2019年工业互联网垂直行业应用报告.doc

2019年 工业互联网垂直行业应用报告 2019年 2月 目 录 前言 . 1 1). 轻工家电行 业 工业互联 网 实践 . 1 行业基本情况及生产特点 . 1 行业对工业互联网实施的业务需求 . 3 细化应用场景一：用户交互体验 . 4 细化应用场景二：异常的及时响应和知识库 . 6 细化应用场景三：海尔互联工厂 . 8 细化应用场景四：设备的全周期物联生态解决方案 .10 细化应用场景五：海尔 COSMOPlat大规模定制 . 11 2). 工程机械行 业 工业互联 网 实践 .16 行业基本情况及生产特点 .16 行业 对工业互联网实施的业务需求 .18 细化应用场景一：供应链协同创新应用 .19 细分应用场景二：离散制造智能工厂 .26 细化应用场景三：产品全生命周期智能服务 .31 细化应用场景三：工业互联 网 +保险创新应用 .35 3). 电子信息行 业 工业互联 网 实践 .38 行业基本情况及生产特点 .38 行业对工业互联网实施的业务需求 .40 细化应用场景一：设备健康管理 .43 细化应用场景二：人机协同一体化 .46 细化应用场景三：生产过程质量追溯 .49 细化应用场景四：生产质量智能管理 .51 4). 钢铁行业工 业 互联网实践 .54 行业基本情况及生产特点 .54 行业对工业互联网实施的业务需求 .55 细化应用场景一：现场数据采集与边缘计算 .57 细化应用场景二：轧机振动监测及抑振技术研究与应用 .63 细化应用场景三：实施集成客户的制造工程 .66 细化应用场景四：船板定制配送 C2M+JIT应用 .72 5). 高端装备行 业 工业互联 网 实践 .75 行业基本情况及生产特点 .75 行业对工业互联网实施的业务需求 .76 细分应用场景一：社会化协同研发与生产 .77 细分应用场景二：知识自动化 .79 细分应用场景三：高端装备的预测与健康管理（ PHM） .82 6). 建筑行业工 业 互联网实践 .87 行业基本情况及生产特点 .87 行业对工业互联网实施的业务需求 .88 细化应用场景一：虚拟建造过程的设计协同管理 .90 细化应用场景二：虚实融合的施工协同管理 .91 7). 船舶行 业 工业互联 网 实践 .93 行业基本情况及生产特点 .93 行业对工业互联网实施的业务需求 .93 细化应用场景一：大型离散制造智慧物联应用 .95 细化应用场景二：船舶工业供应链上下游协同应用 .98 8). 电力行业工 业 互联网实践 . 103 行业基本情况及生产特点 . 103 行业对工业互联网实施的业务 需求 . 105 细化应用场景一：火电机组运行特性分析 . 107 细化应用场景二：炉管在线寿命评估与状态监测 . 110 细化应用场景三：发电设备运行优化调度 . 112 细化应用场景四：齿轮箱故障预警 . 115 9结语 . 118 9.1发现 . 119 9.2建议 . 120 9.3展望 . 120 1 1. 轻工家电行业工业互联网实践 行业基本情况及生产特点 家电业是中国民族企业的骄傲，是中国市场上少数几个有定价权的行业。“十二五”时期，中国家电业取得了长足的发展与进步。尽管 2015年主要产品 销售增速放缓，但家电消费升级态势良好。企业以创新 为突破口，加大研发投入， 践行中国制造 2025，通过产业结构调整、产品结构升级、销售渠道变革，转型升级健康发展，经济运行质量明显提高。 2015年，家电业规模以上企业总数 2702个，家电业的从业人员在 2011年 峰值时期一度达到超过 137万人。随着工业自动化水平迅速升级，机器换人日益 普遍，生产效率提升，用工人数逐年下降。近年全行业减员增效继续，主流企业 减员幅度约 5% 8%， 全行业接近 5%， 2015年全行业从业人员约 115万人。 