向協(xié)同、產(chǎn)業(yè)生態(tài)由低端初級(jí)走向高端。
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