2021年工业互联网平台创新应用.docx
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1、2021工业互联网平台创新领航应用案例分析报告I目录!CONTENTS-、工业互联网平台加速赋能产业数字化转型1(一)打破时空限制促进企业从物理空间聚集到虚拟平台汇聚2(二)延伸产业链条,促进行业从纵向发展转向跨界合作2(三)重构价值模式促进产业从封诩竞争走向生态构建2二、工业企业应用需求不断增长3(一)提质:研发设计仍是应用落地的薄弱环节5(二)减损:生产制造环节的应用集中需求迫切6(三)增效:优化资源配首是企业普遍需求6(四)创新:以协同互联应对加速变革的内外环境7三、建平台+用平台合力拓展平台价值空间8(一)平台区域集中度较高,从东南沿海辐射全国市场11(二)大企业构建产业生态,区域集群
2、释放应用活力11(三)数据深度应用还在探索,合作模式还不成熟12四、平台体系推动应用创新不断涌现13(一)关键技术融合应用的场景不断拓宽15(二)行业应用不断向细分领域下沉20()跨行业跨领域应用碰撞出新火花26五、新模式新业态呈现裂变式生长趋势27(一)平台化设计:创新的全生命周期管理31(二)数字化管理:数据应用的深度挖掘33()智能化制造:核心环节的智能化进程39(四)网络化协同:社会化的资源优化配置42(五)个性化定制:满足灵活与柔性的需求45(六)服务化延伸:拥抱更广阔的互朕市场47六、加速工业互联网平台创新发展49(一)以政策为引导,完善平台发展顶层设计50(二)以标准为纽带加快促
3、进平台互联互通50(三)以需求为牵引促进平台应用加速落地51(四)以园区为抓手加速平台在整集区落地51(五)以合作为重点,加快培育平台生态体系52(六)以人才为核心,打造高端复合人才队伍52附录:2021工业互联网平台创新领航应用案例目录:53(一)平台化设计54(二)数字化管理61(三)智能化制造83(四)网络化协同111(五)个性化定制(六)服务化延伸一、工业互联网平台加速赋能产业数字化转型工业互联网平台将产业链各种要素之间以及产业上下游企业之间紧密结合,将单链条串行生产方式转变为多环节并行的协作方式,从业务流程为基础的单向价值链条向价值网络过渡。在发现新变化、认识新规律的过程中,我们发现
4、新模式、新业态不断涌现,正在产生强大连接力量,形成一股创新风潮,催生出多种多样的联合创新。(一)打破时空限制促进企业从物理空间聚集到虚拟平台汇聚随着工业互联网平台创新发展,数据不断发挥要素作用,帮助工业企业打破地理经济”的桎梏,促进区域之间交流互联。传统模式关注产业聚集效应,工业企业建厂选址过程中,地理位置重要性居第一位,选址与行业属性深刻绑定,中小企业更倾向于支撑服务完善、配套设施齐全的工业园区,创业企业更乐于在科研资源富集的大城市落户。工业互联网平台正在构建工业体系的虚拟数字映射,平台生态打破了现实空间的隔阂,通过远程协同、多地协同、云端协同,实现从地理位置聚集到线上载体聚集的转变。(二)
5、延伸产业链条,促进行业从纵向发展转向跨界合作数据流通正在促进工业行业林立的状态发生“化学反应”,原本清晰的组织界限逐渐模糊,使产业由原来的上下游、产供销的线性关系向立体、多维的网络化、方向发展。行业内企业从原本的竞争关系转向竞合关系,个人消费者成为参与产品设计和制造的参与者,产业网络逐渐成型,重新定义人与人、人与物、物与物之间的关系,带来产业发展逻辑、产业组织形态、产业发展形态的结构性、颠覆性变化。(三)重构价值模式,促进产业从封闭竞争走向生态构建在传统产业体系中,各行业有严格的界限和分工,通过树高技术壁垒来争夺竞争力,形成了烟囱式发展格局。数字经济背景下,信息和市场需求快速变化,对资源整合、
6、业务协同的要求更高,平台化发展已经成为共识,部分行业头部企业正在从集团发展向平台生态转型,不仅将深耕多年的工业经验面向行业推广,还跨界向其他行业实现模式输出,打造以工业互联网平台为核心的产业生态。二、工舱业应用需求不断滕工业企业在发展中面临内外压力逐渐增加,一方面,原材料价格不断上涨,消费者市场变化加快,不断挤压生产制造的利润;另一方面,随着我国从高速发展向高质量发展转变,政府对安全生产、绿色环保方面的政策不断收紧,绿色发展迫在眉睫。工业互联网平台正在从不同方向破解这些痛点问题,通过数据的技巧帮助企业化解内部困境和难题,通过互联的力量帮助企业抵御外部风险。在落地实践层面,各场景解决的痛点问题分
