http://bfqmb.cn 2023-06-06 09:29 來源:智次方研究院
近日,2023數(shù)智產(chǎn)業(yè)領(lǐng)袖峰會在北京圓滿落幕。作為智次方(深圳)科技有限公司旗下專注企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的研究機(jī)構(gòu),智次方研究院在本次大會上正式發(fā)布了《2023年中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)洞察暨生態(tài)圖譜報(bào)告》。
《2023年中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圖譜》
洞察1:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺競爭加劇,深化工業(yè)機(jī)理知識、數(shù)據(jù)算法和經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的沉淀成為構(gòu)建差異化的關(guān)鍵
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)架構(gòu)中,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是工業(yè)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈全面連接、匯集和配置的樞紐。近年來,我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。從市場規(guī)模來看,據(jù)IDC預(yù)計(jì),在企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型持續(xù)深入的推動(dòng)下,到2025年,中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺及應(yīng)用解決方案市場將達(dá)到56.1億美元(約合361.6億元人民幣),2021-2025年CAGR為29.6%。從發(fā)展水平來看,國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心發(fā)布的《2022工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展指數(shù)報(bào)告》顯示,2022年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺綜合發(fā)展指數(shù)達(dá)到251,較2021年增長17.23%,連續(xù)4年保持15%以上的增幅。其中,資源匯聚指數(shù)為316,知識沉淀指數(shù)為263,應(yīng)用活力指數(shù)為222,企業(yè)賦能指數(shù)為213。
圖表 1 2018-2022年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展指數(shù)
資料來源:國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心
雖然產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展,但供給側(cè)的資源匯聚指數(shù)(316)和知識沉淀指數(shù)(263)整體領(lǐng)先于需求側(cè)的應(yīng)用活力指數(shù)(222)和企業(yè)賦能指數(shù)(213)。與此同時(shí),目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺市場集中度不高,我國具有一定行業(yè)和區(qū)域影響力的平臺數(shù)量超過240家,跨行業(yè)、跨領(lǐng)域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)量達(dá)到28家。由于工業(yè)細(xì)分行業(yè)和場景較多,所以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺領(lǐng)域并未出現(xiàn)如同消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的平臺型超級巨頭。未來隨著市場基數(shù)持續(xù)增大,下游不同行業(yè)需求分化,平臺及應(yīng)用產(chǎn)品體系日趨統(tǒng)一,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)間的競爭將進(jìn)一步加劇,企業(yè)的差異化價(jià)值進(jìn)一步凸顯。
基于智次方研究院對市場的調(diào)研,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)的差異化競爭優(yōu)勢將從四個(gè)方面體現(xiàn):
一是持續(xù)提升平臺核心能力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)需要聚焦于設(shè)備接入與邊緣處理、機(jī)理模型沉淀與轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)建模分析、低代碼開發(fā)等核心能力方面,不斷強(qiáng)化解決方案的開發(fā)與實(shí)施。其中,深化工業(yè)機(jī)理知識、數(shù)據(jù)算法和經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的沉淀成為關(guān)鍵?!?022工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展指數(shù)報(bào)告》指出,企業(yè)以往的工業(yè)模型主要關(guān)注設(shè)備整機(jī),如今則進(jìn)一步關(guān)注到具體的環(huán)節(jié)、部件及其運(yùn)行規(guī)律,使得工業(yè)模型的構(gòu)建更深一層、粒度更細(xì)。例如,卡奧斯COSMOPlat 2021年建立了冰箱研發(fā)設(shè)計(jì)仿真模型,2022年進(jìn)一步為脫脂、翻板、吸盤等具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝建立了仿真驗(yàn)證模型。例如,根云已有的挖掘機(jī)質(zhì)量評估定級模型實(shí)現(xiàn)了對整車的質(zhì)量評估,2022年增加了發(fā)動(dòng)機(jī)裝配質(zhì)量檢測模型,以及對高壓開關(guān)、風(fēng)機(jī)齒輪箱壓差開關(guān)的健康評估模型。
