新基建熱潮中，工業互聯網如何駛入快車道？
作者：師帥（華夏幸福產業研究院研究員）
4月20日，國家發改委舉行新聞發佈會，首次明確信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施三大方面的新型基礎設施範圍。工業互聯網作為通信網絡基礎設施的主要代表之一，是中國製造業數字化、網絡化、智能化轉型的基石。“新基建”春風已至，工業互聯網產業提速恰逢其時。COVID-19疫情下各省市被迫停工停產，復產無策之時工業互聯網成為助力抗“疫”、保工復產的堅強護盾。另有“新基建”春風來的恰逢其時，我國製造業數字化轉型的浪潮加速前進。政策加碼之下，工業互聯網產業迎來發展新機遇。
一、工業互聯網的價值實踐，從疫情説起
大疫之時，工業互聯網如何體現其價值？火神山醫院的拔地而起無疑是最好的例子。歷經10天10夜，“中國速度”再一次震驚世界。建設期間，樹根互聯利用根雲平台實時監測三一重工聯網設備的工況數據並進行故障預警處理。作為現場的“雲監工”，根雲平台為奮戰中的工程設備提供實時的後台支持，保障設備在施工現場的高效作業，工業互聯網無疑是“中國速度”背後的功臣之一。
圖1. 武漢火神山醫院建設施工現場
資料來源：航拍網
保工復產，工業互聯網成為重要保障力量。疫情期間，工業互聯網平台迅速擴展醫用物資對接功能，助力製造企業精準排產甚至轉產，有效緩解救援物資緊缺，帶動產業鏈企業協同復工。典型代表是海爾COSMOPlat，快速搭建了疫情醫療物資信息共享資源匯聚平台，開發了復工增產服務平台，助力多個行業內的關聯企業及時復工復產！
二、“新基建”推動下，工業互聯網駛入快車道工業互聯網作為新基建七大重點領域之一，發展正當其時。2018年12月，中央經濟工作會議重新定義了基礎設施建設，把5G、人工智能、工業互聯網、物聯網定義為“新型基礎設施建設”。2020年3月4日，中共中央政治局常務委員會召開會議，指出要加快5G網絡、數據中心等新型基礎設施建設進度。
圖2. “新基建”七大領域
資料來源：CCTV4
在政策的助推下，各省市公佈的未來重點項目投資規劃總額已近50萬億元，其中2020年度計劃投資總額接近8萬億元。工業互聯網作為製造業轉型升級的重要抓手，勢必將成為投資的重點領域。中國信息通信研究院預測，2020年，我國工業互聯網產業經濟規模將達3.1萬億元，佔GDP比重為2.9%，同時可帶動約255萬個新增就業崗位。
工業互聯網如何幫助傳統制造業轉型升級呢？我們要看看到底什麼是工業互聯網。工業互聯網能夠將人、設備、網絡、工藝和產品等生產要素緊密融合，支撐工業全要素、全產業鏈、全價值鏈的互聯互通，是實現未來智能製造的基礎設施。
工廠內部，工業互聯網融合了新一代信息技術，能夠實現生產設備、智能終端以及控制系統的廣泛連接，海量工業數據流通匯集，基於工業互聯網平台的大數據系統對工業數據進行清洗、管理、分析，利用企業生產管理的工業模型進行深度挖掘以及可視化，實現工廠內部數字孿生體的建設，獲得生產過程的認知，最終反饋提供可執行的最佳決策，實現從單個機器設備到生產線、車間甚至整個工廠的智能決策和動態優化。
工廠與工廠之間，藉助工業互聯網打通產業鏈上下游企業間設計、採購、製造、物流、銷售、服務等環節數據，實現企業與企業、企業與產品、企業與用户之間的實時連接與智能交互，實現協同設計、遠程服務和網絡製造。大多數企業無法靠單打獨鬥去承受必要產業環節的缺失，企業之間不再是一個個信息孤島，數據聯通、信息共享機制將幫助企業在類似疫情困難面前快速響應，協同供應鏈資源，“我有熔噴布，誰有口罩機?”這樣的無奈也就不會再上演。
