工业互联网产业链梳理：万物互联智能制造

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行业专题 2020年12月8日 万物互联智能制造 新基建-工业互联网产业链梳理 XX报告《XXXXX》 01 02 03 04 摘要 新基建，新内涵 工业互联网的本质是用新科技解决老问题。新科技包括两个层面：智能化和数字孪生，最终目的是实现生产和运营效率的大幅 提升，调高微笑曲线。工业互联网新基建包括从边缘层、平台层到工业应用层的全部产业链。 现状：标杆案例初具成果，规模化试点前夕 从发展阶段看，工业互联网依然处在行业导入期。目前，全国各地已建成多处智能工厂试点，已证明工业应用的成果，进一步 发展还需要将更多工业企业、更多制造设备联网，数据上云，并引导不同规模的工业企业加入工业互联网。 挑战：理想与现实的差距在于人才和数据的十年沉淀 然而，理想和现实仍有差距，首先由于我国工业信息化程度较低，其次在于工业和科技复合背景人才的培养和有效工业数据的 积累，两者都需要至少十年的时间沉淀。 版图：核心软硬件国产化，是短板也是空间 我国在工业互联网产业短板包括工业软件、边缘传感器、机器人核心零部件，以及工艺算法。 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 2 XX报告《XXXXX》 目录 / CONTENTS 新基建，新内涵 01 标杆案例初具成果，规模化试点前夕 02 理想与现实的差距在于数据和人才 03 核心软硬件国产化，是短板也是空间 04 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 3 XX报告《XXXXX》 01 新基建，新内涵 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 4 XX报告《XXXXX》 出发点不同，但目标是共同的 01 工业4.0 工业物联网 中国制造 2025 机器人新战略 2015年日本 制造业创新3.0 2014年韩国 新工业法国 2013年法国 。。。 。。。 各种新技术 与制造业全方位融合 各 国 的 第 四 次 工 业 革 命 出发点及关注点 保持龙头 虚拟x物理 产品服务 IoT平台 低端高端 everything 2013年德国 2014年美国 2015年中国 资料来源：国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 5 XX报告《XXXXX》 01 全要素数字资产连接起来， 通过工业互联网平台连接 起来，成为全要素互联。 工业互联网是什么？ 工业 互联 网 区别于消费互 字化 联网 内互通-外互联-生态融合 面向工业制造 工业生产要 当然是全要素互联互通后， 工业的全要素资产首先要 业，实体经济， 素首先得数 数据的流动，模型的沉淀， 数字化，把人机料法环测 服务节点的提供，形成数 据智能、机器智能、AI + IT AICDE ERP、 MES OT SCADA PLC/DCS CT 物联网 5G + = 工业互联网 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 6 XX报告《XXXXX》 工互是什么？1）智能化的维度 01 算力 算法 算料 人 工 智 能 三 要 素 工业知识组件 工艺算法组件 原理模型组件 智 能 化 应 用 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 7 XX报告《XXXXX》 两个维度理解工互：2）产品迭代 01 产品研发 产品设计 零部件供应 生产组装 市场营销 渠道物流 消费者 满足消费者需求 如何把控消费者多变的需求？ 卖 如给 何谁 把？ 控卖 消什 费么 者？ 多怎 变么 的卖 需？ 求？ 生产多少？ 产品反馈如何？ 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 8 XX报告《XXXXX》 两个维度理解工互：2）产品迭代 01 研发部门 设计部门 供应链企业 生产组装 市场部门 渠道商 消费者 体验跟踪 分析使用数据 连 接厂商和消费者 通过工互平台 实现多方协作 收集各类数据 基于历史数据 搭建虚拟仿真世界 在虚拟世界中模拟 物流商 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 9 XX报告《XXXXX》 传感器边缘层 云基建 数据中 心 工业互联网体系全梳理 01 IT数据 信息化系统 OT数据 生产设备 读码设备、RTU、PLC/DCS/IPC、嵌入式控制器 工业通讯模块、工业交换机、工业网关、中继器、网桥、 网络配置等 工业应用 开发工具 know how 工艺算法 组件 原理模型 组件 数字 孪生 工业大数据平台：清洗、管理、分析、可视化、建模 生产设备管理 运维管理 开发环境 灾备 数据库RDS、负载均衡SLB、专网VPC、访问控制 计算、存储、网络；公有云vs私有云 SCADA MES 供应链 消费者 用户 合作伙伴 开发者 ERP CRM SCM CAX 工业智能APP 一般意义的 基建 目的 1.