2020工业互联网解决方案创新应用报告.pdf

电话：010-68632898 传真：010-68632960 邮箱：suob ancics- 官网： .cics- 中心微信公 众 工业互联网大数据管理服务平台 （htt p:/cii-） 号 更多资讯 ， 请关注 国家工业信息安全发展研究中心 CHINA INDUSTRIAL CONTROL SYSTEMS CYBER EMERGENCY RESPONSE TEAM 国家工业信息安全发展研究中心 CHINA INDUSTRIAL CONTROL SYSTEMS CYBER EMERGENCY RESPONSE TEAM 数联物智 风劲扬帆 工业互联网解决方案创新应用报告2020 编写委员会 主 任：尹丽波 副主任：郝志强 李 丽 起草组 组 长：肖琳琳 执笔人：夏宜君 黄 洁 刘玫燚 靳 可 郭晁煜 滑开元 王睿哲 张梓盟 郭明欣 鸣 谢 2020 年支撑疫情防控和复工复产的工业互联网平台解决方案入选企业 2019 年工业互联网平台创新应用案例入选企业 2018-2019 年 工 业 互 联 网 试 点 示 范（ 平 台 方 向 ）入 选 企 业 特别鸣谢 工业和信息化部信息技术发展司 当前，全球制造业发展动能不足，国际竞争格局进入调整期。工业互联网 作为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，成为重要的未来产业。我国 工业互联网发展与发达国家基本同步启动，发展成就来之不易，既得益于我国 信息技术的高速发展和雄厚的工业根基，也得益于政府的大力倡导、企业持续 深入的产业布局。工业互联网在我国工业领域的落地实践已取得一定进展，经 济效益、社会效益逐步显现，工业互联网解决方案成为助力工业企业转型升级 的重要途径。 三年来，工业和信息化部信息技术发展司组织开展 2018-2019年工业互联网试 点 示 范（ 平 台 方 向 ）、 2019年工业互联网平台创新应用案例遴选、 2020年支撑疫情 防控和复工复产的工业互联网平台解决方案遴选等工作，面向全国征集了 1300多个 工业互联网平台及解决方案项目，遴选出 200多个优秀平台及解决方案。 国家工业信息安全发展研究中心受工业和信息化部信息技术发展司委托， 以全国案例为样本、以重点案例为研究对象，编写完成工业互联网解决方案 创新应用报告 2020，希望能够从更务实的角度、以更实际的效果回答产业发 展中的一些问题，为产业发展提供参考。 发展篇 基于 1300个解决方案和 200多个典型案例，研究发现，工业互联网 产业发展迅速， 产业 发 展 方面， 实现从政府引导、头部企业引领到民营企业、中 小企业、科技初创企业富集。 供 给能力方面， 数据集成和智能分析能力整体优势 较明显，重点平台企业更关注工业资源连接和工业经验沉淀能力，大中小服务 摘 要 商采取不同安全策略。 平台推 广方面， “试点应用 -标杆案例 -规模推广”成为企 业最为认同的推广路径。 价 值 成 效 方面， 解决方案在推动企业集约降本、协同提 效和模式创新方面作用显著。在三年的落地实践中， 应用场景 从单点应用到协同 集成， 新技术融合 从试点探索到规模应用， 行业深耕 从少数先行到各具特点，形 成 了“ 平台 +场 景 ” 、“ 平 台 +技 术 ” 、“ 平 台 +行业 ”等 的 “平台 +”生 态 体 系 。 2020年是特殊的一年，新冠肺炎疫情给经济带来巨大损失，由此产生 管控和经济发展的矛盾、断链堵链拖慢经济恢复步伐、疫情冲击带来市场不平 衡等问题，工业企业既要响应防疫要求，又要努力摆脱困境恢复生产，工业互联 网解决方案成为企业跨越疫情寒冬的重要支撑。 战疫篇 基于 2020年全国 360个工业互联网解决方案。经过战“疫”的洗 礼 ，我 们 发 现，在日常 状 态，短 周 期 、灵 活 部 署 的 解 决 方 案 成 为 赋 能 制 造 业 数 字 化转型的重要途径；在特殊情况，工业互联网分担了工业企业平战调整的转化 成本，帮助制造业提升供应链弹性、增加生产制造柔性、提高快速响应速度的作 用明显。 案例篇 基于 66个典型防疫复工解决方案，梳理工业互联网在恢复制造企 业产能、增强供应链弹性韧性、提升快速响应柔性等方面的作用和价值。按照 复产、稳链、防疫三大方向各类举措，梳理解决方案帮助工业企业应对疫情冲击 的主要做法、价值成效，以及推广空间。 