二是形成規(guī)模化復(fù)制的方法論。在工業(yè)領(lǐng)域,“可復(fù)制性”意味著能否將復(fù)雜、多功能、強(qiáng)實(shí)施、高門檻的解決方案,解耦成碎片化、易復(fù)制、易吸收的技術(shù)架構(gòu)體系,這也是從“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目”邁向“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”的關(guān)鍵一步。規(guī)?;瘡?fù)制可以快速推廣平臺的技術(shù)、解決方案和服務(wù),降低平臺建設(shè)和運(yùn)營成本,提高平臺的可持續(xù)性和盈利能力,還可以加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的普及和推廣,促進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級,為企業(yè)創(chuàng)造更大的價(jià)值和收益,其中的關(guān)鍵在于平臺企業(yè)能否沉淀共性能力,形成相應(yīng)的“方法論”。舉例來說,截止2023年1月,卡奧斯COSMOPlat成功跨界打造7座燈塔工廠。以BaaS引擎為核心,卡奧斯COSMOPlat通過數(shù)字孿生體、數(shù)字空間、工業(yè)機(jī)理模型、知識圖譜等核心模塊,向上生長工業(yè)應(yīng)用,向下接入工業(yè)設(shè)備,打造出行業(yè)領(lǐng)先的共性基礎(chǔ)技術(shù)平臺,并沉淀出數(shù)據(jù)力、仿真力、定制力等六大賦能能力,賦能不同行業(yè)和規(guī)模的企業(yè)向“燈塔”轉(zhuǎn)型。
三是主動(dòng)培育跨界融通生態(tài)。如今,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)正加快從單一場景解決方案提供向生態(tài)資源聚合轉(zhuǎn)型,預(yù)計(jì)2023年生態(tài)培育將成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)競爭的焦點(diǎn)。一方面,平臺企業(yè)將與行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)、解決方案廠商開展能力互補(bǔ)與資源整合,共同打造技術(shù)產(chǎn)品與解決方案,以合作破解單一平臺企業(yè)無法滿足全類制造場景需求的困境;另一方面,平臺企業(yè)將依托平臺整合研發(fā)資源、供應(yīng)商資源和用戶資源,構(gòu)建基于平臺的共贏生態(tài)系統(tǒng),為產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)和用戶提供智能制造、協(xié)同制造、設(shè)備資產(chǎn)運(yùn)維、供應(yīng)鏈金融等綜合服務(wù)。
四是積極布局國家戰(zhàn)略領(lǐng)域。未來,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)將進(jìn)一步深化“平臺+雙碳”、“平臺+雙鏈”等融合應(yīng)用能力,圍繞國家重點(diǎn)領(lǐng)域加速平臺技術(shù)產(chǎn)品能力迭代。在雙碳領(lǐng)域,平臺企業(yè)積極搭建綠色減碳數(shù)字化平臺,通過碳排放的精準(zhǔn)監(jiān)控支撐減碳策略制定。如海爾推出“碳足跡、碳減排、碳替代”助力產(chǎn)業(yè)園區(qū)節(jié)能減碳、航天云網(wǎng)打造“碳核算、碳足跡、碳畫像”系列產(chǎn)品,在壓鑄行業(yè)取得良好應(yīng)用效果;在雙鏈領(lǐng)域,平臺企業(yè)積極發(fā)揮平臺數(shù)據(jù)融通作用,推動(dòng)實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈信息的匯聚分析。如浪潮打造電子制造的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同模式,推動(dòng)服務(wù)器產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌鲱A(yù)測、產(chǎn)品研發(fā)、訂單編排、生產(chǎn)管控、采購交付的全流程協(xié)同,確保產(chǎn)品國際競爭力。
洞察2:工業(yè)APP應(yīng)用深度和廣度持續(xù)拓展,降低數(shù)字化轉(zhuǎn)型門檻
隨著新一代信息技術(shù)普及應(yīng)用,我國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)入快速發(fā)展期。但總體來看,中小制造企業(yè)轉(zhuǎn)型進(jìn)程仍處在初中期水平。中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院發(fā)布的《中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型分析報(bào)告(2021)》顯示,2021年處于數(shù)字化初步探索階段的企業(yè)占比為79%,處于應(yīng)用踐行階段的企業(yè)占比為12%,達(dá)到深度應(yīng)用階段的企業(yè)占比為9%。這說明我國絕大部分企業(yè)仍處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型初級階段,轉(zhuǎn)型之路道阻且長。
圖表 2 全國數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體水平
資料來源:中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院
