2019年中国工业互联网行业市场研究.pdf

1 报告编码19RI0267 工业互联网具有迭代发展的能力和平台的经济性优势， 且对于数字化程度低的中小企业见效也足够快，更容易 在当前资本密集投入的模式下进行推广。数字化平台对 于下游中小企业的改造主要集中于数字化软件方面，对 于企业的自动化及工艺流程并没有较大提升。未来传感 器、 云计算、 大数据等技术与工业互联网将进一步融合， 原有数字模型与分析工具将能够直接转化为平台服务， 工业互联网平台的信息化程度将进一步加深。 头豹研究院 | 工业互联网系列行业概览 400-072-5588 2019 年 中国工业互联网行业市场研究 报告摘要 工业团队 工业互联网是利用互联网及新一代信息技术（如通 信网络技术、物联网、云计算、高性能集成电路等） 与工业系统全方位深度融合所形成的新兴产业和应 用生态，是工业智能化发展的关键综合信息基础设 施。中国工业互联网行业市场规模由 2014 年的 3,241.5 亿元增长到了 2018 年的 5,315.7 亿元， 年复 合增长率为 13.2%。 未来在国家政策的支持下， 工业 互联平台的下游需求将进一步释放，沙利文预计其 规模有望在 2023 年突破万亿级。 热点一：行业发展动力由上层推动转变为企业主动需求 热点二：信息化程度进一步加深 热点三：工业云计算平台快速发展 在制造业竞争激烈、人力成本上涨、产业转型升级的大 背景下，成本端的下降、生产效率的提升对企业极具吸 引力，这就催生了企业对工业互联网应用自发的需求， 并且这一趋势将随着工业互联网相关技术的成熟而日趋 明显。 工业云计算平台可以为企业提供包括 IaaS/PaaS/SaaS 在 内的多种服务模式，能够促使企业加速上云。工信部预 计到 2020 年， 中国工业互联网平台体系将初步形成， 有 望建成 10 个左右跨行业、跨领域，能够支撑企业数字 化、 网络化、 智能化生产的企业级平台， 推动 30 万家企 业应用工业互联网平台开展研发设计、生产制造、运营 管理等业务，这些企业的加速上云使得工业互联网进入 快速发展期。 庄林楠 高级分析师 刘贵仁 高级分析师 邮箱：csleadleo 行业走势图 相关热点报告 工业互联网系列行业概览 2020 年工业互联机械应用 概览 工业互联网系列行业概览 2019 年中国智能控制器行 业研究报告 工业互联网系列行业概览 2020 年中国 5G 工业互联 网行业概览 工业互联网系列企业研究 2020 年工业富联企业研究 报告 报告编号19RI0267 目录 1 方法论 . 3 1.1 研究方法 . 3 1.2 名词解释 . 4 2 中国工业互联网行业市场综述 . 7 2.1 中国工业互联网行业定义及平台体系架构 . 7 2.1.1 工业互联网定义 . 7 2.1.2 工业互联网平台体系架构 . 7 2.2 中国工业互联网行业发展历程 . 9 2.3 全球及中国工业互联网行业市场现状 . 11 2.4 中国工业互联网行业产业链 . 12 2.4.1 上游分析 . 13 2.4.2 中游分析 . 15 2.4.3 下游分析 . 15 2.5 中国工业互联网行业市场规模 . 17 3 中国工业互联网行业驱动与制约因素 . 18 3.1 驱动因素 . 1 8 3.1.1 制造业产业升级需求迫切 . 18 3.1.2 信息技术产业趋于成熟 . 19 3.1.3 企业加速上云 . 20 3.2 制约因素 . 2 0 3.2.1 传感器技术发展水平不高 . 20 1 报告编号19RI0267 3.2.2 行业标准尚未统一 . 21 3.2.3 数据采集能力不足及兼容难度高 . 22 4 中国工业互联网行业政策及监管分析 . 22 5 中国工业互联网行业市场趋势 . 24 5.1 行业发展动力由上层推动转变为企业主动需求 . 24 5.2 信息化程度进一步加深 . 25 5.3 工业云计算平台快速发展 . 25 6 中国工业互联网行业竞争格局分析 . 26 6.1 中国工业互联网行业竞争格局概述 . 26 6.2 中国工业互联网行业典型企业分析 . 28 6.2.1 石化盈科信息技术有限责任公司 . 28 6.2.2 南京未来网络产业创新有限公司 . 30 6.2.3 北京奇安信科技有限公司 . 33 2 报告编号19RI0267 图表目录 图 2-1 工业互联网平台体系架构 . 8 图 2-2 中国工业互联网行业发展历程 . 9 图 2-3 美、德、中三国工业互联网发展情况对比 . 11 图 2-4 中国工业互联网行业产业链 . 12 图 2-5 中国工业增加值，2014-2018 年 . 16 图 2-6 中国工业企业单位数量，2013-2017 年 . 1 7 图 2-7 中国工业互联网行业市场规模，2014-2023 年预测 . 