目录 CONTENTS 发展篇 一、工业互联网产业创新发展进入深耕期 （一）市场主导作用逐渐凸显，创新不断竞争活跃 （二）产业供给体系持续完善，技术能力逐渐提升 （三）平台探索多元推广路径，商业模式仍未成熟 （四）工业企业转型实效显著，实现降本增效创新 二 、“ 平 台 +”体系助力制造业数字化转型 （ 一 ）“ 平 台 +场景”解决方案从单点应用到多场景协同 （ 二 ）“ 平 台 +新技术”解决方案从试点探索到规模应用 （ 三 ）“ 平 台 +行业”解决方案从少数先行到各具特点 三 、趋 势 和 展 望 （一）新型工业生态体系在探索中逐渐显现 （二）跨界融合成为产业发展的显著趋势 （三）共享与治理成为产业新的焦点议题 战疫篇 一、产业格局调整遭遇疫情考验 （一）全球经济发展不稳定因素不断增多 （ 二 ）我 国 制 造 业 在 内 外 压 力 下 稳 中 求 进 （三）工业经济发展遭遇新冠疫情冲击 二、工业经济恢复面临三大挑战 （一）疫情管控和经济发展的矛盾 （二）断链堵链拖慢经济恢复步伐 （ 三 ）疫 情 冲 击 引 发 市 场 不 平 衡 1 2 2 4 6 7 9 9 10 12 13 13 14 14 15 16 16 16 16 17 17 18 19 案例篇 一、提供支撑服务，恢复制造企业产能 （一）云 端 协 同：优 化 研 发 设 计 （ 二 ）人 机 物 互 联 ：一 体 化 生 产 管 理 （三）异地远程：维护设备资产 （四）数据算法：为生产保驾护航 （五）新技术：推动模式创新 二、激发协同效应，增强供应链弹性韧性 （一）数据流：疏通应急物资供应链 （ 二 ）产 业 链 ：稳 定 制 造 业 供 应 链 （ 三 ）资 金 链 ：促 进 金 融 服 务 实 体 经 济 （ 四 ）生 态 圈：创 新 模 式 帮 扶 中 小 企 业 三、跨界支撑防疫，提升快速响应柔性 （一）助治理：动态感知全局信息 （ 二 ）助 医 疗：线 上 新 模 式 （三）保应急：防疫物资高效供应 （ 四 ）保 人 员：区 域 /行业人员复工 附录 1：研究方法及数据来源 附录 2：相关成果 21 25 25 32 43 56 61 19 20 20 20 66 66 73 80 84 90 90 103 113 118 126 128 三、工业互联网平台发挥重要作用 （一）工业互联网解决方案助力产业恢复生产 （二）工业互联网解决方案加强供应链韧性 （三）工业互联网解决方案跨界助力疫情防控 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 发展篇 当前，工业互联网虽然仍处于发展初期，但发展 速度快，应用范围广，显示出了强大的生命力。 三年来，工业互联网持续迭代推进，产业加速发 展，汇聚各方合力，开展技术创新应用，市场生态不断 完善，保障服务不断提升。根据工业和信息化部信息技 术发展司三年工作征集的 1300个解决方案和 200多个 典型案例数据，工业互联网从最初的概念先行变为产 业生根，产业界不再是供给侧一头热，在应用侧，解决 方案已经渗透到工业全行业范围，并且在各行业、领域 中 延 伸 生 长 ，市 场 力 量 不 断 扩 大 。 1 | 2 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 2018年以来，工业互联网产业发展迅猛、投资活跃，形成了以平台为核心， 以解决方案为落地抓手，以产融、产教等跨界服务为支撑的工业互联网生态体 系。工业互联网在变化中逐渐成熟，在变化中探索创新，在变化中挖掘价值，促 进产业转型升级、推动经济社会不断前进。 (一 ) 市场主导作用逐渐凸显，创新不断竞争活跃 近年来，各方不断推出工业互联网产业的前瞻性战略布局，工业互联网快 速完成了从自上而下引领到自下而上生长的自然转变，产业构成不断优化调整。 平台发展稳步攀升，架桥生产与服务。 基 于 平台的“ 制造 +服 务 ”产业 格 局 逐 步显 现 。一方 面， 社 会 资 本 投 入 增 加 ，投 融 资 活 跃 。 产业发展势如破竹，形成了一 批跨行业跨领域工业互联网平台、行业 /领域工业互联网平台以及一批产业发展 高地，为制造企业带来价值成效凸显。从长远看，工业互联网拥有最前沿的 IT技 术和最广阔的工业市场，是潜力大、价值高的未来产业，同时，工业互联网领域 投融资事件迅猛增长，获得亿元级别融资的平台企业达到数十家，深受资本市 场 青 睐 。另 一方 面， 服务商数量稳步提升，推动产业结构调整。 