智能化 2.高精度重 构虚拟世界 工 业 安 全 工业互联网 平台 PaaS/OS 工业 软件应用层 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 10 XX报告《XXXXX》 工业互联网体系全梳理 01 工业大数据平台：清洗、管理、分析、可视化、建模 生产设备管理 运维管理 开发环境 灾备 数据库RDS、负载均衡SLB、专网VPC、访问控制 SCADA 工业应用 开发工具 MES know how 供应链 消费者 用户 合作伙伴 开发者 工 业 安 全 CAX 数字 孪生 工业智能APP ERP SCM CRM 工艺算法 原理模型 组件 组件 新 基 建 云基建 数据中 心 工业互联网 平 台 PaaS/OS 工业 软件应用层 计算、存储、网络；公有云vs私有云 IT数据 信息化系统 OT数据 生产设备 读码设备、RTU、PLC/DCS/IPC、嵌入式控制器 工业通讯模块、工业交换机、工业网关、中继器、网桥、 网络配置等 传感器边缘层 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 11 XX报告《XXXXX》 工业互联网商业模式 02 解决方案 供应商： 工业互联网 平台 有 需 求 的 制 造 企 业 工业软件供应商 网络运营商 云服务供应商 应用 市场 传感器供应商 提供开发工具 开发工业应用 上游供应商 提供应用 代采购 工控安全供应商 提供咨询 设计方案 帮助实施 获取数据 输出工艺 开发者社区：设备商、 科研院所、工业软件商 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 12 XX报告《XXXXX》 工业互联网商业模式：付费模式 02 解决方案 供应商： 工业互联网 平台 工软：MES、CAE 网络：专网、5G 云：公私有云IDC 开发者社区：设备商、 科研院所、工业软件商 应用 市场 边缘：传感器、PLC 提供开发工具 开发工业应用 上游供应商 代采购 安全：防火墙、网关 有 需 求 的 制 造 企 业 两种付费模式 1.项目制：分阶段 付建设费，建完按 年付维保费； 2.订阅制：按年或 月付云服务、工艺、 软件的费用； 提供应用 付费获取 提供咨询 设计方案 帮助实施 获取数据 输出工艺 付费采购 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 13 XX报告《XXXXX》 02 标杆案例初具成果， 规模化试点前夕 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 14 XX报告《XXXXX》 为什么需要工互：五大驱动力 02 1.透明管理 2.智能供应链 3.机器替代人 人、财、物全面分析 集团化管控 产品+服务模式 供应链协同制造 智能化 不休息、一致性 4.灵活生产 快速响应市场 定制化产品 支持 5.开放生态 产业、服务、用户、专家全面协同 资料来源：中控科技、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 15 XX报告《XXXXX》 为什么需要工互：拉平微笑曲线 02 附 加 价 值 上游 研发 专利 设计 零部件生产 组装 物流 销售 品牌 金融等服务 下游 20世纪90年代 自动化 20世纪60-70年代 工业化 利润提升 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 16 XX报告《XXXXX》 为什么需要工互：拉平拉高微笑曲线 02 附 加 价 值 上游 研发 专利 设计 零部件生产 组装 物流 销售 品牌 金融等服务 下游 20世纪60-70年代 工业化 20世纪90年代 自动化 工业4.0 利润提升 全面提升利润 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 17 XX报告《XXXXX》 为什么需要工互：政策频出 02 数据来源：中国政府网、工信部 国泰君安证券研究 时间 部门 政策名称 内容 2015.05 工 信 部 、 发 改 委 科技部、财政部 质 检总局、工程院 《中国制造2025》 2025年，迈入制造强国行列 