工业互联网发展前景
我国工业互联网的发展将按照“三步走”的中长期规划进行实施:2025 年之前,主要是进行工业互联网基础设施和平台建设,包括网络、标识解析体系、平台建设以及试点,并培育 3-5 家具备国际竞争力的工业互联网平台;2035 年之前,工业互联网基础设施达到全球领先的水平,应用深化并在优势行业形成创新领先能力,安全保障能力提升明显;本世纪中叶之前,工业互联网打造成能够支撑国民经济发展的通用基础设施,综合实力进入世界前列。
2018-2020 年这三年是工业互联网发展的基础阶段,这三年重点是:初步建成低时延、高可靠、广 覆盖的工业互联网网络基础设施,初步构建工业互联网标识解析体系,初步形成各有侧重、协同集聚发展的工业互联网平台体系,初步建立工业互联网安全保障体系。2018 年 6 月,工信部印发《工 业互联网发展行动计划(2018-2020 年)》,明确提出“到 2020 年底,分期分批遴选 10 个左右跨行 业跨领域平台。推动 30 万家以上工业企业上云,培育超过 30 万个工业 APP”。
工信部在全国工业和信息化工作会议上指出,2020 年要实施“5G+工业互联网”512 工程,加快制造业数字化网络化智能化转型,持续推进车联网、工业互联网及人工智能创新应用先导区建设。此 次疫情背景下,工业互联网和 5G 一起,成为国内“新基建”投入的重点,相关建设有望提速。
从工业互联网投入的重点看,我们认为,主要还是集中在网络侧和平台侧。网络侧包括外网和企业内网的建设。外网方面,主要是依托以基础电信企业和相关科研机构为主体,加快建设面向商用和面向试验的工业互联网企业外网标杆网络,包括 IPv6 网络改造,用以支撑工业互联网平台和应用, 同时加大工业企业上云时从企业到“云端”的网络建设力度,解决工业企业联网“最后一公里”难题;内网方面,除了加快基于 TSN(时间敏感性网络)、工业 PON 等关键网络技术应用之外,同时还要对现有设备和系统进行网络化改造,尤其是加快向 IPV6 网络升级。平台侧方面,将优先在重点行业培育标杆示范项目,后续还将持续扩大推广范围。
2.2 工业互联网+5G 起航,超高清视频、机器视觉等 8 大应用潜力凸显
5G 与工业互联网的融合,可以与既有的研发设计系统、生产控制系统及服务管理系统等相结合,还可全面推动 5G 与垂直行业的研发设计、生产制造、管理服务等生产流程的深刻变革,实现制造业从单点、局部的信息技术应用向数字化、网络化和智能化转变。
按照工信部 2019 年 11 月发布的《“5G+工业互联网”512 工程推进方案》的规划目标,到 2022 年, 将突破一批面向工业互联网特定需求的 5G 关键技术,“5G+工业互联网”的产业支撑能力显著提升;打造 5 个产业公共服务平台,构建创新载体和公共服务能力;加快垂直领域“5G+工业互联网”的先导应用,内网建设改造覆盖 10 个重点行业;打造一批“5G+工业互联网”内网建设改造标杆、样板工程,形成至少 20 大典型工业应用场景。为实现该目标,2020 年 2 月 25 日工信部公布的 81 个示范项目中,“5G+工业互联网”集成创新项目就有 10 个,涵盖了大飞机制造、电器制造、港口管理、装备加工等多个领域。
5G 高带宽、低时延、支持海量接入等方面的优势,具备与工业互联网融合的潜力。按照工业互联网产业联盟发布的报告显示,未来在八大类新型场景上,5G 和工业互联网合作的可能性比较高,分别 为 5G+超高清视频、5G+AR、5G+VR、5G+无人机、5G+云端机器人、5G+远程控制、5G+机器视 觉以及 5G+云化 AGV(自动引导运输车)。
融合应用场景发展节奏方面,按照工业互联网产业联盟的判断:5G 与超高清视频的融合应用已进入应用成熟期,将成为 5G 在工业互联网领域的第一批应用场景;5G+AR、5G+VR 以及 5G+机器视觉等应用已进入高速发展期,经济价值逐渐显现,未来 1-2 年将成为工业互联网的主流应用场景;5G+云化 AGV、5G+无人机等应用受限于与设备深度融合的需求,还需等待产品成熟,未来 2-3 年将有较快发展;5G+远程控制和 5G+云端机器人等应用由于涉及工业核心控制环节,目前还处于探索期,有待进一步的测试验证。
结合国内工业互联网的发展规划,我们预计,国内将考虑依托第三方 IT 企业或者垂直行业龙头企业, 先在部分垂直行业打造一些示范试点平台,以提高市场对工业互联网的接受度,后续随着企业应用的提升,推动工业互联网成为通用基础设施。从行业数字化水平以及工业互联网发展基础来看,我们认为装备制造、食品医药、能源化工、汽车家电等领域,应用潜力最大。分别来看:
高端装备行业具有产品繁杂、价值高、生命周期长以及与管理复杂等特点。工业互联网平台在协同设计、设备健康管理、供应链管理和设备调优等方面的应用正在走向深入。未来,在研发设计环节, 复杂产品多专业协同与仿真验证应用创新应用将增多。同时,工业互联网平台在设备运维环节的应用也会更为活跃,包括对高价值设备的预测性维护等。
医药、食品行业产品溯源等新型应用将增多。此类行业产品安全性要求高、市场销售压力大、资金周转和库存管理难。在以前,工业互联网应用以软件上叠加数据分析的库存管理、销售与财务等管理类应用为主,未来随着市场对食品药品质量、安全的关注度的提升,平台的追溯功能应用将更广。
能源化工等流程性行业具有原材料与产品价格波动频繁、资产价值高、排放耗能高、生产安全风险大等特点,且由于其连续性生产要求,业内企业普遍自动化和信息化能力较强。传统应用主要集中在生产管理优化、能耗和安全管理等方面,创新应用主要在全流程系统优化、资产管理等领域。我们预计,在泵机群、压缩机、蒸汽轮机等高价值设备管理方面,工业互联网平台通过大数据分析,可以实现设备故障的诊断、预测性报警和分析,做到提前维护,降低设备维护成本。
离散型行业(如汽车、家电等)对规模化定制、质量管理与产品后服务等工业互联网应用会增多。此类行业具有产品同质化严重、市场竞争激烈的特点,各级供应商之间信息化水平参差不齐。此类行业传统应用主要是基于大数据的质量管理。未来,我们认为,离散型行业工业互联网创新型应用会扩大,包括全流程系统性优化的大规模定制、基于大数据分析挖掘出来的产品后服务等。