三 年 来，工 业 互 联 网为主营业务的服务商数量超过 2万家，能够引领行业、领域发展的工业互联网 服务商近 400家 1 ，服 务工 业 企 业 40万家，解决方案成为制造企业与服务商合作 的重要纽带，通过工业互联网平台促成“生产制造 +生产性服务”的握手，平台生 态不断完善，促进产业结构调整，推动制造业服务化进程。 业界看好产前景，创新活力不断涌现。 主 要体 现在“ 三个转变” ：一 是 “政 府引导”转变为“市场主导”，民营企业数量比重超七成。 民营企业成为引领产业 发展的中坚力量。据国家工业信息安全发展研究中心统计， 2018年参与平台建 一、工业互联网产业创新发展进入深耕期 1. 2018-2019年工业和信息化部工业互联网创新工程入选企业 3 | 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 设的民营服务商占比不足半数； 2019年，民营服务商在跨行业、跨领域平台占比 70%；到 2020年，民营服务商占服务商总数比重接近 70%，民营企业成为市场 竞 争 的 活 力 来 源 。二 是 “大平台引领”转变为“中小企业踊跃”，中小服务商数量 比重超七成。 数据显示， 2018年大企业或有大企业背景的服务商占据 72% 2 的市 场份额，引领工业互联网市场初期发展，但到了 2019年 ，中 小 企 业 异 军 突 起 ，数 量占比跃升到 66%，并且在 2020年 持 续 增 长，达 到 74%（如图1 ），显 示 出 工 业 互 联网建设方的市场信心。三是“ 制造企业先行”转变为“科技新秀兴起”，科技 初创企业数量比重过半。 工业领域一直被视作是科技企业难啃的“硬骨头”，在 2018年以前，国内市场由海尔、徐工等尝试在制造领域探索技术融合创新。近两 年， IT技 术 类 初 创 企 业 快 速 增 长 ，占 服 务 商 比 重 迅 速 达 到 56.13%，大 数 据 、人 工 智 能 、区 块 链 、 AR/VR等技术领先的中小科技企业将工业领域视作业务落地的 重要场景，工业现场的机器视觉、安装调试的 AR/VR、偏 远 设 备 的 无 人 机 巡 检 等 应用不断涌现。 图 1. 2018-2020 年工业互联网服务商规模分布 数据来源：国家工业信息安全发展研究中心 2. 数据驱动 转型制胜-工业互联网平台应用案例分析报告国家工业信息安全发展研究中心 28% 66% 34% 74% 26% 72% 2018 2019 2020 | 4 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 多方主体参与建设，生态构成逐渐丰满。 总 的 来 看，多方 共 创 的 工 业 互 联 网 生态雏形初现。 一是生态投资者不断增加， 制 造 企 业 、投 资 机 构 、科 技 孵 化 公 司、通信运营商、互联网企业均成为中小服务商背后的推动者，引导各类创业企 业投入工业互联网建设。 二是科研力量成为生态有力补充， 研 究 机 构 、科 研 院 所 也开始为工业互联网提供创新技术、专业领域的解决方案，如数字孪生实验室 为企业提供更专业的设备预测性维护解决方案，又如化工实验室持续在印染领 域更新工艺优化解决方案。 三是政企合作摸底产业数据， 新冠疫情影响下，基于 工业互联网平台的新型产业治理方式创新不断，政企合作增长迅速，尤其在地 市级政府，工业互联网平台企业正在通过汇聚挖掘行业、区域全局数据，帮助政 府摸清区域产能、就业底数，在快速反应和精准决策方面发挥重要作用。 (二 ) 产业供给体系持续完善，技术能力逐渐提升 工业互联网平台体系涉及到从底层数据采集连接到平台建设到应用开发等 技术能力。同时，工业行业从流程到离散、从原材料、装备制造到消费品需求差 异巨大，很难有一家服务商能够既做好通用、又做好专用，既满足 OT需 求、又专 精 IT技术，因此，平台供给能力是一个多方共赢、互补发展、合作推进的生态体 系。为此，我们梳理了近年来主要服务商的供给能力优势，分析在工业互联网产 业全局中，供给能力体系的特点和优劣势。 图 2. 工业互联网服务商能力分布图 数据来源：国家工业信息安全发展研究中心 5 | 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 平台化发展较好的服务商在 OT能力方面表现较突出。 从 图 中可见，和 平均 水平相比，重点工业互联网平台企业 3 在 工业设备连接和工业经验模块化 两项能 力方面均高于平均值。