工业互联网平台发展初期的应用分析

来源:期刊VIP网所属分类:计算机网络发布时间:2019-07-20浏览:

  全球工业经济形势发生深刻变化,工业企业数字化转型迫在眉睫,工业互联网热度上升,埃森哲预测,2020年全球工业互联网投资规模将超过 5000 亿美元,并将带来超过 15 万亿美元的增长。为寻求工业互联网平台发展的真实状况和实际效果,本文遴选77家平台,研究分析已落地的206家工业企业案例,以实际应用的角度分析当前全球工业互联网平台发展现状。

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  一、工业互联网平台在全球范围的落地实践

  产业界纷纷参与建设工业互联网平台,形成了平台企业多元化的格局。从企业自身属性来说,不同类型平台上能够为应用企业提供解决方案的能力也各有不同,

  (一)传统制造技术领域

  传统制造企业在满足自身转型升级需求的前提下,凭借其在工业领域积累的深厚底蕴,发挥在设备和细分领域的经验优势,如GE、海尔等基于制造优势搭建平台,GE推出Predix平台,探索将数字技术与其在航空、能源、医疗和交通等领域的专业优势相结合,向全球领先的工业互联网公司转型;自动化企业在机械制造和电气工程等领域生产端的线下业务优势更加明显,平台化转型能够让企业因势利导,实现线下业务的云化转移,如西门子推出网关型硬件产品Nano,向上与云端平台连接,向下与西门子硬件产品、以及支持通用协议的其他品牌产品进行通讯,完成数据采集与传输。

  (二)信息技术领域

  软件企业应用开发和管理能力强,如PTC、用友等,已有应用广泛且开发成熟的工业软件,在此基础上进行平台化转型,成为工业云化软件的主要提供者;ICT企业设备连接、工业网络搭建等方面能力较为突出,如华为、浪潮等企业,凭借长期服务行业的解决方案经验,正在向工业互联网平台企业转型;互联网企业凭借其在云计算、大数据分析等方面的显著优势为工业互联网提供基础平台支撑,如亚马逊的AWS、微软的Azure、阿里的阿里云和腾讯的腾讯云等,IaaS市场格局已经初步确定。

  (三)新技术初创领域

  初创企业异军突起,大部分初创企业具备设备互联、数据采集、大数据等新一代信息技术优势,以新技术为切入点,围绕特定行业或特定场景提供平台化解决方案的服务,在当前工业互联网面向行业深耕的过程中发挥作用。如Uptake基于其数据分析能力,为全球最大的燃气发动机、柴油机和工业用燃气轮机生产厂家之一卡特彼勒提供辅助管理工具和预测服务工具;优也在钢铁行业为切入点,为东部某钢铁企业开发了高炉煤气智能平衡系统,实现煤气智能联调运行,每年可减少高炉煤气排放总量的3%放散,节约能源约1700万元。

  二、全球工业企业探索应用工业互联网平台开展数字化转型

  全球工业互联网平台应用需求普遍存在,但应用推广程度不高,处于初期发展阶段。工业互联网平台主要在信息化程度高、复制应用价值高的行业中推广,全产业的规模化应用期尚未到来。

  (一)应用场景的需求集中在核心设备和关键环节

  应用场景通常是为解决具体问题或是特定需求的某类解决方案,当前工业互联网平台的应用场景较多,但可以大致分为设备及产品管理、业务和运营优化和新模式新业态三大类。从全球工业互联网应用的情况来看,工业互联网平台应用需求集中在核心设备(第一类)和关键环节(第二类),创新应用(第三类)种类丰富,分散发展。

  设备及产品管理占所有应用的83%,高价值设备的维护管理需求最迫切,设备状态监测是唯一覆盖全部调查行业的通用应用,但是设备数据深度挖掘不足,故障诊断、预测性维护和远程运维应用占比较低。在业务和运营优化占所有应用的68%,生产制造环节应用最突出,大多应用围绕打通人、机、物、法、环的数据流,以数据的深度挖掘推动工业知识数字化、模块化发展。新模式新业态只占所有应用的19%,大多数企业对新模式应用持保守谨慎态度,推广程度低于传统场景。但是,新模式新業态应用场景极丰富,人工智能、虚拟现实、数字孪生等新技术引领着应用风潮和工业产品的新发展方向。

