工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以看做是工業(yè)領(lǐng)域的“升級”模式，其核心是基于全面互聯(lián)而形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主要架構(gòu)是通過構(gòu)建網(wǎng)絡、平臺、安全三大功能體系，打造人、機、物全面互聯(lián)的新型網(wǎng)絡基礎設施，形成工業(yè)智能化發(fā)展的新興業(yè)態(tài)和應用模式。

   國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展態(tài)勢研究

  一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概述

   1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)簡介

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成的產(chǎn)業(yè)和應用生態(tài)，是工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵綜合信息基礎設施。其本質(zhì)是以機器、原材料、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、產(chǎn)品以及人之間的網(wǎng)絡互聯(lián)為基礎，通過對工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知、實時傳輸交換、快速計算處理和高級建模分析，實現(xiàn)智能控制、運營優(yōu)化和生產(chǎn)組織方式變革。

   可能前面這段話聽起來有點抽象，通俗來講，“工業(yè)”，是一種產(chǎn)業(yè)形態(tài)，是終端應用的場景。

   “互”是交互，從產(chǎn)品設計、到產(chǎn)品生產(chǎn)、再到產(chǎn)品運輸直至產(chǎn)品進入終端消費者，每一個環(huán)節(jié)都存在信息的互動；

   “聯(lián)”是聯(lián)絡，將工業(yè)生產(chǎn)流程中的需求信息、設備信息、物流信息以及消費信息通過大數(shù)據(jù)聯(lián)絡起來，形成閉環(huán)的新興業(yè)態(tài)。

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對制造業(yè)的作用：

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對制造業(yè)帶來的推動作用包括：

   智能化生產(chǎn)：實現(xiàn)從單個機器到產(chǎn)線、車間甚至整個工廠的智能決策和動態(tài)優(yōu)化。

   個性化定制：基于互聯(lián)網(wǎng)獲取單個用戶個性化需求，通過靈活柔性組織設計、制造資源和生產(chǎn)流程，實現(xiàn)低成本大規(guī)模定制。

   網(wǎng)絡化協(xié)同：形成眾包眾創(chuàng)、協(xié)同設計、協(xié)同制造等新模式，有助于降低產(chǎn)品開發(fā)制造成本，縮短產(chǎn)品上市周期。

   服務化轉(zhuǎn)型：通過對產(chǎn)品運行的實時監(jiān)測，提供遠程維護、故障預測、性能優(yōu)化等一系列服務，并犯規(guī)給產(chǎn)品設計，實現(xiàn)服務化轉(zhuǎn)型。

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的意義：

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以資產(chǎn)為核心，構(gòu)建從設計、生產(chǎn)、運輸?shù)较M的產(chǎn)業(yè)云平臺，并通過數(shù)據(jù)流的傳遞，提升了制造過程中的附加價值，平滑了制造業(yè)的微笑曲線，實現(xiàn)了設備-產(chǎn)品-消費者的閉環(huán)數(shù)據(jù)流系統(tǒng)。

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)拉平了制造業(yè)的微笑曲線：

   國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展態(tài)勢研究

   從價值創(chuàng)造的角度來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以帶來產(chǎn)業(yè)效率的提升。根據(jù)GE預測，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有望影響全球46%（約32.3萬億美元）的經(jīng)濟。從國內(nèi)來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對占GDP近30%的制造業(yè)影響巨大，15-17年國內(nèi)工業(yè)增加值保持在20萬億人民幣之上。假設工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的普及會帶來1%的產(chǎn)業(yè)效率的提升，那么將產(chǎn)生2000多億的產(chǎn)值增量，其市場效益非常顯著。

   工業(yè)制造業(yè)占GDP比重（單位：%）全部工業(yè)增加值（單位：億元）：

  資料來源：Wind

   2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)政策環(huán)境分析

   （1）產(chǎn)業(yè)高度提至國家戰(zhàn)略層面，頂層設計清晰

   政策大力扶持，不斷釋放紅利。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頂層重點設計，政策持續(xù)加碼支持。2017年國務院審議通過了《關(guān)于深化互聯(lián)網(wǎng)+經(jīng)濟制造業(yè)，發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見》(以下簡稱“《意見》”)，大力扶持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的技術(shù)標準及產(chǎn)業(yè)。