18 图 3-1 中国软件和信息技术服务业软件业务收入，2014-2018 年 . 19 图 4-1 中国工业互联网行业相关政策 . 24 图 6-1 中国工业互联网行业主要参与者类型. 27 图 6-2 中国八大工业互联网平台 . 28 3 报告编号19RI0267 1 方法论 1.1 研究方法 头豹研究院布局中国市场， 深入研究 10 大行业， 54 个垂直行业的市场变化， 已经积累 了近 50 万行业研究样本，完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目。 研究院依托中国活跃的经济环境，从传感器、工业软件、工业设备、云计算等领域 着手， 研究内容覆盖整个行业的发展周期， 伴随着行业中企业的创立， 发展， 扩张， 到企业走向上市及上市后的成熟期， 研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变 的产业模式，企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法， 采用自主研发的算法， 结合行业交叉的大数据， 以多元化的调研方法， 挖掘定量数据背后的逻辑， 分析定性内容背后的观点， 客观 和真实地阐述行业的现状， 前瞻性地预测行业未来的发展趋势， 在研究院的每一份 研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院秉承匠心研究， 砥砺前行的宗旨， 从战略的角度分析行业， 从执行的层面阅 读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 头豹研究院本次研究于 2019 年 5 月完成。 4 报告编号19RI0267 1.2 名词解释 协议转换：指将一个设备的标准或协议转换成适用于另一设备的协议的过程。 PLC：Programmable Logic Controller，即可编程逻辑控制器，是一种以微处理器为 基础， 集合了计算机技术、 自动控制技术和通讯技术的数字运算操作电子系统， 能够实 现工业自动化控制中的逻辑控制、过程控制、顺序控制、数据处理、通信联网等功能。 边缘计算：指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一 体的开放平台，就近提供最近端服务。 池化：指构建逻辑上的服务器池，通过对池的统一管理、调度、均衡，并运用先进而独 到的容错机制， 将多台冗余服务器整合成一台具有高可靠性、 高可扩展特性的超级服务 器的过程。 微软：Microsoft Corporation，即微型计算机软件公司，简称微软。微软是美国的一家 跨国计算机科技公司，以研发、制造、授权和提供广泛的计算机软件服务为主。 ICT：Information Communications Technology，是信息、通信和技术三个英文单 词的词头组合， 指由信息技术与通信技术相融合而形成的一个新的概念和新的技术领域。 工业以太网：指在工业环境的自动化控制及过程控制中应用以太网的相关组件及技术。 云制造： 是在 “制造即服务” 理念的基础上， 借鉴了云计算思想发展起来的一个新概念， 是先进的信息技术、制造技术以及新兴物联网技术等交叉融合的产品。 IT：Information Technology，即信息技术，是主要用于管理和处理信息所采用的各 种技术的总称。 变送器：一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备。 OT：Operation Technology，即操作技术，是工厂内的自动化控制系统操作专员为自 动化控制系统提供支持，确保生产正常进行的专业技术。 5 报告编号19RI0267 IP：Internet Protocol，即网际协议，也称互联网协议，是用于报文交换网络的一种面 向数据的协议。 MQTT：Message Queuing Telemetry Transport，即消息队列遥测传输，是 ISO 标 准(ISO/IEC PRF 20922)下基于发布/订阅范式的消息协议。 CoAP：Constrained Application Protocol，即受限制的应用协议，是受约束设备专 用的一种网络应用程序协议。 Modbus：一种串行通信协议，是 Modicon 公司（现在的施耐德电气 Schneider Electric）于 1979 年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表的工业协议，旨在实 现自动化设备之间的通信。 