2016年，家电业完成主营业务收入 1.46万亿元，比上年同期增长 3.78%。 “十二五”时期，家电业经济效益始终保持高于主营业务收入的增长速度，经济效益明显提升，转型升级成效显著。 整个家电行业运行特点体现在以下 5方面： 一是产业结构迅速升级。家电产品结构不断升级，产品档次进一步提高，各类大容量、变频、智能、健康产品不断涌现，努力满足消费者不断变化和升级的需求。厨房电器和小家电产品结构升级显著，呈现同样的高端化趋势。 二是研制投入加快，企业自主创新能力大幅提高。 2016年家电内外销市场均面临一定压力，但行业总体实现小幅增长，尤其是行业龙头企业，整体表现优于行业平均水平，海尔、美的、格 力营业收入增速均超过两位数。原因在于，核 心企业保持持续研发投入，努力打造长期可持续发展的竞争优势。主要家电企业 仍然顶住压力继续保持对研发的高投入，一方面对生产线进行优化改造，提升生 产效率；另一方面，进一步完善自身研发体系，站在全行业、全世界的高度规划 未来，加大对基础技术、前沿技术的投入和研究，加大对高素质人才的积累，加 大对全产业链创新资源的整合，努力改善用户体验，拓展新业务成长空间。 2016年仅 35个家电相关上市企业的研发投入合计已经超过 240亿元，同比上年增长 超过 80%，高于营业收入增长速度超过 20个百分 点。其中青岛海尔、老板电器、 爱仕达、天际股份等企业研发投入增速较高，在 30%左右。 三是运营模式不断创新，线上渠道快速增长。为适应市场快速变化及传统营 销模式失效的风险，海尔、美的等家电核心企业颠覆以往大规模制造、大规模压 货、大规模销售的营销模式，重构以市场需求为中心的客户订单式产销模式，已 经开始收到成效。家电企业的销售渠道实现了多元化突破。线上业务快速增长、 线下推进 O2O转型，线上线下融合、微店等新渠道方式不断涌现。线上渠道销售 强劲， 2016年家电各品类 （不含彩电 ） 合计线上销售额增长 20.8%，全行业合 计 线上销售额占市场销售总额的 24.9%。 四是制造技术加速升级。 2016年，家电行业通过提升生产工艺装备的自动化、智能化水平，努力提升精益制造管理能力，挖掘生产效率提升的红利，制造 技术进一步升级。截至 2016年，家电行业已有海尔、长虹、创维、美的、海信、 海立、九阳、老板 （等 ） 8家企业先后成为工信部“智能制造综合试点示范”项 目。到2017年底，海尔已建成 9个数字互联智能工厂，整个生产过程可以保证 运行时间缩短 50%， 半成品库存减少 80%， 用人减少 85%，最终实现产能效率翻 番。截至 2016年，美的空调智能制造累计 投入 10亿元，拥有机器人 562台，减 少人工 2.2万人，平均自动化率达 16.9%， 效率提升 195%。老板电器建成年产 225万台厨电产品数字化智能制造基地，通过设备自动化、物流自动化、产品设 计数字化，以及信息化管理，生产效率提升 30%， 制造周期缩短 30%，节省人工 成本 30%， 产品品质一次优良率提升 20%以上。 五是家电智能化趋势明显。智能家电两大特点：一是通过软件技术完成整合、 协调，各种智能产品互联互通不孤立 ,并依托云计算和大数据集成智能产品，实 现人和产品之间、产品和产品之间的交互，最终构建一体化的智慧家庭；二 是紧 紧粘合消费者的细节需求、情感需求、关爱需求等等，从而提供可以无限延伸的、 个性化的服务。但是现在涌现的智能家电还只是在控制智能化上做文章，有些智 能家电产品的设计甚至不是出于对用户需求的真正考虑，而是对现有产品的拼凑， 以至于许多智能家电产品基本的操作设置不够人性化，基本不具备灵活的远程控 制、基于大数据的智能分析以及通过改变人们的生活方式实现低碳、节能、舒适 的能力，而这三点恰巧是追求智能化的企业需要建立的核心。提高家电产品的智能性还需要家电企业连同产业链上下游伙伴在技 3 术研发方面进行更深入的探索。 