分析可知，一方面，平台发展的前提是汇聚资源，工业设 备连接是平台能够产生网络效应的基础，因此，平台企业均将工业设备连接作 为最重要的能力之一；另一方面，平台作为工业操作系统，需要将工业知识软件 化、模型化，才能基于平台进行再开发和复制推广，我国工业发展多年，在老师 傅传帮带的模式下积累了大量的工业知识经验，现阶段将口相传的工业经验 模块化成为了当前模型积累的最主要的途径。 IT能力强的服务商多于 OT能力强的服务商。 大多数中小服务商的 数据集 成应用和数据智能分析 能力较为突出，分析其原因，一方面，两化融合发展多 年，积累了大量的系统集成服务商，为企业解决数据互联互通的问题，这些服务 商成为了当前工业互联网解决方案服务商的主要来源；另一方面，我国互联网发 展 多年，积 累了大 量 的 IT工程师，随着互联网向产业领域扩展， IT工程师也逐步 进入工业领域，以数据技术来挖掘新的工业机理，开发智能算法和模型工具，为 行业注入了新技术的活力。 大中小服务商采取不同策略提升安全能力。 目前服务商通常采取三类模式 提升自身安全能力， 一是与专业化服务商合作或购买成熟的产品。 56%的服务 商更倾向于将安全与应用解耦，与安全服务商合作采取此类模式的多数为中 小企业，通常在边缘侧进行数据梳理，上云数据为非核心业务数据。 二是高成 本自建安全能力。 由于安全技术要求高，投入成本大，回报周期长，仅有 29%的 服务商在安全方面采取自建自用模式，此类服务商通常在行业、领域占据较高 市场份额和影响力，并且将安全能力作为工业互联网平台生态化布局的其中一 环。 三是采用私有云或本地部署。 有 19.6%的解决方案为私有云部署， 54.9%的 解决方案为混合云部署。具体分析，主要来源于解决方案的用户方压力，也就 是工业企业对数据安全的顾虑，且当前工业互联网应用价值不足以打动企业将 数据上云。 3. 2018-2019年工业互联网试点示范（平台方向）的入选企业，2019年跨行业、跨领域平台，2019年工业互 联网创新应用案例入选企业、2020年支撑防疫复工的工业互联网平台解决方案入选服务商。 | 6 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 工业互联网推广模式逐渐多样化。 由于目前工业互联网解决方案推广路径 和模式还在探索中，服务商通常会采用两种以上的组合推广模式，一方面， 72% 的服务商通过已有渠道拓展业务，通过母公司和长期合作伙伴来获取客户；另 一方面，部分服务商积极拓展新市场空间，标杆解决方案推广、合作伙伴计划以 及区域落地成为服务商进入新领域的主要推广模式。 标杆解决方案引领市场拓展路径。 65%的服 务商认 同“ 试点探索 -标杆引 领 -规模推广” 这一市场拓展路径，标杆解决方案也成为多数工业企业尝试应用 的主要参考。然而，从效果来看，试点探索的解决方案成功案例较多，并且在单 点应用能够获得显著成效，但能够进一步规模化推广的解决方案数量明显降 低，在推广过程中由于不同工业现场差异较大导致落地成本参差不齐、效果难 预期等问题较多，“试点困境”仍是难题。 (三 ) 平台探索多元推广路径，商业模式仍未成熟 工业互联网产业生态化进程加速，服务商纷纷探索能力互补、协同合作、价 值共享的生态模式，然而由于工业互联网尚未规模化普及，标准体系不够完善 等原因，大部分服务商通常同步选择延续传统路径和探索创新模式，基于平台 机制的商业推广模式尚未成熟。 图 3. 工业互联网服务商推广模式分布图 数据来源：国家工业信息安全发展研究中心 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 标杆案例 推广 长期 合作 渠道 推广 区域 落地 推广 生态 体系 推广 集团 内 推广 7 | 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 头部平台主导生态合作推广。 大平台更加关注生态合作伙伴计划和区域落 地 ，一 是 面向中小企业的生态合作 ，如华为、阿里通过免费或降费开放平台能力 （包 括 算 力 、模 型 等 ），以 统 一 标 准 实 现 更 低 成 本 的 复 制 推 广，以 此 吸 引 中 小 服 务商和中小企业将资源向平台汇聚。二是 与行业深耕服务商联手 ，快 速 获 取 生 态能力，如腾讯与华龙讯达联手打造具备数字孪生能力的木星云平台。三是 政 企合作推动区域落地 ，与示范区、聚集区和工业园区合作落地推广，由于区域生 态培育需要更有力的公共服务支撑，目前在制造业和信息产业基础较好的长三 角、珠三角等形成了发展高地。 (四 ) 工业企业转型实效显著，实现降本增效创新 工业互联网平台帮助工业企业改变传统生产方式、促进组织管理变革、带 动新价值新市场。解决方案落地应用通常会为制造企业带来多种成效，根据计 算，价值成效最主要集中在降低成本、提高效率和创新价值。 工业互联网推动粗放式生产转为集约型制造。 我国工业发展从增量阶段走 入存量阶段，竞争日趋激烈导致成本控制成为提高企业竞争力的关键，这一需 求集中体现在工业互联网解决方案的成效中。数据显示， 减少异常损失成效最 图 4 . 工业互联网应用成效分布图 数据来源：国家工业信息安全发展研究中心 | 8 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 显著， 48%的工业互联网解决方案，尤其是重大设备资产管理解决方案，能够 给工业企业减少百万元、千万元的损失。 降 低 人力成 本价 值突出， 46%的解决 方案帮助企业减少在岗必须人数、降低人员劳动强度等。 降低物耗成本需求广 泛， 29%的解决方案帮助解决“跑冒滴漏”的能耗问题，尤其是帮助高能耗行业 节约可观的成本， 27%的解决方案帮助减少物料及库存成本。 工业互联网打通虚实界限实现协同优化。 传统组织将行业、企业、部门都划 分成互相独立的单元，随着工业互联网发展，行业跨界、企业协同、部门合作从 长周期向实时化转变，这些单元式组织结构就成为企业发展的障碍。工业互联 网解决方案帮助企业： 实现生产与运营效率提升， 42%的解决方案通过推动生 产制造数据集成与流通实现了生产效率提升， 17%的解决方案通过数据集成应 用帮助企业提升运营效率。 实现灵活弹性供给能力提升， 17%的解决方案帮助企 业缩短交付周期，对内实现研发设计、生产制造、采购销售各环节、各部门的打 通，对外实现供应链、产业链的实时响应，柔性组织模式带来弹性供给能力的提 升。 实 现 跨 组 织 协 同 价 值 提 升， 22%的解决方案实现了跨行业、跨企业的协同优 化，通过研发设计协同、生产制造协同以及供应链协同提升了企业业务与运营 效率，逐渐模糊了组织界限。 工业互联网创新增量市场带动存量市场。 工业企业在日益激烈的竞争积压 中努力找到新的增长点，尤其是装备制造行业的服务化转型已经迫在眉睫，制造 企业纷纷通过应用工业互联网平台探索提升价值链，寻求新的蓝海。根据统计， 工业互联网解决方案在创新价值方面主要有： 以产品创新探索高质量路径， 34% 的解决方案旨在提升产品品质，人工智能与工艺结合、机器视觉与质检结合应用 增多，助力企业走向高质量发展之路。 以 服务创新推动业务转型， 13%的解决方 案帮助企业从制造走向服务，加装传感器、智能模块等方式为传统产品增羽添 翼，获 取 更 多 数 据 增 值 。 以模式创新拓展新市场， 11%的解决方案帮助企业开拓 新市场，产能共享、设备租赁等模式能够大幅降低企业投入成本，帮助原本被资 产、技术等原因挡在门外的企业进入市场，为更多中小企业谋求新出路。 9 | 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 当 前 ，“ 平 台 +技术”创新日趋活跃，“平台 +场 景 ” 供 给 能 力 不 断 提 升 ，“ 平 台 +行业”落地成效凸显，工业互联网“平台 +”生态体系正成为推动经济高质量 发展的新引擎。 (一 ) “平台 +场景”解决方案从单点应用到场景组合 随着工业互联网平台数据采集精度、集成分析深度与跨界协作范围不断扩 大，面向细分领域、满足多场景需求的“平台 +场景”解决方案供给能力也不断 增强。 生产设备是其他应用的数据来源，设备资产管理成为最主要场景。设备资 产管理 是唯一既覆盖了全行业、又实现规模应用最多的场景，一方面，设备是各 类核心应用的数据来源，对生产制造、质量管理等提供了基础数据支撑，此外， 设备资产管理也是各类新模式的载体，包括设备租赁、产能共享、供应链金融 等。另一方面，设备管理也是企业最迫切的需求，尤其是对高价值、高风险设备， 停工损失和政策压力都让企业更愿意在保障设备稳定运行方面有更多投入。 各场景应用范围不断扩大，深度应用的细分场景仍然较少。 整 体 来 看，工 业互联网解决方案在生产制造过程优化、供应链管理、管理决策优化、设备资 产管理、节能减排、产业协同等方面实现了全行业覆盖，并且在部分行业、领域 实现了规模应用。然而，在对数据实时性、智能分析水平要求高的深度应用场景 中，如预测性维护、工艺优化、分享制造、产融合作等场景，解决方案均为试点 应 用，尚 未 达 到 规 模 复 制 的 水平 。 