無論是大型制造企業(yè),還是中小制造企業(yè),在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中都需要應(yīng)用大量工業(yè)軟件,然而大型企業(yè)工業(yè)軟件紛繁復(fù)雜,存在部署成本高、業(yè)務(wù)決策難、數(shù)據(jù)利用率低等問題。與之相比,基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開發(fā)的工業(yè)APP能夠降低制造企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型門檻,助推工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)繁榮。
所謂工業(yè)APP,是基于松耦合、組件化、可重構(gòu)、可重用思想,面向特定工業(yè)場景,解決具體的工業(yè)問題,基于平臺的技術(shù)引擎、資源、模型和業(yè)務(wù)組件,將工業(yè)機(jī)理、技術(shù)、知識、算法與最佳工程實(shí)踐按照系統(tǒng)化組織、模型化表達(dá)、可視化交互、場景化應(yīng)用、生態(tài)化演進(jìn)原則而形成的應(yīng)用程序,是工業(yè)軟件發(fā)展的一種新形態(tài)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和工業(yè)APP的關(guān)系,就如同安卓操作系統(tǒng)和智能手機(jī)APP的關(guān)系。移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,以安卓為代表的操作系統(tǒng),通過虛擬抽象層實(shí)現(xiàn)了硬件和軟件的分離和解耦。從此,做軟件的開發(fā)者不用費(fèi)心關(guān)注硬件,因而可以專注于應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)。基于豐富多彩的軟件和應(yīng)用,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)催生出了許多新型商業(yè)模式,鑄就了一批快速崛起的獨(dú)角獸企業(yè)。
同理,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是工業(yè)APP發(fā)展的顯性驅(qū)動(dòng)力,平臺將成為帶動(dòng)工業(yè)APP創(chuàng)新發(fā)展的新型孵化器和運(yùn)行載體。具體而言,平臺需要為開發(fā)者提供支撐環(huán)境,各類模型組件,各類工業(yè)知識;也需要具備支持微服務(wù)架構(gòu),場景化的建模工具,容器化的部署能力,以及云技術(shù)的應(yīng)用整合。隨著新技術(shù)的發(fā)展,一套復(fù)雜的工業(yè)軟件可以分解為眾多可以被獨(dú)立部署、相互方便組合的微服務(wù),形成各種承載著工業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)的工業(yè)APP。這些工業(yè)APP簡單、靈活、可相互組合使用,實(shí)現(xiàn)了化難為易、化整為零,很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)軟件以往的研發(fā)難、部署難、使用難、維護(hù)難等問題,并可以被用戶快速掌握,高效地完成各種設(shè)計(jì)、分析、生產(chǎn)、管理等任務(wù),有力地促進(jìn)了企業(yè)降本提質(zhì)增效。
借由工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)APP模式,眾多中小制造企業(yè)能夠通過低成本的方式享受到數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來的效益,從而有益于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案的大規(guī)模推廣。例如,藍(lán)卓自主研發(fā)的supOS工業(yè)操作系統(tǒng)向下連接海量的工業(yè)裝備、儀器和產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián),向上支撐工業(yè)智能APP的快速開發(fā)和部署,以“平臺+工業(yè)APPs”模式構(gòu)架的新一代智能工廠應(yīng)用模式,讓工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型更簡單,現(xiàn)已聯(lián)合700余家生態(tài)合作伙伴,共同打造了4000多個(gè)“平臺+工業(yè)APPs”模式的新型智能工廠。
近年來,我國工業(yè)APP呈現(xiàn)爆發(fā)增長的態(tài)勢,工業(yè)APP應(yīng)用深度和廣度持續(xù)拓展。工信部數(shù)據(jù)顯示,截止2022年12月,全國面向特定行業(yè)、特定場景的工業(yè)APP突破65萬個(gè),制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域企業(yè)數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)工具普及率、關(guān)鍵工序數(shù)控化率分別達(dá)到75.1%、55.7%,工業(yè)技術(shù)軟件化基礎(chǔ)能力進(jìn)一步夯實(shí)。同時(shí),工業(yè)APP已經(jīng)深入企業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、物流周轉(zhuǎn)、日常運(yùn)維、經(jīng)營管理等各個(gè)維度,尤其是在一些高附加值產(chǎn)品,比如飛機(jī)、船舶、汽車、大型工業(yè)設(shè)備上帶來顯著的價(jià)值。
洞察3:發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)的“鏈主”引領(lǐng)效應(yīng),成為多地推動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的有效模式