圖3. 工業互聯網驅動新型製造模式
資料來源：華夏幸福研究院
四、工業互聯網平台賦能中小企業製造業面臨“大考”時，受到衝擊最大的無疑是中小企業。我國製造業中小企業數量眾多，大多從事勞動密集型產業，技術含量不高，利潤偏低，存活於產業鏈的低價值區間。疫情之際，企業復工延遲生產受阻，產品訂單下降，同時還要承擔工人薪酬、廠房設備租金、貸款利息等資金壓力，在融資難的大環境下，無疑是舉步維艱。中小企業採用遠程辦公、異地協同的能力又有限，沒有大型企業自建工業互聯網的能力和基礎，在行業供應鏈中的掌控力較弱，企業也無奈被“隔離”。
工業互聯網平台作為工業互聯網的核心，可助力中小型製造業企業搭上工業互聯網的快車。工業互聯網平台是工業互聯網的核心支撐。工業互聯網平台構架包含4層，邊緣層鏈接設備，通過協議轉化和邊緣計算形成有效的數據採集體系；IaaS層滿足基礎的計算網格存儲和虛擬化；PaaS層封裝了工業技術、知識和經驗，基於大數據系統進行工業數據建模分析；SaaS層是應用層，為不同行業賦能提供創新應用。根據其構架原理，工業互聯網平台具備信息共享、在線辦公、異地協同、遠程服務的優勢。中小企業可以引入上雲技術方案，接入公有云平台，節約物理空間，低成本獲取工業雲服務，實現轉型升級。
疫情危急期間，國家及地方政府發佈平台相關的幫扶措施，全力保障中小企業有序復工復產。工信部印發《關於應對新型冠狀病毒肺炎疫情幫助中小企業復工復產共渡難關有關工作的通知》，引導大企業及專業服務機構面向中小企業推出雲製造平台和雲服務平台，發展適合中小企業智能製造需求的產品、解決方案和工具包。
面對當前疫情，中小企業“上雲”需求旺盛，哪些工業互聯網平台能夠滿足當前需求呢？
在市場和政策的雙重刺激下，近年來國內湧現出一大批工業互聯網平台。截至2018年底，我國已有269個工業互聯網平台，超過了世界所有其他國家的總和。根據Wind上對主要工業互聯網平台主導企業的分類來看，PaaS層平台數量佔主導，工業大數據企業如阿里巴巴、百度分別推出飛龍、FusionPlant工業互聯網平台；龍頭製造企業如海爾、航天科工、三一重工、徐工機械、富士康等分別推出了COSMOPlat、INDICS、根雲、漢雲、BEACON等平台；基於雲計算、大數據等技術的大型ICT企業如東方國信、浪潮、用友、中國電信等技術紛紛打造Cloudiip、浪潮雲、用友精智、CPS等平台。據工信部統計，截至2019年7月底，中國重點工業互聯網平台平均工業設備連接數達65萬台，涵蓋細分行業100多個。
圖4. 部分工業互聯網平台主導企業分類
資料來源：Wind，華夏幸福研究院整理
五、工業APP迎來第一波機遇工業APP是基於工業互聯網，承載工業知識、機理經驗和製造方法等能夠滿足工業特定需求的工業應用軟件。作為工業互聯網體系架構中的上層結構，工業APP成為工業互聯網平台聯通用户的橋樑。2018年4月，工業和信息化部關於印發《工業互聯網APP培育工程實施方案（2018-2020年）》的通知，設定了主要目標之一是培育30萬個面向特定行業、特定場景的工業APP，全面覆蓋研發設計、生產製造、運營維護和經營管理等製造業關鍵業務環節的重點需求。