行业对工业互 联网实施的业务需求 家电行业发展到现在，随着新一代信息技术的不断成熟和应用以及新的商业模式的成功演变，行业产品对工业互联网有着以下几点需求： 一是产品智能化需求。通过硬件的升级和软件技术完成整合、互联，使各种智能产品互联互通，并依托云计算和大数据实现人和产品之间、产品与产品之间的交互，最终构建一体化智慧家庭；再者通过与消费者的持续交互，不断结合消 费者细节需求、情感需求、关爱需求，更新迭代产品功能，为消费者提供个性化、贴心的管家服务。 二是广泛联结的需求。智能家电的互联互通包括智能冰箱、洗衣机、电视、空调等各 类家电产品能够通过互联网相互联接，包括通过移动互联网、 PC互联 网对其进行整体控制与管理，并且家电产品自身与电网、放置的物品、使用者等 能够物物相联，通过智能感知，达成人们追求的低碳、健康、舒适、便捷的生活方式。 三是大数据挖掘应用的需求。数字经济是一个以数据驱动的满足消费者新需求的时代，移动化、数字化、社会媒体、物联网技术、云计算、人工智能捆绑发 力引发的技术趋势，彻底颠覆了人们的生活和消费方式，用户需求变得更加个性 化，用户表达的社交平台更多，用户活跃度显著提升，用户需求数据变得可视化与量化，消费者从以前被动接 受服务的角色逆转成为需求的主动提出者。 家电行业的大数据主要分成四大板块：一是交易数据，即销售的结果，终端交易的数据；二是交互数据，包括在物联网、互联网、微信、微博、社区等平台， 每一个用户与智能产品、用户和消费者都在不断发出声音和不同领域交流互动， 形成交互数据；三是行为数据，即消费者想买什么，想看什么，想听什么，它的过程是什么；四是运营数据，即企业运营过程中产生的数据。只有将这四种不同 类型的数据准确并有效地融合在一起，才能真正体现大数据技术的增值价值，才能有效地预测未来并服务于企业各项决策。 四是用户参与全 流程交互和体验的需求。大部分家电行业产品的最终用户是 消费者，消费者的使用体验和对产品的评价将直接影响家电产品的市场生命力。 鉴于此特点，家电产品全生命周期中的两大场景将对工业互联网有着迫切的需求， 一是消费场景，即家电产品到消费者手中以后消费者使用家电的过程，二是生产 场景，即消费者的订单进入生产环节直到产品生产完成并送到消费者手中的过程。这两个场景都需要重点考虑终端用户的消费体验和对产品的评价。 其中消费场景中又有诸多消费者与产品之间互动的细分场景，比如消费者个性化使用偏好场景，消费者在产品社群中参与产品互 动的场景，产品的维修服务 等。以上场景实现的前提是产品需提供与用户交互的入口，同时产品本身需要具备边缘计算及通讯的能力。 生产场景包含诸多复杂的生产环节，如产品的模块设计及供应、产品的制造、产品的物流等。若要增加终端用户对生产过程透明感知的良好体验，就需要对生 产的各个环节开放。反过来讲倒逼生产每个环节现场设备的联网、生产数据的采集和打通、生产流程的可视化，同时保障各个环节信息安全。 细化应用场景一：用户交互体验 应用场景描述 用户交互体验是产品在送装至终端用户手中后的使用过程中通过与用户进行频繁的交互，持续 的了解用户个性化信息，不断为用户提供贴心、个性化的服务，最大程度的提高用户的使用体验，进而让用户持续、深度的参与到以产品为 载体的社群生态，为产品的迭代贡献最真实的意见和创意，最终达到用户、企业及生态圈的攸关方多赢的结果。 以产品为载体，通过产品的物联网功能为用户提供交互接入的入口。通过入口用户可进入与产品本身的交互系统和以产品为载体的用户社群平台。产品本身 交互系统为用户提供产品自身的相关参数数据和工作运行的数据，能为用户的维 修保养提供主动性的建议；同时该系统还为用户延伸提供与产品功能相关联的上下游功能或生态 资源。 产品体验增值场景的边缘层需要把产品自身数据和与用户交互产生的数据通过数据采集装置采集并存储，若功能较复杂的产品则需具备边缘计算的能力和本地存储的能力，本地实时计算分析后直接产生可视化结果与用户进行交互。