當(dāng)前,我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)跨過單點(diǎn)應(yīng)用示范和垂直行業(yè)深化階段,正在向跨領(lǐng)域跨行業(yè)融合發(fā)展的階段邁進(jìn)。多個(gè)地區(qū)正打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)作為“鏈主”企業(yè),借平臺之力打通供應(yīng)與制造、產(chǎn)品與服務(wù)間等各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)流,實(shí)現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的連接,賦能當(dāng)?shù)刂圃鞓I(yè)集群數(shù)字化轉(zhuǎn)型,盤活地方實(shí)體經(jīng)濟(jì),形成數(shù)實(shí)融合發(fā)展新格局。
根據(jù)騰訊研究院《數(shù)字化轉(zhuǎn)型指數(shù)報(bào)告2022》,東部沿海、長江沿線省份,工業(yè)數(shù)字化占比普遍較高、部分增速還快,如上海、重慶等。兩地工業(yè)數(shù)字化在本地?cái)?shù)字產(chǎn)業(yè)中的占比,以及本地工業(yè)數(shù)字化的發(fā)展速度均呈“雙高”態(tài)勢,排名均進(jìn)入全國TOP 6,本地的工業(yè)數(shù)字化對數(shù)字經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)勢能較大。
圖表 3 工業(yè)數(shù)字化在本省數(shù)字產(chǎn)業(yè)占比
資料來源:騰訊研究院《數(shù)字化轉(zhuǎn)型指數(shù)報(bào)告2022》
其中,上海通過“工賦上海”行動(dòng),探索出了一套工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)鏈?zhǔn)桨l(fā)展的“上海模式”。截止2023年3月,上海已打造出30個(gè)有影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,鏈接800萬多臺工業(yè)設(shè)備。其中,溢出效應(yīng)最強(qiáng)的10家鏈主平臺,平均每家能帶動(dòng)40至50家核心供應(yīng)商轉(zhuǎn)型,并進(jìn)一步輻射上千家企業(yè)。以紡織行業(yè)為例,上海市首批工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)鏈主企業(yè)上海致景信息科技有限公司開發(fā)出的“飛梭智紡”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,匯聚了全國上萬家中小紡織企業(yè)與超過70萬臺紡織機(jī)械,可實(shí)時(shí)掌握全國近萬家紡織企業(yè)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。不僅能大幅提升紡織廠的運(yùn)行效率,還逐步整合匯聚起一個(gè)巨大的“產(chǎn)能池”,可從容應(yīng)對需求變化。采購商只需要在平臺下單,“飛梭智紡”將自動(dòng)選出有產(chǎn)能、有技術(shù)、守信用的工廠,確??蛻舾咝?、安全完成采購。供方產(chǎn)能利用率有效提升,需方采購成本大幅降低。
重慶開展“一鏈一網(wǎng)一平臺”試點(diǎn)示范,聚焦制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等重點(diǎn)行業(yè),計(jì)劃年內(nèi)推動(dòng)約3家重點(diǎn)企業(yè)建設(shè)行業(yè)性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,集聚上下游企業(yè)50家以上,接入平臺的企業(yè)生產(chǎn)效率平均提升10%。以儀器儀表產(chǎn)業(yè)為例,“鏈主”企業(yè)重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司建設(shè)供應(yīng)鏈協(xié)同數(shù)字化運(yùn)營平臺,服務(wù)上游的傳感器、元器件、芯片、原材料等企業(yè),以及下游的石化、冶金等企業(yè),已對143家供應(yīng)商的訂單交付、入廠驗(yàn)收質(zhì)量、供應(yīng)商問題整改進(jìn)度等信息進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控跟蹤,實(shí)現(xiàn)研發(fā)、制造、物流、質(zhì)量等多項(xiàng)協(xié)同和實(shí)時(shí)數(shù)字管控,企業(yè)供應(yīng)鏈運(yùn)行更加順暢。
基于“鏈主”的引領(lǐng)效應(yīng),中小企業(yè)能在“鏈主”企業(yè)的帶動(dòng)下“串珠成鏈”,在提升自身的抗風(fēng)險(xiǎn)能力的同時(shí)強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈整體的市場競爭力,而“鏈主”企業(yè)本身也能在服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的過程中進(jìn)一步做大做強(qiáng),最終帶來整個(gè)生態(tài)中多方共贏的局面,由此形成產(chǎn)業(yè)集群聚集的天然“向心力”。
為了發(fā)揮“鏈主”引領(lǐng)效應(yīng),地方政府需要支持“鏈主”企業(yè)、重點(diǎn)企業(yè)建設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)“上云上平臺”,以此打通企業(yè)之間的數(shù)據(jù)鏈、信息鏈、要素鏈,解決產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)間的信息數(shù)據(jù)孤島、協(xié)作效率低等痛點(diǎn),最終實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的高效協(xié)同。
目前,部分?。▍^(qū)、市)已經(jīng)出臺了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“鏈主”相關(guān)政策,智次方研究院匯總?cè)缦拢?/p>