2035年，我国制造业整体达到世界制造强国阵营 中等水平； 2049年，制造业综合实力进入世界制造强国前列 2015.12 工信部、国家标准化 管理委员会 《国家智能制造标准化 体系建设指南》 加强标准的创新发展与国际化 加强与相关国家和地区间的技术标准交流与合作； 开展标准互认，共同推进国际标准制定 2016.05 国务院 《深化制造业与互联网 融合发展的指导意见》 提出"到2018年底，制造业重点行业骨干企业互联 网'双创'平台普及率达到80%"的目标 2017.11 国务院 《关于深化“互联网+ 先进制造业”发展工业 互联网的指导意见》 到2025年，覆盖各地区、各行业的工业互联网网 络基础设施基本建成； 到2035年，建成国际领先的工业互联网网络基础 设施和平台； 到本世纪中叶，工业互联网全面达到国际先进水平 2019.03 工信部、国家标准化 管理委员会 《工业互联网综合标准 化体系建设指南》 到2020年，初步建立工业互联网标准体系 2 3 3 6 7 0 3.5 7 2016 2017 2018 2019 ； 2015 政策数量 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 18 XX报告《XXXXX》 02 为什么需要工互：上海政策 时间 部门 政策名称 2018.07 上海市政府 方案》 内容 未来三年，上海将在工业互联网领域实施“533”创新工程，也 《工业互联网产业创新工程实施 就是构建“网络、平台、安全、生态、合作”五大体系，落实 “功能体系建设、集成创新应用、产业生态培育”三大行动， 实现“全面促进企业降本提质增效、推动传统产业转型升级、 2018.12 上海市财政局 上海市经信委 项支持实施细则》 助力国家在工业互联网发展中的主导力和话语权”三大目标 专项支持资金采用无偿资助方式安排使用。项目支持额度一般 《上海市工业互联网创新发展专 不超过项目总投资的30%，支撑平台和集群发展类项目支持额 度不超过项目总投资的50%，一般项目支持额度不超过300万 元，重点项目支持额度不超过2000万元 2020.05 上海市政府 到2021年，上海计划进一步深化5G、人工智能、互联网、大数 《“工赋上海”三年行动计划》 据和制造业融合程度，打造成为中国智能制造应用新高地、核 心技术策源地和系统解决方案输出地，推动长三角智能制造协 同发展 2020.05 上海市政府 行动方案(2020-2022年)》 到2022年，全市新型基础设施建设规模和创新能级迈向国际一 《上海市推进新型基础设施建设 流水平，5G、人工智能、工业互联网、物联网、数字孪生等新 技术全面融入城市生产生活。提出了实施“新网络、新设施、 新平台、新终端”建设行动四大任务 2020.05 上海市政府 《关于加快特色产业园区建设促 进产业投资的若干政策措施》 加强新型基础设施建设，带动新兴产业投资 数据来源：中国政府网、国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 19 XX报告《XXXXX》 工业互联网发展现状：体系初步形成 02 平台赋能水平显著提升，能力多样、特色鲜明的工业互联网平台体系逐渐成形。  50个工信部认可的工业互联网平台;  覆盖100多个行业;  平均每个平台连接65万套设备;  1950个工业APP; 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 20 XX报告《XXXXX》 02 工业互联网发展现状：初具成果 制药行业 减少审查周期：80% 减少手 动输入：70% 增加库存周转 率：50% 石化行业 减少物耗成本：4% 减少人员成本：20% 降低安全事件率：14.5% 化工行业 减少排产时间：30% 需求预测准确率：>75% 提升 事件响应率：10% 水泥行业 实物煤耗降低：2~5% 综合电耗 降低：3~6% 人员配置减少： 30~50% 航天行业 研发周期缩短：35% 资源利用 率提升：30% 生产效率提高： 40% 电力设备行业 维护风险降低：15% 设备寿命 延长：3年 维护成本降低：2.7% 数据来源：中控科技、ABB 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 21 XX报告《XXXXX》 工业互联网发展现状：蛋糕有多大 02 全国工业总费用+成本 2018年 96万亿元 假设能节省1% 全国工业企业能节省 至少 9600亿元/年 平均每家企业能节省 大型： 3800万元/年 中型：500 万元/年 小型：120万元/ 年 如果能节省10%呢？ 