不言而喻，2020年是我國工業APP發展最關鍵的一年。應對工業企業在線辦公、遠程協同等任務，各省市工業APP迎來發展時機，COVID-19疫情成為檢驗工業APP的“試金石”，也同樣能夠促進相關企業產品的落地和普及。
遠程辦公是復工的第一需求，工業APP成為產業發展的急先鋒。在工業和信息化部信息技術發展司的指導下，工業互聯網產業聯盟、中關村信息技術和實體經濟融合發展聯盟、產業互聯網聯盟、信息物理系統（CPS）發展論壇等單位共徵集了289款助力復工復產、疫情防護上線的工業APP，包含可用於異地在線協同設計、建模仿真的研發設計類；用於可實現生產作業的設備檢測、質量管控等生產製造類；用於在線分析、供銷管理等經營管理類；用於遠程運維、產品服務等運維服務類；用於醫療物資供需對接、疫情監測、健康管理等疫情防護類。其中較多的工業APP企業提供了限期免費使用或者低價使用的福利，助力工業企業開工復工。
圖5. 289款工業APP分類
資料來源：工業互聯網產業聯盟，華夏幸福研究院整理
六、工業互聯網引爆智能裝備發展智能製造裝備是工業互聯網基礎執行層和底層數據來源，是工業互聯網體系的重要組成部分。智能製造裝備包含了智能生產設備和智能終端等，對於加快製造業企業轉型升級，提高生產效率和產品質量、降低能耗，實現製造過程的智能化和無人化發展具有重要意義。有哪些典型的智能製造裝備有望迎來新一輪的爆發呢？
圖6. 汽車製造無人工廠場景
資料來源：KUKA Robots Building SEAT Cars視頻
工業機器人作為自動化生產線的核心元素，已在汽車、3C、金屬製品、食品、橡膠及塑料等行業得到了廣泛應用。隨着新一代信息技術和人工智能的發展融合，雲端智能機器人更將會是工業互聯網底層的邏輯支點。
工業自動化控制系統裝置在製造過程中擔當控制器、驅動器與執行器等作用，是實現工業自動化的基礎。為降低生產成本，提高生產效率，工業控制的自動化仍然是眾多中小型企業的發展趨勢。隨着新型集成化、網絡化、智能化的工控系統裝置應用，將加速製造業數字化轉型。
AGV在智能物流倉儲的應用被看作是物流自動化系統中最具有柔性化的一個環節，能夠高效率的替代搬運工人，是目前存在的簡單有效的自動物料運輸方式。目前，汽車行業、家電製造等生產製造領域已經成為AGV的主要需求市場。
工業互聯網需要極其大量的數據支撐，而這些數據大部分來自於生產製造過程中智能傳感器的測量和採集。傳感器使得機器設備不再孤立，源源不斷的數據採集像一面鏡子一樣映襯出其數字世界中的自身狀態。
圖7. 主要智能製造裝備市場規模及增長率
資料來源：IFR，前瞻產業研究院，Wohlers Associates: Wohlers Report 2018，華夏幸福研究院整理
七、未來可期，前行之路仍漫長隨着疫情困境和“新基建”機遇，製造業企業上雲、遠程協作、供應鏈協同需求迫切，重點領域投資熱度回暖，工業互聯網產業發展迎來新機遇。之前對信息化、智能化改造猶豫不決的一波企業也註定會湧身到工業互聯網的熱潮中。
工業互聯網功能強大，但當前發展遠不夠充分。首先，大型企業自建私有云平台，較多的滿足自身企業發展，面對眾多類型的中小企業，行業互通理解缺乏，服務能力也有限。再者，中小企業設備信息化改造需要較大投入，主觀意願不強烈，仍需要政府優惠政策積極引導。最後，較強的人工智能技術和低延時網絡的發展應用有待進一步廣泛融合。工業互聯網普及還有很長的路要走，2020年註定是產業發展的關鍵年。