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)政策：


   《意見》提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來三個階段的發(fā)展目標：

   到2025年，覆蓋各地區(qū)、各行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡基礎設施基本建成，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識解析體系不斷健全并規(guī)模化推廣，基本形成具備國際競爭力的基礎設施和產(chǎn)業(yè)體系；

   到2035年，建成國際領(lǐng)先的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡基礎設施和平臺，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全面深度應用并在優(yōu)勢行業(yè)形成創(chuàng)新引領(lǐng)能力，重點領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國際領(lǐng)先；

   到本世紀中葉，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展能力、技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系以及融合應用等全面達到國際先進水平，綜合實力進入世界前列。

   （2）產(chǎn)業(yè)基礎良好，地方政府執(zhí)行力強

   地方政府積極扶持，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)逐漸落地。江蘇、浙江、山東以及廣東等省份積極開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目，積極推動項目落地。

   各地方政府積極落地工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目：

資料來源：互聯(lián)網(wǎng)公開信息

   浙江在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目落地方面走在全國前列。2017年兩會之后，浙江省發(fā)布的《浙江省政府工作報告》提出“十萬企業(yè)上云”的行動計劃。

   2017年5月，浙江信息化工作領(lǐng)導小組發(fā)布《浙江省“企業(yè)上云”行動計劃（2017年）》，計劃全省新增上云企業(yè)10萬家，培育國內(nèi)領(lǐng)先的云平臺服務商3-5家、行業(yè)云應用平臺10個、云應用服務商100家，形成典型標桿應用案例100個。開展10項專項活動，按行業(yè)如工業(yè)企業(yè)、農(nóng)業(yè)企業(yè)、服務業(yè)企業(yè)、科技企業(yè)、個體工商戶開展上云活動。將企業(yè)上云工作列入省政府對各市政府目標責任考核，考核目標分解到各市。

   浙江省2017年企業(yè)上云計劃目標分解：

資料來源：浙江省企業(yè)上云行動計劃附件

  二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

   1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心驅(qū)動力

   為何當下是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的風口？

   一方面，中國制造業(yè)面臨外部競爭加劇，內(nèi)部產(chǎn)能過剩的局勢，隨著人力成本的上行加速了制造業(yè)企業(yè)開展結(jié)構(gòu)化調(diào)整的步伐；

   另一方面，從底層的物聯(lián)感知層，到網(wǎng)絡處理層，再到終端應用層，相應的技術(shù)體系逐漸完善，部署成本逐漸降低，工業(yè)企業(yè)迎來了“上云”良機。因此，當下是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)布局的良機。

   （1）人力成本上行推動制造業(yè)智能化

   制造業(yè)從業(yè)人員平均工資不斷上行。2012年，制造業(yè)就業(yè)人員平均工資達41650元/年，2017年便攀升至59740元/年，年復合增長率達7.38%。

   圖7：制造業(yè)就業(yè)人員平均工資（單位：元/年）

資料來源：Wind

   （2）新技術(shù)日漸成熟，推動制造業(yè)向智能模式變革

   1）互聯(lián)網(wǎng)的演進

   1969年互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)首次應用于美國國防部，而國內(nèi)直到上世紀90年代中期才引入。目前，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)從桌面互聯(lián)網(wǎng)向移動互聯(lián)網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)變革，并不斷滲透在實體行業(yè)，推動了產(chǎn)業(yè)的進化與發(fā)展。

   圖8：互聯(lián)網(wǎng)的演進與應用


   2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的變革歷程

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)的深度融合的產(chǎn)物，現(xiàn)在已經(jīng)從傳統(tǒng)的工業(yè)1.0向著工業(yè)智能化發(fā)展。