数据来源：Wind 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 22 XX报告《XXXXX》 工业互联网发展现状：蛋糕有多大 结构占比 02 3652 4145 4709 5318 6080 8060 6990 9300 10760 12500 0% 4% 8% 12% 16% 20% 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 201 5 201 6 201 7 201 8 201 9 202 0 202 1 202 2 202 3 202 4 前瞻产业研究院 中国产业信息研究院 前瞻产研预测增速 工业安全 1% 工业软件 31% 通信与平台 基础设施 28% 41% 数据来源：CCID、前瞻产业研究 院、 国泰君安证券研究 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 23 XX报告《XXXXX》 工业互联网应用场景和行业分布 02 0% 35% 70% 状态监测与报警 能源管理 远程运维 供应链优化 生产制造优化 预测性维护 质量管理 故障诊断 产品全生命周期管理 资源调度优化 安全管理 员工赋能 研发设计优化 工艺优化 33% 14% 14% 13% 发电设备预测性维 9% 设备状态监测与工艺优 能源管理 8% 5% 5% 0% 35% 石化 家电 服装 钢铁 电力 电子 交通设备制造 机械 护 化 关键设备预测性维护、 安全管理 18% 难 到 高 提 质 度 降 从 本 低 增 效 数据来源：中控科技 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 24 XX报告《XXXXX》 案例1：工艺优化算法 02 ═ × 节省费用空间 300 万元/年 大型机组优化控制系统 降耗成效：下降10%～15% 10000 套 单套节省能耗 国内大型压缩机数量 300 亿元/年 数据来源：中控科技 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 25 XX报告《XXXXX》 案例2：预测性维护 02 关键设备预测性维护 ═ × 停机经济损失 600 万元/年 单产线经济损失 17×13 套 国内产线数量 103 亿元/年 ═ × 节省维修费用 194 万元/年 降低设备维修费用 17×13 套 国内产线数量 33.2 亿元/年 数据来源：中控科技 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 26 XX报告《XXXXX》 案例3：基于AI的高精度点胶 02 数据来源：易视智瞳 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 27 XX报告《XXXXX》 案例4：低代码开发工具 02 • 业务逻辑可视化 • 图形化拖拉拽组态 • 简单易用配置零编码  提供预制组件库、积木式搭建  丰富的标准化工业软件组件库、算法库  数据分析/展示快速开发、设计平台  内置2D/3D流程图、业务计算、图表、表单、报表、工作流设计器 数据来源：中控科技 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 28 XX报告《XXXXX》 案例5：3D实时可视化 02 数据来源：FANUC 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 29 XX报告《XXXXX》 03 理想与现实的差距， 人才数据需长期沉 淀 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 30 XX报告《XXXXX》 03 1. 互联网公司：你给我数据，我给你 AI模型，至少提升效率10% 现实与理想的差距：产业短板 理想情况 2. 设备联网就能采集数据啦，有了数 据，优化分分钟的事情。 5. 在工互平台上提供开发工具，就有 开发者入驻开发工业APP 3. 工业互联网改造不能影响工业生 产， 产线停工就是在花钱。 4. 得OS者，得天下，如安卓、微软 6. 以为在做工业4.0、数字孪生 自动化和精细管理已经做得很好 了， 1%的优化都很难。 现实情况 99%的数据无价值，采集了也是浪 费，积累1%的数据需要10年。 大家都做OS，烧钱不讨好 开发者凭什么入驻？开发者比流量 更难获取，国内缺乏工业开发生态 实际是工业3.0，信息化、自动化 改造带来的长期效益比短期损失重 要百倍，参考丰田，生病强化免疫 互联网公 司的迷茫 数据沉淀 时间长 产线演进 vs停工 OS太多 开发者无 生态 4.0还远 请参阅附注免责声明 诚信 · 责任 · 亲和 · 专业 · 创新 31 XX报告《XXXXX》 工互发展的三个阶段 03