TCP：Transmission Control Protocol，即传输控制协议，是一种面向连接的、可靠 的、基于字节流的传输层通信协议。 UDP：User Datagram Protocol，即用户数据报协议，是一种简单的面向数据报的传 输层协议。 DNS：Domain Name System，即域名系统，是互联网的一项服务。DNS 作为将域 名和 IP 地址相互映像的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。 HTTP：HyperText Transfer Protocol，即超文本传输协议，是一种用于分布式、协作 式和超媒体信息系统的应用层协议。 Handle：即物联网标识，可通过 Handle System（Handle 系统）分布式管理及解析 机制，实现对被标识对象的识别、解读、定位、追踪、应用。 OID：Object Identifier，即对象标识符，也称为物联网域名，是由国际电信联盟和 ISO/IEC 提出的标准化的标识符机制，用于命名具有全局明确的持久名称的任何对象， 概念或事物。 6 报告编号19RI0267 Ecode：Entity Code，即物品统一编码，是中国物品编码中心提出的用于标识物联网 标识体系中任意物品的统一的、兼容的编码方案。 SDN：Software Defined Network，即软件定义网络，是由美国斯坦福大学 CLean State 课题研究组提出的一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式。 7 报告编号19RI0267 2 中国工业互联网行业市场综述 2.1 中国工业互联网行业定义及平台体系架构 2.1.1 工业互联网定义 根据中国工业互联网产业联盟的定义， 工业互联网是利用互联网及新一代信息技术 （如 通信网络技术、物联网、云计算、高性能集成电路等）与工业系统全方位深度融合所形成的 新兴产业和应用生态， 是工业智能化发展的关键综合信息基础设施， 其本质是以机器、 原材 料、控制系统、信息系统、产品以及人之间的网络互联为基础，通过对工业数据的全面深度 感知、实时传输交换、快速计算处理和高级建模分析，实现智能控制、运营优化和生产组织 方式变革。简而言之，工业互联网即通过平台将设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户 等工业生产要素连接融合，通过数据间的共享实现跨设备、跨系统、跨地区的互联互通，从 而提高生产效率，推动工业制造服务体系的智能化升级。 工业互联网的三个基本要素是“网络” 、 “数据”和“安全” ：网络即通过互联网和物 联网等技术， 实现各工业生产要素间的连接， 为工业设备的互联和工业数据的交换提供支撑 基础； 数据即通过对工业生产要素间流通的数据进行感知、 采集和应用， 为工业生产提供 基于数据的系统性智能分析， 是工业互联网的核心； 安全即通过构建覆盖整个工业系统的 安全管理体系，为网络与数据在工业中的应用提供安全保障。 2.1.2 工业互联网平台体系架构 工业互联网平台是工业互联网概念的外在表现形式， 其体系架构主要包括边缘层、 平台 层（PaaS）和应用层（SaaS）三大核心层级及 Iaas 层这一基础层级（见图 2-1） ： 8 报告编号19RI0267 图 2-1 工业互联网平台体系架构 来源：头豹研究院编辑整理 边缘层： 负责工业设备的连接以及将数据上传到云端， 主要是通过大范围、 深层次的数 据采集， 并利用协议转换与边缘处理等技术实现工业数据的交换。 边缘层主要应用于工业传 感器数据采集、 物流规划、 工艺优化分析等场景， 拓展了工业互联网平台收集和管理数据的 范围和能力； 平台层（PaaS） ：在通用 PaaS 服务（包括设备管理、资源管理、运维管理、故障恢复 等）的基础上进行二次开发，通过叠加应用开发、大数据处理、工业数据建模和分析、工业 微服务等创新功能，构建完整、开放的工业操作系统； 应用层（SaaS） ：针对工业应用的需求，通过自主开发或是引入第三方开发者的方式， 开发满足不同行业、不同场景的工业 SaaS 和工业 APP 产品，为用户提供设计、生产、管 理、 服务等一系列创新性应用服务， 主要包括生产流程的监视、 对工业机器运行状况的跟踪、 记录等； IaaS 层：通过虚拟化技术将计算、存储、网络等资源池化，向用户提供可计量、弹性 化的资源服务。IaaS 层是工业互联网平台的基础层，主要提供相关的云基础设施服务，包 括服务器、存储、网络、虚拟化等。 9 报告编号19RI0267 2.2 中国工业互联网行业发展历程 自 20 世纪 60 年代起，西方部分国家就开始尝试利用当时先进的技术设备对本国的传 统工业进行改造。