   圖8：互聯(lián)網(wǎng)的演進與應用


   3）技術(shù)成熟，可實現(xiàn)大規(guī)模部署

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)逐漸成熟。

   感知層方面，傳感技術(shù)、RFID射頻識別技術(shù)以及二維碼技術(shù)都已經(jīng)廣泛應用于實際生產(chǎn)中；

   網(wǎng)絡層面，5G通信技術(shù)的快速推進以及國產(chǎn)化領(lǐng)先降低了國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的部署成本；

   應用層面，大數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)的應用以及云計算的部署模式已然達到產(chǎn)業(yè)化水平。

   圖8：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)逐漸成熟


   2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)。網(wǎng)絡、平臺、安全是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三大要素。

   網(wǎng)絡是基礎，即通過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)全系統(tǒng)的互聯(lián)互通，促進工業(yè)數(shù)據(jù)的充分流動和無縫集成，

   數(shù)據(jù)是核心，即通過工業(yè)數(shù)據(jù)全周期的感知、采集和集成應用，形成基于數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性智能，實現(xiàn)機器彈性生產(chǎn)、運營管理優(yōu)化、生產(chǎn)協(xié)同組織與商業(yè)模式創(chuàng)新，推動工業(yè)智能化發(fā)展；

   安全是保障，即通過構(gòu)建涵蓋工業(yè)全系統(tǒng)的安全防護體系，保障工業(yè)智能化的實現(xiàn)。

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)：


   （1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)之網(wǎng)絡

   網(wǎng)絡是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎，可以實現(xiàn)人、物品、機器、車間、企業(yè)以及設計、研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務等產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈全要素的互聯(lián)互通，實現(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)各主體單元之間的無縫傳遞。

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體網(wǎng)絡體系目標框架：

   國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展態(tài)勢研究


   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡設備又由三個體系組成：

   網(wǎng)絡互聯(lián)體系，作用是將各生產(chǎn)要素進行連接，包括工廠內(nèi)網(wǎng)絡和工廠外部網(wǎng)絡。工廠內(nèi)部網(wǎng)絡包括IT網(wǎng)絡和OT（工業(yè)生產(chǎn)與控制）網(wǎng)絡，連接的主體包括在制品、智能機器、工業(yè)控制系統(tǒng)、人等。工廠外部網(wǎng)絡連接企業(yè)上下游、企業(yè)與智能產(chǎn)品、企業(yè)與用戶等；

   地址與標識解析體系。標識解析體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要神經(jīng)系統(tǒng)，是識別和管理物品、信息、機器的關(guān)鍵基礎資源。標識系統(tǒng)是物品、數(shù)據(jù)和機器的“身份證”，屬于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎設施；

   應用支撐體系，包括三個層面：一是實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用、系統(tǒng)與設備之間數(shù)據(jù)集成的應用技術(shù)，二是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用服務平臺，三是服務化封裝和集成。

   （2）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)之平臺

   平臺是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是面向制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化需求，構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務體系，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。

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是在傳統(tǒng)工業(yè)云平臺基礎上，疊加物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實現(xiàn)更加實時、高效、精準的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系為數(shù)據(jù)匯聚、建模分析、應用開發(fā)、資源調(diào)度、監(jiān)測管理等提供支撐，實現(xiàn)生產(chǎn)智能決策、業(yè)務模式創(chuàng)新、資源優(yōu)化配置、產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育。

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景下應用支撐體系方案將包括四個主要環(huán)節(jié)：

   一是工廠云平臺。在大型企業(yè)內(nèi)部建設專有云平臺，實現(xiàn)企業(yè)／工廠內(nèi)的IT系統(tǒng)集中化建設，并通過標準化的數(shù)據(jù)集成，對內(nèi)開展數(shù)據(jù)分析和運營優(yōu)化。還可以考慮混合云模式，將部分數(shù)據(jù)能力及信息系統(tǒng)移植到公共云平臺上，便于實現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)的信息共享與服務協(xié)作。

   二是公共工業(yè)云服務平臺。面向中小工業(yè)企業(yè)開展設計協(xié)同、供應鏈協(xié)同、制造協(xié)同、服務協(xié)同等新型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用模式，及提供Saas類服務。