  (二)应用行业集中在机械行业和能源行业

  在应用行业方面,机械行业中高端设备的应用日趋成熟,能源行业的资源配置优化潜力巨大。当前,工业互联网平台应用集中在数字化程度高、应用价值大的行业。

  36%的企业来自机械领域,重型机械行业的下游行业处于去产能化过程,市场趋于饱和,服务化转型的需求最强烈,基于平台的应用不仅能助力设备从高成本人工维护向远程智能化维护过渡,还能推动设备制造商、设备使用企业与金融机构合作进行设备资产管理,实现服务化转型。22%的企业来自能源行业,近年来全球能源市场剧烈动荡,已有市场逐渐饱和,新能源市场逐渐兴起,行业优化配置、提升效率的需求迫切。能源行业应用集中在电力行业,企业通过工业互联网平台实现企业内外数据汇聚,分析市场、发电能力、需求、天气和定价等影响因素,优化发电和交易计划,实现生产端、电网和消费端的协同和优化。

  (三)应用主体主要为大型企业

  龙头工业企业自建平台拓展行业应用,中小企业只占应用主体的13%。面对数字化转型挑战,龙头工业企业同时具备建平台和用平台的条件和压力,成为开展各类应用的主力军。企业向软件商、服务商转型的趋势明显,工业互联网平台成为帮助其转型的重要推动力量。工业互联网平台的中小企业用户较少,国内中小企业用户数量明显高于国外,主要依托平台进行行业内应用或在区域内聚集应用,政府政策在产业聚集区的应用产生了积极作用。

  三、对策建议

  工业互联网平台作为新生事物,其发展将经历长期迭代、试错、演进的过程。平台应用要顺应时代需求,与技术、管理、金融、基础设施等其他条件互相促进、共同发展,帮助工业企业在瞬息万变的竞争格局中更好的生存和发展,共创工业新格局。政府、企业、行业组织、研究机构等各方应通力合作,解决工业互联网平台应用的瓶颈问题,降低应用门槛,推动应用规模化发展。

  一是推进自主可控的工业互联网平台开源技术体系建设,构建市场开放生态。当前工业互联网平台应用普及率较低,应用开发需要更加成熟的生态支撑。开源技术体系是消费领域平台创新发展的主流载体和拓展市场的重要渠道,基于工业互联网平台构建开放的价值生态,须先打破传统工业封闭技术体系和价值壁垒,推动发展我国自主可控的开源技术体系和开源技术生态,使参与构建生态的主体真正获益,以技术开源的形式赋能产业、共享智慧、分享利益,加速弥补我国工业软件的短板。

  二是打破工业标准壁垒,建立工业互联网平台数据共享机制。数据是数字经济时代最核心、最重要的生产要素,然而工业领域现存成千上万的标准,将工业划分成壁垒分明的各个细分领域,形成了大量的数据孤岛,成为工业互联网平台应用障碍。应鼓励平台和企业联合行业组织、科研院所等围绕数据交互共享标准展开深度合作,解决数据归属、数据交换标准等问题,形成数据交互共享标准规范,并推动建立工业互联网平台数据标准规范体系,实现数据跨组织、跨地域、跨平台共享。

  三是应对工业信息安全挑战,发展工业安全产业。工业信息安全顾虑是当前工业企业应用工业互联网的一大障碍,工业互联网开放、互联、跨域的特点,打破了以往相对明晰的责任边界,带来了更加多元、复杂的信息安全挑战,同时也带来了工业安全领域发展的新契机。应把握行业发展机遇,加快攻克互联网背景下的工业安全难题,构筑可靠的配套支撑体系,推动工业安全产业发展,使上云的工业数据得到切实保障,提升工业企业数据上云的意愿和信心。

  四是抢占人才争夺先机,构建新型人才培育体系。由于工业技术和信息技术长期处于分割的两个领域,跨界复合型人才极度稀缺,成为制约工业互联网平台快速发展的重要瓶颈。我们应该大力培养掌握“工业+IT”技术的复合型人才和工业大数据分析处理相关人才。同时,工业格局变化将导致未来人才需求结构发展巨大变革,应大力发展相关人才培育行业,为新型人才结构变化提早做好准备,建立能够促进人才跨组织流动、人力资源灵活配置、用人机制开放共享的新型人才体系。

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