1968 年，美国机械工程师 Dick Morley 及其团队发明了可编程逻辑控制 器（PLC） ，为工业设备之间的数据互联奠定了基础。2012 年美国通用电气公司（General Electric Company，以下简称“GE” ）发布工业互联网：打破智慧与机器的边界白皮书 （Industrial Internet: Pushing the Boundaries of Minds and Machines） ，首次提出了 工业互联网的概念。2014 年 GE 在美国发起并主导成立了工业互联网联盟（Industrial Internet Consortium，IIC） ，在全球掀起了工业互联网的热潮，工业互联网概念逐渐得到 普及。 中国工业互联网的发展方式主要是通过对国外引进设备和技术的学习和消化， 进行二次 开发和应用， 从而提高本国自身的工业控制自动化技术水平。 中国的工业互联网行业由起步 到现在可分为三个发展阶段（见图 2-2） ： 图 2-2 中国工业互联网行业发展历程 来源：头豹研究院编辑整理 萌芽期 （21 世纪初） ： 2008 年全球金融危机过后， 世纪经济逐渐开始复苏， 以物联网、 云计算和大数据为代表的新一代信息技术迅速发展， 制造业逐渐重新成为全球经济发展的焦 10 报告编号19RI0267 点。 为解决人工成本上升、 生产效率低等传统制造业存在的问题， 智能制造趋势正逐渐成为 全球工业发展的方向， 工业互联网正成为世界主要工业化国家推动制造业转型升级的重要举 措。在这一背景下，2009 年阿里巴巴网络技术有限公司（以下简称“阿里巴巴” ）率先在工 业云平台领域展开研究，旨在帮助制造业龙头企业解决转型升级过程中的痛点和难点问题， 打造工业互联网标杆示范项目。 这一时期的阿里巴巴逐步与制造、 交通、 能源等众多领域的 头部企业进行合作， 并积极推动中小制造企业上云， 成为了一些工业企业搭建云平台的重要 推手。 初步发展期 （20102014 年） ： 2010 年， 腾讯科技股份有限公司 （以下简称 “腾讯” ） 首次开放云平台并接入了首批应用， 标志着腾讯云正式向外部企业提供云服务， 通过开放平 台支持各行各业的数字化转型。2011 年，华为技术有限公司（以下简称“华为” ）发 布 华 为 云平台，主要面向政府部门、企业、科研机构等事业和企业用户提供云存储、云托管等基础 性云服务。 这一时期， 工业互联网在中国得到初步发展， 代表型企业主要为用户提供基础的 云服务。 快速发展期（2015 年至今） ：2015 年以后，中国国内企业积极开展工业互联网布局， 中国工业互联网行业进入了快速发展期， 呈现出企业背景多元化、 服务类型多样化、 与制造 业的融合更为紧密等特点。以三一重工股份有限公司（以下简称“三一重工” ） 、航天云网科 技发展有限责任公司 （以下简称 “航天云网” ） 、 青岛海尔股份有限公司 （以下简称 “海尔” ） 等为代表的大型制造业企业凭借自身的规模优势， 推出了工业互联网平台服务。 以浪潮云和 用友网络科技股份有限公司（以下简称“用友” ）为代表的科技公司，也从自身的转型成果 和技术优势出发，开始发展工业互联网业务。 11 报告编号19RI0267 2.3 全球及中国工业互联网行业市场现状 现阶段，全球制造业龙头企业、传统 IT 服务商、互联网巨头基于各自的行业优势，从 不同的维度搭建了工业互联网平台， 各国也在立足于本国制造业的指导政策上， 围绕工业互 联网的核心标准、技术、平台建设等方面加速了在智能制造领域的布局（见图 2-3） 。 图 2-3 美、德、中三国工业互联网发展情况对比 来源：头豹研究院编辑整理 工业互联网是新一轮工业革命的关键支撑， 为抢占发展先机， 发达国家积极布局工业互 联网，推动工业互联网由理论概念向产业实践转化。目前美国、德国由于工业基础雄厚，已 成为全球工业互联网行业的主导国家，日本、英国、法国等主要工业国家也相继入局，通过 战略规划、政策支撑、税收优惠等方式推动工业互联网的发展。 美国的发展模式为重点发展先进数字化制造技术， 通过物联网、 大数据等技术将 CPU、 系统、 软件等信息端的数据进行整合与分析， 为发展智能制造业提供硬件和软件及技术的支 持。 美国正致力于成为全球工业互联网发展中心， 其主导并成立的工业互联网联盟在全球范 围内已有近 40 个国家和地区超过 250 家以上企业加入；德国的发展模式是重点关注智能、 网络、系统等领域，致力于将物联网技术应用于制造领域，对制造产品的全生命周期、完整 制造流程模块进行集成和数字化，其本质是利用信息技术改造制造业。德国以工业 4.0 为支撑， 积极推动工业互联网相关标准的制定以及平台的开发和试验等工作， 已成为全球工 12 报告编号19RI0267 业互联网发展的重要推动力量。 