不 需要实时计算的数据则通过产品上的通讯模块将数据传输至云平台，云平台通过 5 约定协议解析并存储。云平台根据需要部署大数据架构，数据根据应用场景的需求应用不同的算法和模型进行计算分析，结果通过 APIs或直接通过应用层 APP展示。平台层还需具备第三方生态伙伴数据接入的能力，具备友好的开发者开发 环境和所需的 开发工具。应用层为用户提供完整解决方案的 APPs，包括社群建 设 SDK和套件，行业 APP以及其他行业应用。 实施案例：海尔贝享孕婴空调 在空调的用户群中，母婴群体对空调的性能反应是最敏感的，也是要求最高的。在各大社交媒体与空调使用及母婴健康相关的板块中，散布着众多用户的吐 槽与创意话题，如夏季空调的舒适性、空气净化功能、空气加湿功能、智能调温、 柔和风等多达 350万条精准话题曝光。家电的社群平台运维人员发现以上话题讨 论后便对用户的社交数据进行归类、分析，并与用户进行深入的引导互动，同时 有超过 21.5万条孕婴妈妈的 创意交互。在孕婴妈妈的创意交互过程中，社群运 营人员将引导不同专业的在线设计师进行在线方案设计，在 5000多名注册设计 师中有 35位设计师参与与用户的交互设计，同时又 （有） 6家模块商同时提供 技术支持。经过了用户、在线设计师、模块商 4次的体验迭代 ， 195天的交互、 设计、研发，最终形成了能解决社群中大多用户痛点、满足大多用户需求的贝享 虚拟空调。虚拟空调在社群中发起预约预售活动，短短几天内预约用户达到 2000台。海尔 COSMOPlat贝享空调平台经过产销成本核算决定开模生产。产品在生产 过程中，预定用户可全流程跟踪 空调生产进度及各生产环节的详细信息。产品生产完成下线后，将通过物流直接送达用户家中，实现产品不入库。 图 1-1海尔贝享空调用户交互迭代示意图 贝享空调的用户在收到产品使用的过程中，空调将持续的采集自身的工作数据，包括耗电量、工作时间、工作模式等，这些数据将通过用户家中的无线网络 发回到海尔 COSMOPlat企业云平台进行用户空调使用行为画像。同时用户在使用 过程中也会在社群中不断交互使用体验及心得。通过用户社群数据及空调回传的 传感器数据分析，静音的功能是用户需求最大的新功能，于是在线设计 师针对此功能又开始了新一轮的升级迭代，最终交互产生了第二代静音空调。 细化应用场景二：异常的及时响应和知识库 应用场景描述 轻工家电行业为了保障生产端的增值工作时间，所有的制造运营都是以生产线的高效持续运行为目标。建立一种在现场发生任何人、机、料、安全、质量、工艺等异常的情况都能够被及时响应，并且响应过程和处理过程能够被结构化的 记录，形成知识库，知识库可以为下一次发生同类异常现象提供快速解决方案， 同时，还需要能够自动分析异常发生频次，指导决策人员通过改善项目，持续优 化异常发生的频次和间隔时间，达到通过科学 决策减少生产异常造成对效率影响的目的。 由于需要结构化的记录响应过程和处理过程，通过传统的手机、对讲机交互后再进行记录显然会把时间浪费在记录上，也不便于以后的查询和因果资产的积 累，微信等方式也不是适用的解决方案，同时，因为响应过程需要现场作业，也希望通讯的设备最好能够穿戴而不影响肢体作业。 综合考虑，采用 RFID对人员和响应过程进行记录比较方便，通过智能手表 作为通讯工具更适合信息的传递和方便作业人员作业。不同专业支持人员接班时 佩戴手表，领用手表时通过刷 RFID工卡与对应手表绑定，现场发生安全、设备 等异常通过安装在工位旁边的 E-Andon现场交互终端触发相应分类的支持请求， 相应工位和相应的分类绑定对应的支持人员，手表推送异常发生的位置、现象、 触发人员等，支持在规定时间内赶到现场，在终端上刷卡，确认异常开始处理， 处理完成后支持人员再次刷卡，响应完成，新的异常或新的处理方式后台推动一 张工单给支持人员，支持人员在办会室终端记录异常现象、处理过程、更换备件、