7、布不同,还需要企业找准切入点,对“症”下“药”,如图1。应用模式需求痛点平台化设计数字化管理智能化制造网络化协同个性化定制服务化延伸研发设计生产制造运营管理市场风险研发环节外包生产能力不足排产复杂度高资源利用率低品控能力弱各部门协调难管理层级多库存压力大产业链协同难需求多样/多变产品市场饱和融资难安全生产压力大节能减排压力大设备运维成本高研发设计协同水平低图1:工业互联网平台需求图谱数据来源:国家工业信息安全发展研究中心我国工业互联网平台应用为倒“微笑曲线”,生产制造环节应用数量显著多于研发和市场端应用数量。从实践来看,大部分企业以“务实为先,80%的调研企业对工业互联网的需求集中在生产和管理
8、,在这两个环节,企业更偏“稳”而不愿意冒险,有多个落地经验的标杆案例更受欢迎,企业需求主要是投入回报清晰、落地见效快的应用。成本和效率是企业最迫切的需求痛点,设备运维仍然是应用最多的场景,大多数企业认可数字化方法和平台化工具的作用,希望通过应用工业互联网平台实现降本、提质、增效。转型企业寻求提升协同效率,数据之间、部门之间、企业之间、产业链之间的协同问题成为平台应用的关键需求,在内部转型和外部变革的压力之下,传统模式已经开始出现种种不匹配、不适应,洞察先机的企业家正在探索基于工业互联网平台的高水平、高效率、高精度的协同方式,帮助自身迎战难题,成功转型。(一)提质:研发设计仍是应用落地的薄弱环节
9、面对我国制造业中低端水平发展现状,工业企业正在尝试解决研发设计环节的问题,弥补研发环节的缺失。尽管从设计、仿真软件方面,本土产品还没有显示出强劲的竞争力,但在基于工业互联网平台的协同创新方面,产生了积极的成效。在品质打造方面,平台化设计不仅能够解决研发设计环节的难题,还能够通过研发贯通到生产制造、运营管理和市场等全环节,是产品全生命周期管理的关键一环,同时也成为解决产业链协同难和满足多样化需求的重要场景。在品牌提升方面,我国庞大的消费互联数据也成为推动研发设计端的动力,文化自信正在从文艺领域逐步扩展到工业领域,在服装、家居、日用品等行业引发了“网红”潮牌风尚,动漫人物、影视形象、文创IP,为工
10、业产品品牌打造走出一条创新路径。(二)降本:生产和管理应用集中、需求迫切对于设备复杂度高、行业有一定门槛、市场相对稳定的工业企业,降低成本、减少损耗是最突出的需求。无论是生产制造还是运维管理,工业企业在降低设备运维成本方面均需求高涨,一方面,生产设备本身就是工业企业的重资产,设备健康寿命能够直接影响企业效益,同时,设备运维成本居高不下,设备故障维护、零配件更换,在工业企业中都是一笔巨大的支出;另一方面,设备故障的损失难以衡量,设备稳定运行是生产制造的前提,停机不仅直接影响交付周期,对一些高温、高压、高危险性设备来说,设备故障可能还会带来人员伤亡,以及对周围环境的次生灾害,在矿山、化工等行业,一
11、旦出现事故,对企业来说有可能是覆灭之害。数据显示,工业互联网平台在满足设备运维需求方面表现突出,云端协同、智能感知、智能预测等能够有效提升设备运维水平,应用成效显著。一是在智能化制造,预测性维护、设备健康管理为企业生产制造平稳运行保驾护航;二是在数字化管理,故障诊断能够有效降低二次维护率,减少过度维护;三是在服务化延伸,拥有智能化模块的设备是提供服务的基础,为后续增值服务提供了数据反馈的载体。(三)增效:优化资源配置是企业普遍需求对市场变化快、产能需要随时调整的企业来说,行业普遍面临的问题是上下游双重挤压,一方面,原材料价格波动大、透明度高,生产制造企业几乎没有要价权,另一方面,下游市场需求多