多场景协同需求不断增加，形成“平台开发 +集 成 应 用 ”模 式 。 在企业应用 实际现场，数据集成、共享与应用范围不断扩大，需要更多场景之间协同组合。 与传统一体化系统不同，工业互联网解决方案以微服务、松耦合为核心特征，首 二 、“ 平 台 +”体系助力制造业数字化转型 | 10 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 先解耦工业场景需求，实现场景的模块化开发，形成沉淀在平台上可复用的微 服务和机理模型，然后以统一的平台标准进行场景集成，最终实现更大范围的 协同应用。如全流程质量管理，通过集成研发设计、生产制造、售后反馈等各环 节数据，实现全流程闭环管理。 (二 ) “平台 +新技术”解决方案从试点探索到规模应用 5G、大数据、人工智能、数字孪生等新技术是释放工业数据的要素价值的 重要手段，工业互联网平台以技术融合带动工业技术创新、管理创新、模式创 新，提升技术创新附加值，推动工业要素、生产力与方式变革。 图 5. 工业互联网解决方案技术应用密度图 数据来源：国家工业信息安全发展研究中心 应用场景 边缘计算 大数据 人工智能 5G 区块链 数字孪生 AR/VR 核心 业务 优化 研发设计优化 生产过程优化 工艺优化 质量优化 供应链管理 管理决策优化 生产 保障 能力 提升 设备资产管理 安全生产 节能减排 社会化 资源 协作 产业协同 分享制造 按需定制 产融合作 11 | 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 大数据、人工智能、边缘计算规模应用效果凸显。 大 数 据 、人 工 智 能 、边 缘 计 算 应 用 场 景 最 广 泛 ，并且在 半数 以上的应用场景中实现了规模化复制。数据 是其他技术应用的基础，大数据、人工智能和边缘计算在发挥数据要素价值方 面作用显著，一方面通过数据的高级分析，实现动态感知、反馈控制与智能决 策，能 够 极 大 提 高 生 产 运 营 效 率 与决 策 精 准 度 ，发 现 行 业 新 知 识 、新 规 律 、新 方 法；另一方面通过发挥工业互联网远程协同、全面连接等优势，可推动工业数据 的在线、流动和共享，实现业务协作与跨界融合。 5G、区块链、数字孪生和 AR/VR在特定场景实现应用探索。 这些技术已在 2/3的应用场景实现试点应用，在少数特定场景中实现复制推广。 “平台 +5G”入 局时间短、发展快， 凭借高速率、低时延、高可靠的特性，能够解决复杂环境下 生产过程不透明、品质量缺陷检出率低等问题。 “平台 +数 字 孪 生 ”开 发 难 度 大 、价 值 高 ， 通过数据建模、监测分析、虚实对照等服务，实现覆盖产品研发、模 拟测试、生产制造、市场服务的全生命周期管理。 “平台 +区 块 链 ”与 商 业 模 式 相 结 合， 为数据要素的配置、交易及管理提供了新的解决思路，在增强数据可信、 提升协同效率、建设安全共享机制等方面的作用较为显著。 “平台 +AR/VR”在 培 训 方 面成 效 显著， 包括在产品研发、生产制造设备运维等环节辅助人员动 作，通过虚拟数据与现实场景的沉浸式结合，让新员工快速具备老师傅的技能 水平。 新技术组合成为主流应用模式，实现技术能力的优势互补。 在工业互联网 平台开放、兼容的生态体系下，各类新技术通过发挥各自优势，实现了基于平台 的组合应用，展现出了较强的落地性、价值性与创新性。 “大数据 +人工智能” 能 够发现新工艺知识并形成创新优化方案； “ 5G+人工智能” 应用于质量检测环节 可显著提升不良品的检出率，降低人工成本； “边缘计算 +云计算” 应用于生产 过程管理，通过边云协同可实现远程控制与反馈优化；在设备运维场景中， “数 字孪生 +AR/VR” 能够帮助设备运维人员快速上岗，减少经验依赖。 | 12 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 (三 ) “平台 +行业”解决方案从少数先行到各具特点 各行业应用切入场景不完全相同，形成了各具特点的应用路径，经过三年 发展，形成了一批具备行业特点、解决企业痛点、价值成效有亮点的“平台 +行 业”解决方案。由于工业行业复杂、细分领域较多，在研究中选取了应用较多的 十个行业进行梳理，形成行业应用密度图（图 6）。 图 6. 