发展中国家主要以中国为代表，2015 年中国国务院发布中国制造 2025 ，开启了从 “中国制造”到“中国智造”的高端制造业转型，工业互联网成为中国制造 2025规划 的主要方向， 其根本目标是要改变中国制造业大而不强的局面， 推动中国迈入制造强国行列。 在中国的工业互联网发展模式中， 政府的主导作用明显， 主要通过建立市场准入制度、 转变 政府经济职能、 规范行业市场环境、 政策支持等方式推动工业互联网的技术研发和成果转化 等。在政府的支持下，中国已开发出超过 1,500 个工业 APP，工业设备连接数已近 60 万台 /套，培育了超过 50 家有一定影响力的区域工业互联网平台。 2.4 中国工业互联网行业产业链 中国工业互联网行业由上至下依次可分为上游硬件设备厂商和数据采集与集成商， 中游 工业互联网平台及下游制造业应用领域（见图 2-4） ： 图 2-4 中国工业互联网行业产业链 来源：头豹研究院编辑整理 13 报告编号19RI0267 2.4.1 上游分析 中国工业互联网行业产业链上游的主要参与者为硬件设备厂商和数据采集与集成商， 它 们在中国的发展情况如下： 硬件设备厂商 硬件设备厂商主要负责提供工业互联网平台所需要的智能硬件设备以实现各类工业数 据的收集，主要包括传感器、工业级芯片、控制器、工业机器人和智能机床等。中国智能硬 件设备制造业起步较晚， 目前还处于发展期， 核心技术和制造工艺等均落后于发达国家， 在 工业互联网上游硬件设备环节缺少自主品牌。2016 年 9 月，中国工信部印发智能制造发 展规划（2016-2020 年） ，指出中国智能制造发展已取得明显成效，以高档数控机床、工 业机器人、 智能仪器仪表为代表的关键技术装备取得积极进展。 未来在政策的支持下， 智能 制造装备和先进工艺将在重点行业不断普及， 为中国工业互联网产业的发展提供良好的基础 条件和技术支持，中国企业在上游硬件设备厂商环节的议价能力将不断提高。 数据采集与集成商 数据采集与集成商环节的主要参与者有云计算企业（如亚马逊、微软等） 、数据管理企 业（如 Oracle、Apache 等） 、数据分析企业（如 IBM 等） 、边缘计算企业等（如华为、思 科等） 。中国工业互联网行业起步较晚，在数据采集与集成领域普遍落后于国际大型企业， 仅有华为等智能终端提供商才有能力参与上游环节。2017 年 11 月，中国国务院发布了 关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见 ，指出要强化复杂生产过 程中设备联网与数据采集能力，实现企业各层级数据资源的端到端集成。工业数据采集是 工业互联网平台的基础和核心，受到了政府和企业的广泛关注，中国政府不断出台相关政 策以鼓励上游数据采集与集成商的发展，因此中国企业在这一环节的话语权也将不断提 14 报告编号19RI0267 高。 15 报告编号19RI0267 2.4.2 中游分析 中国工业互联网行业产业链的中游为各类工业互联网平台， 主要参与者包括装备自动化 企业、ICT 企业、工业软件企业和生产制造企业等。工业互联网平台是工业互联网概念的外 在表现形式， 工业互联网平台的搭建对上下游环节的协同合作要求较高， 上游硬件设备厂商 和数据采集与集成商为工业数据的采集提供必要的硬件设备和信息技术支持， 中游工业互联 网平台对工业设备的数据进行采集和分析处理后， 再将其结果应用于下游制造业领域的具体 场景中，从而实现工业互联网产业链的完整闭环。 头豹数据显示， 中国参与工业互联网行业的企业数量已超过 1,000 家， 但这些企业在整 合控制系统、通信协议、智能设备、管理工具、工业软件等各类资源的能力不足，导致其工 业互联网平台的主要盈利方式是依靠承接大型工业项目， 在垂直化和细分领域的应用能力不 强。 中国的工业互联网行业目前仍处于由政府主导的阶段， 参与企业对政府及政策的依赖性 较高，且由于市场和相关技术尚未成熟，因此议价能力较弱。 2.4.3 下游分析 中国工业互联网行业产业链的下游为制造业应用领域， 主要包括钢铁、 有色金属、 化工、 能源、 工业设备等领域。 一方面， 下游制造业领域发展态势良好， 根据中国国家统计局数据， 中国的工业增加值由 2014 年的 233,856.4 亿元增长到 2018 年的 305,160.2 亿元， 年复合 增长率达到了 6.9%。其中，2018 年的制造业增加值为 264,820.4 亿元，在工业增加值中 所占的比重达到了 86.8%。作为中国工业体系的重点，制造业的发展将推动工业互联网的 普及，从而带动下游需求的增长。 16 报告编号19RI0267 图 2-5 中国工业增加值，2014-201