   三是面向行業(yè)或大型企業(yè)的專用工業(yè)云服務平臺。面向大型企業(yè)或特定行業(yè)，提供以工業(yè)數(shù)據(jù)分析為基礎的專用云計算服務。

   四是工廠內(nèi)各生產(chǎn)設備、控制系統(tǒng)和IT系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成協(xié)議，以及生產(chǎn)設備、IT系統(tǒng)到工廠外云平臺間的數(shù)據(jù)集成和傳送協(xié)議。

   工廠外部網(wǎng)絡架構(gòu)：

資料來源：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

   （3）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)之安全

   安全是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的保障，通過識別和抵御安全威脅，化解各種安全風險，增強設備、網(wǎng)絡、控制、應用和數(shù)據(jù)的安全保障能力。

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的需求主要從工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)兩個方面出發(fā)：

   工業(yè)方面：重點關(guān)注生產(chǎn)的可靠性、設備安全和控制安全，即在保證生產(chǎn)的同時維持控制協(xié)議穩(wěn)定，智能設備安全運轉(zhuǎn)。

   互聯(lián)網(wǎng)方面：重點關(guān)注APP應用的安全、網(wǎng)絡的安全、數(shù)據(jù)的安全以及產(chǎn)品的服務安全，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系框架主要包括：設備安全、網(wǎng)絡安全、控制安全、應用安全和數(shù)據(jù)安全。

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系：


   3.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用場景

   第一層級：預測性維護應用

   預測性維護應用主要是提高設備的維修效率，降低突發(fā)事故。在這個層級，預測性維護的原型產(chǎn)品也開始進化，逐漸具備工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三個基本功能：

   提高維修和維護效率；

   提高能源的使用效率；

   優(yōu)化運營，處于第一層級的公司很多，中國的知名裝備制造企業(yè)也正沿著GE曾經(jīng)走過的路，向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進軍，如：三一重工、徐工、中聯(lián)重工等。

   第二層級：工業(yè)服務物聯(lián)網(wǎng)平臺

   工業(yè)服務物聯(lián)網(wǎng)平臺需要整合產(chǎn)業(yè)資源，提供系列化配套化服務。

   第三層級：工業(yè)應用操作系統(tǒng)

   工業(yè)應用操作系統(tǒng)，簡單來講就是“工業(yè)安卓”，通過操作系統(tǒng)可以實現(xiàn)對多樣化機器的控制，從而形成龐大的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。例如：GE的Predix平臺以及西門子的MindSphere。

   第四層級：工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺

   工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺通過解構(gòu)現(xiàn)有工業(yè)生態(tài)，運用強大的算法對大量的數(shù)據(jù)進行處理分析，從而形成新的生產(chǎn)業(yè)態(tài)。

   4.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的市場空間

   預計2020年市場規(guī)模達萬億級別。據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2017年我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)直接產(chǎn)業(yè)規(guī)模達5700億元，預計2017-2019年年復合增速達18%，到2020年有望達到10000億元。

   根據(jù)規(guī)劃，2020年我國將支持建設10個左右跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的平臺，建成一批支撐企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉(zhuǎn)型的企業(yè)級平臺，培育30萬個工業(yè)APP，推動30萬家工業(yè)企業(yè)應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模：


  綜述

   全球制造業(yè)在經(jīng)歷了蒸汽時代、電氣時代、計算機控制時代3個歷史階段后，當前正朝著網(wǎng)絡化、智能時代邁進。

   工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為我國制造業(yè)提供不可或缺的網(wǎng)絡連接，提供工業(yè)大數(shù)據(jù)的采集、傳輸、計算和分析，提供新模式、新業(yè)態(tài)發(fā)展所必須的信息服務，將有力推動我國工業(yè)生產(chǎn)方式由粗放低效走向綠色精益、生產(chǎn)組織由分散無序走向協(xié)同互通、產(chǎn)業(yè)生態(tài)由低端初級走向高端完善。