工业互联网解决方案行业应用密度图 数据来源：国家工业信息安全发展研究中心 采矿 钢铁 石化 建材 纺织 服装 家电 机械 交通 设备 制造 电子 电力 核心 业务 优化 研发设计优化 生产过程优化 工艺优化 质量优化 供应链管理 管理决策优化 生产 保障 能力 提升 设备资产管理 安全生产 节能减排 社会化 资源 协作 产业协同 分享制造 按需定制 产融合作 应用场景 行业 13 | 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 解决方案覆盖几乎全部工业行业，应用深度和广度各不相同。 整 体 来 看，工 业互联网的行业应用范围不断扩大，在 2018年，工业互联网应用主要集中在机 械和电力行业 4 ，而 到 了 2020年，工业互联网应用几乎涵盖了工业所有分类，各 行业在不同场景均有不俗表现。但从应用深度来看，大部分行业仍然处于试点 探索，仅在部分场景实现了规模应用。 各行业纷纷找准切入点，构建行业特色解决方案。机械和交通设备制造行 业 正在从存量竞争向服务化转型，在推广范围和应用深度均领先其他行业，主 机厂等能够基于设备数字化基础提供远程运维、设备租赁、产融合作等解决方 案，并进一步实现产业协同和服务增值。 钢铁行业 价 格 波 动 大 、下 游 中 小 企 业 分 散 ，钢 铁 平 台 以 供 应 链 为 切 入 点 ，探 索 供应链服务新模式 ，如 欧 冶 云 商 基 于 平台 现货交易大数据提供产能预售服务、嘉兴云切基于智能匹配算法提供钢板切割 分享制造解决方案。 服装行业 强调快时尚、定制化， 按需定制 解决方案创新性较 强，酷特智能、迪尚等企业探索开展用户参与定制、消费数据反馈研发设计、热 销订单预测等解决方案。 电子行业 产品种类多、质量要求高、生产周期短 ,对 生 产制造过程优化 的需求较高，泰衡诺、华星光电、精研等电子企业积极尝试 SMT 智 能 管 理 、缺 陷自 动 检 测 、 5G+人 工 智 能 检 测 等 解 决 方 案 ，在 柔 性 生 产、质 量 管 控等方面实现能力提升。 4.工业互联网平台创新发展白皮书（2018），国家工业信息安全发展研究中心 新一代信息技术与制造业融合发展已逐步进入创新突破、深入渗透、应用 推广的加速期，工业互联网创新发展向多领域、多层次推进，真正引发生产组织 方式、产业形态与治理模式的深刻变革。 (一 ) 新型工业生态体系在探索中逐渐显现 链式、线性关系的工业体系逐步被网状、多元关系的新型工业生态体系取 代 ，正 推 动 形 成“ 制 造 +服 务 ” 、“ 平 台 +APP” 、“ 虚 拟 +实体 ”的 新 型 工 业 生 产 模 三、趋势和展望 | 14 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 式。一方面，新产业发展加快制造业服务化进程，工业互联网产业化发展迅猛， 截至 2020年，全国从事工业互联网业务的服务商规模超过 2万 家，服 务工 业 企 业数近 40万家，成为生产性服务业的重要组成部分。另一方面，随之而来的组 织、管理、文化等变革也正在发生，大部分在数字化转型前沿的工业企业已经逐 步与信息化、数字化或工业互联网等服务商携手，制造企业与服务商合作、服务 商之间合作、制造企业之间合作成为未来趋势。 (二 ) 跨界融合成为产业发展的显著趋势 跨界融合已在消费领域蔚然成风，并逐步向制造领域延伸，正在形成制造 业 与 金 融 、零 售 、能 源 、医 疗、农 业 等 各 领 域 深 度 融 合 的 产 业 新 形 态 。消 费 数 据 被 逐 渐 应 用到 生 产 端，基 于 3D数据模型的用户定制在鞋服行业已有较多应用， 产品溯源能够帮助消费者跨越千里追踪到一盒牛奶来源的牧场。生产数据正在 被应用到更广阔的领域，设备共享、产能预售、供应链金融等新模式也成为推动 中小企业轻资产运转的重要力量。总的来看，工业互联网平台已成为新模式新 业态的依托载体，正在加快数据互联互通，深度挖掘跨界融合创新业务，推动 一 、二 、三 产业 融 通 发 展 。 (三 ) 共享与治理成为产业新的焦点议题 任何产业技术变革和结构调整都将为治理模式带来新要求。尤其是在数据 成为新生产要素的今天，管理对象、管理范围和机制的同时变化，为政府、企业 带来新的挑战。一是管理对象复杂化，传统管理模式以企业为基本管理单元，而 现在经济生态构成复杂，合作模式多样，管理者需要权衡处理好平台、制造企业 和服务商之间的关系，导致传统治理模式下的成本激增。