12、样化、多变化要求越来越高,哪怕在细分市场,仍然竞争激烈,留给工业企业的利润空间极为有限。在此情况下,工业企业普遍认为效率提升仍有较大空间,基于平台的智能算法和全流程管理能够实现效率提升,拓展优化空间。在生产环节,排产复杂度导致设备OEE水平不高,产能闲置,智能排产能够有效促进生产制造环节的效率提升。在管理环节,打通数据孤岛能够解决各部门协作难题,在平台规则下,保障企业高效、稳定05IU(gj司家工业信息安全发展研究中心运转。CIE国家工业信息安全发展研究中心106(四)创新:以协同互联应对加速变革的内外环境科斯定理规定了现代企业的边界,以企业为单元的生产组织成为工业时代最鲜明的特征。随着新一代
13、信息技术发展,企业的边界正在逐渐发生变化。一方面,在企业内部各部门之间加速联动,内部协同成本不断增加,促使企业向扁平化、柔性化组织变革,企业需要以更灵活的组织形式应对需求变化的市场。另一方面,逆全球化的影响正在让企业家重新审视过去精益化产业链关系,弹性、韧性成为跨企业关系的重要衡量标准,上下游的协同、同行业的协同甚至跨界协同的频率不断提升,企业希望通过联合的力量去抵御随时可能的冲击。平台经济为企业提供了一种轻资产、高灵活的协同方式,工业互联网平台建立虚拟数据和物理实体的联系,通过大数据、人工智能、数字李生、区块链等技术,用平台协同多方力量,帮助企业拉起生态圈,在供应链震荡的寒冬中抱团取暖;用技
14、术信任取代长期磨合,帮助企业建立基于技术的互通互认,完善信任机制,稳固信用体系;用数据开拓创新价值,帮助企业探索更多可能,推动跨界合作新模式,在产业利润压力下寻找盈利的其他可能性。三、“建平台+用平台合力拓展平台价值空间随着工业互联网平台应用落地走深向实,工业互联网平台的技术供给能力和需求应用水平正在不断走向均衡,建平台和用平台”的双轮驱动正在逐渐积累力量,形成合力,推动应用在全国各地、各行业、大中小企业范围不断扩大、深度不断延伸,如图2,扩展了数据价值空间,正在构建工业领域的平台经济。产品M场也和0新技术应用1002007CM就:W即InL1510152025云应两企奴性IKIIIllIl.
15、一一LL;图2:工业互联网平台应用落地图数据来源:国家工业信息安全发展研究中心W三盛整娴羽三5i三H爆H随着工业互联网创新发展战略的深入推进,工业互联网平台数量呈现出爆发式增长。作为数字经济的重要形态之一,工业互联网平台既有别于传统工业平台,也有别于传统信息化解决方案服务,从关键作用与赋能路径来看,工业互联网平台应具备以下基本特征。一是数字要素汇聚及赋能。作为数字经济的关键生产要素,数字要素是平合优化配置其他资源要素的基础和前提条件,通过连接+数据+算法”组合,支撑工业设备、产品、业务系统和要素的泛在连接,并以海量数据和算法为基础,支持各类资源优化配置和制造全流程优化。二是模块化个性化低成本的
16、在线产品服务。平台促进数字技术与传统工业知识经验融合,将后者封装为模块化的、可复用的能解决多样化需求的微服务,低成本支撑工业数字化的快速开发与部署。三是开放式双边市场功能。在供给侧,平台能够提供开放的工业APP开发工具和环境,汇聚一批活跃开发者。在需求侧,平台提供海量应用,支持与不同企业的物联设备、软硬件、系统的连接和信息互通,并提供与之适配的在线服务。四是提供跨系统业务协同服务。在泛在连接的基础上,平台支持异构数据之间的兼容、可信与互通,支持跨企业、跨层级、跨领域的业务协同,实现全供应链、创新链及价值链的优化及韧性配置。(一)区域集中度较高,从东南沿海辐射全国市场数据显示,几乎全国所有省市均
17、有工业互联网平台企业涌现,呈现出全局发展的良好态势。工业互联网平台区域分布形成了一条覆盖全国的长尾曲线,平台服务商的分布集中在数字经济发展领先的科技发展高地,北京、江苏、山东、上海、浙江和广东等6个省市占据了七成服务商数量,三成服务商分布在其余各地。北京、上海成为综合型工业互联网平台的发源地,正在辐射带动全国市场加速发展,北京市有67%的服务商实现了跨区域服务,央地联动表现突出;上海有47%服务商实现了跨区域服务,向长三角集群落地应用。东南沿海平台服务商正在积极布局全国市场,浙江近半数服务商,以及江苏、山东、广东有3成左右服务商实现了跨区域服务,形成了从东南向西北辐射的发展方向。中西部地区加速