二是管理范围扩大化， 各类活动通过数字化进程从物理世界向虚拟世界扩展，其中亟待处理的一大难 题是数据管理，尤以数据确权为当务之急。三是管理机制多样化，在已有管理手 段之外，标准机制成为多方合作的准绳和纽带，从通信领域经验可知，标准机制 能够在组织责权界限模糊地带帮助企业分清责权、确保利益，还应重新审视行业 协会、研究机构在管理领域的补位作用。 15 | 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 战疫篇 当前，新冠疫情全球大流行与世界经济低迷呈叠 加态势，工业经济发展面临重大挑战。工业和信息化 部信息技术发展司在 2020年 4月面向全国征集了 360 个支撑疫情防控和复工复产的工业互联网平台解决 方案，实践证明，工业互联网平台作为工业全要素、全 产业链、全价值链链接的枢纽，打通了生产、分配、流 通、消费等各环节，保障产业链各环节正常运转，成为 降低疫情不利影响、保障经济平稳运行的重要载体。 | 16 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 (一 ) 全球经济发展不稳定因素不断增多 全球经济增长动能减弱。 当前全球新一轮产业变革处于窗口期，尚未实现 根本性突破，联合国数据显示世界经济增速由 2017年的 3.2%降至 2019年的 2.3%，且 为 近 10年最低水平 5 。 逆全球化影响逐步加剧。 受 逆 全 球 化 抬 头、英 国脱欧、非关税措施激增等因素影响 ,全球贸易大幅放缓且增长乏力。数据显 示， 2019年全球贸易量下跌 0.4%，尽 管 跌 幅 不 大 ，但 却 是 2009年后首次下跌 6 。 新冠疫情蔓延使经济形势更加严峻。 各国实施贸易限制、禁航禁运等政策管制， 部分产业出现短期“休克”问题，全球产业链、供应链存在断裂风险。 2020年 6 月， IMF大幅下调了 2020年的全球 GDP增 速 预 测 ，预 计 2020年全球 GDP增速 为 -4.9% 7 。 (二 ) 我国制造业在内外压力下稳中求进 在国内外经济形势严峻复杂、不稳定性不确定性明显增强、风险挑战持续 加大的背景下，我国制造业稳中求进，成为全球经济发展的“稳定器”。 2016- 2019年，我 国 全 部 工 业 增 加 值 年 均 增 长 5.9%，远 高 于 同 期 世界工 业 2.9%的年 均增速； 2019年制造业增加值占全球比重达 28.1%，已 连 续 10年保持世界第一 制造大国地位。与此同时，我国制造业改造提升加快，截至 2020年 6月，制 造 业 重点领域企业关键工序数控化率和数字化研发设计工具普及率分别达到 51.1% 和 71.5%，制造业与互联网融合步伐不断加快。 (三 ) 工业经济发展遭遇新冠疫情冲击 2020年伊始，制造业高质量发展势头受到突如其来的新冠疫情冲击。一方 面，因 为 疫 情 管 控、复 工 延 迟 、流 通 减 速 等 原 因，造 成 了制 造 业 生 产 停 滞；另 一 一 、产 业 格 局 调 整 遭 遇 疫 情 考 验 5. 数据来源：2020年世界经济形势与展望，中国区域发展网， 6. 数据来源：2019年全球贸易增速现金融危机后首次下滑，商务部网站， jyjl/m/202003/20200302942335.shtml 7. 数据来源：IMF世界经济展望：预计2020年全球GDP增速为-4.9%，凤凰网财经， c/7xZUdhaq6zY 17 | 国家工业信息安全发展研究中心 工业互联网解决方案创新应用报告 2020 方面，由疫情导致第三产业如旅游、餐饮、线下零售等领域的负面影响逐渐蔓延 至制造业，导致制造业订单量、需求量大幅减少。根据国家统计局数据显示，疫 情爆发期，社会消费品零售总额同比下降 20.5% 8 ，全 国 服 务 业 生 产 指 数 同 比 下 降 13.0% 9 ，规 模 以 上 工 业 增 加 值 同 比下 降 13.5%，规 模 以 上 工 业 增 加 值 环 比下 降 26.63% 10 。 习近平总书记强调，经济社会是一个动态循环系统，不能长时间停摆 11 。而 疫情防疫形势严峻复杂，稍有不慎可能使之前的防控成果付之东流，是经济社 会恢复的最大阻力。 (一 ) 疫情管控和经济发展的矛盾 疫情期间人力资源缺乏导致企业复工复产困难。 为 保 证 疫 情 防 控 效 果，降 低传播风险，各地出台了诸如延长假期、封城、交通管制等防控措施，不可避免 地限制了地区人员流动。我国工业企业多为劳