18、从“用到建”发展,河北、河南等中部地区服务商数量有所增加,尤其在成渝地区,不仅有跨行业、跨企业平台服务,还涌现出一批专精特新的服务商。(二)大企业构建产业生态,区域集群释放应用活力经历几年沉淀工业互联网平台应用侧逐步发力。大中型企业引领应用创新,覆盖了6个方向的全部环节,一方面,作为产业链链主的集团企业,在集团内能够带动上下游数百子公司协同联动,已经从数据积累期进入数据爆发期,内部整合需求迫切;另一方面,部分企业在平台应用的过程中积累了自身数字化能力,能够基于平台进行二次开发,成功探索服务化转型的路径。小型企业则主要集中在灵活小巧的应用,场景集中在数字化管理、智能化制造和网络化协同。民营企业活
19、力逐步释放,主要集中在山东、浙江、江苏、河南四省,民营企业在跨界合作方面积极性更强,引领消费品与文创跨界融合的新方向,各类新产品成为本土价值输出的重要载体,带火了“国货国风潮流,成为当前年轻一代消费者的重要关注。家业息全展究心国工信安发研中平台应用落地呈现出区域经济特点。区域工业经济基础对工业互联网平台落地有着决定性作用,整体来看,工业经济发展水平较高的区域也同时是工业互联网平台落地应用成效突出的地区,区域主导行业的特色与平台发展有着显著的相关性O山东覆盖制造行业多、关注关键设备和产业链协同,应用企业覆盖了钢铁、建材、石化、轨道交通、家电、服装等行业,既有重工业的厚重,也有轻工业的灵巧,各类应
20、用打出“智造”的鲜明旗帜。浙江块状经济特色显著,涌现出跨界创新应用,应用企业涵盖纺织、缝纫、家电、汽配等消费品行业,“灵活与柔性的新模式广受关注,并跨界复制到大健康、智慧城市等领域。江苏聚焦制造和运营的关键场景,关注落地应用实效,应用企业聚焦数字化管理和智能化制造,相比于新模式的探索,企业更关注实效性和落地价值。北京总部经济特征显著,汇聚前沿创新应用。央企成为应用的主力军,通过数字学生、仿真验证、数据治理、数字货币、Al供应链等技术融合创新,推动数字化转型,完成生产方式转换和组织管理变革。(三)数据深度应用还在探索,合作模式还不成熟尽管物同共享一直都是工业互联网平台的关键词,从目前的发展来看,
21、工业企业和平台服务商的合作仍呈现一种初期交往的青涩,体现在数据集成多、深度应用少,通用场景多、业务深耕少,短期合作多、联合运营少等方面。服务商应用规模不断扩展,数据深度应用还在探索。一方面,新技术融合应用还需沉淀,大数据、人工智能应用较多,但是场景主要集中在制造、质检等特定场景,AR/VR更多用在培训等场景,而区块链应用与业务绑定的深度不足。另一方面,感知与可视化、诊断与分析仍然是数据应用的主流,在研发、工艺、管控方面的深度应用仍较少,能够实现预测”的应用非常少见,预测的精度和准度都还存在很大的提升空间,在管理决策层,应用到工业指数的企业是凤毛麟角。工业企业选择偏向审慎探索运营模式仍不成熟。在
22、云部署方面,阿里云和华为云位居前二,公有云已经成为部分企业大胆尝试的选择,然而,大多数企业仍选择本地部署或者私有云部署方式。在运营模式方面,由于“平台+应用”正在打破企业之间严格的界限,在长期运营中,需要更多技术人员的支持,服务商和应用企业仍然在探索长期合作关系的合理划定,数据显示,工业企业在应用工业互联网平台项目落地之后,委托运营比例不足10%,尤其是大型企业,更倾向于自运营模式。平台体系推动应用创新不断涌现当前,工业互联网平台正处于从单项赋能向综合赋能转变、由试点应用进入规模化应用推广的关键阶段,综合性+特色性+专业性”的平台体系基本形成,具有一定行业和区域影响力的工业互联网平台超过100
23、家,重点平台连接设备数超过7000万台(套)o不同规模、不同优势的工业互联网平台正在推动技术融合创新、行业深度应用,跨行业、跨领域加快复制推广。5GI5G+AII5G+MECI5G+AR|大数据、人工智能增值服务.工艺优化质检测产业协同数字孳生I设备I产姣车间新型显示、虚拟现实,5G+RI5G+VR5G+8K区块链I双嫩I新模式产业链个跨界创新长期深耕复制路径通用经验跨界推广标杆案例典型模式图3:平台体系与应用创新数据来源:国冢工业信息安全发展研究中心(一)关键技术的融合应用场景不断拓宽工业互联网平台作为工业全要素链接的枢纽,正在加速新一代信息技术向各行业融合渗透,形成新技术融合的创新解决方案
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