洞察4:“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展駛?cè)肟燔嚨?/strong>
5G是驅(qū)動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是5G規(guī)?;瘧?yīng)用的主陣地。近年來,“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展駛?cè)肟燔嚨馈?/p>
從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看:5G正式商用近四年以來,中國在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面取得舉世矚目的成就。工信部數(shù)據(jù)顯示,截至2023年3月底,我國累計(jì)建成5G基站超過264萬個(gè),5G移動(dòng)電話用戶達(dá)6.2億戶,移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)用戶達(dá)19.84億戶,5G應(yīng)用已覆蓋52個(gè)國民經(jīng)濟(jì)大類。與此同時(shí),我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模已超過1.2萬億元,較上年增長了15.5%。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析體系覆蓋31個(gè)?。▍^(qū)、市)和40個(gè)行業(yè),服務(wù)企業(yè)超過了25萬家;形成綜合型、特色型、專業(yè)型的多層次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系,重點(diǎn)平臺連接設(shè)備超過了8100萬臺(套)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已覆蓋45個(gè)國民經(jīng)濟(jì)大類、166個(gè)中類,覆蓋工業(yè)大類的85%以上。
圖表 5 中國5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展概況(截止2023年Q1)
數(shù)據(jù)來源:工信部
從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來看:2020年7月3日,3GPP官宣了5G R16標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié),定義了5G LAN這一推動(dòng)5G向垂直行業(yè)擴(kuò)展的重要加速劑,拉開了“工業(yè)5G時(shí)代”的大幕。在此之前,工廠的網(wǎng)聯(lián)化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型大多依賴“有線+WiFi”的組合來為終端設(shè)備提供通信保障,其局限性也顯而易見——一方面是工廠環(huán)境復(fù)雜,有線網(wǎng)絡(luò)路由難規(guī)劃、部署成本高,而且易造成線纜過多、混亂;另一方面是WiFi網(wǎng)絡(luò)抗干擾性與移動(dòng)性差,同時(shí)基于WiFi的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也不具備邊緣能力,無法承擔(dān)部署在邊緣節(jié)點(diǎn)的潛在故障分析、數(shù)據(jù)快速回傳等工作。而5G則像是一把鋒利的剪刀,成功為工業(yè)制造完成了“剪辮子”的轉(zhuǎn)變。在進(jìn)入R16時(shí)期后,5G LAN一舉打通了工業(yè)IT與OT融合的“任督二脈”,使5G直接進(jìn)入到工廠內(nèi)網(wǎng),跟工業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間形成融合。2022年6月,5G R17標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié),在uRLLC(超可靠低延遲通信)增強(qiáng)項(xiàng)目中,對時(shí)延敏感的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的空口同步精度在R16的±540納秒,進(jìn)一步提升到R17的±145納秒至±275納秒,可有效解決工業(yè)控制的同步精度問題。同時(shí),輕量級5G RedCap的凍結(jié)則為工業(yè)傳感器連接場景提供了支撐。
從頂層設(shè)計(jì)來看:“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”相關(guān)政策呈現(xiàn)出逐年清晰、完善、具體的趨勢。自2019年我國正式商用5G后,工業(yè)和信息化部便出臺了《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案》,有針對性地推進(jìn)5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展。2021年7月,十部委聯(lián)合頒布《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》,在行業(yè)融合應(yīng)用深化行動(dòng)中將“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”作為重點(diǎn),提出要聚焦“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展重點(diǎn)行業(yè),打造典型應(yīng)用場景,持續(xù)開展“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”試點(diǎn)示范,支持5G在質(zhì)量檢測、遠(yuǎn)程運(yùn)維、多機(jī)協(xié)同作業(yè)、人機(jī)交互等智能制造領(lǐng)域的深化應(yīng)用。2022年9月,工信部印發(fā)《5G全連接工廠建設(shè)指南》,提出“十四五”時(shí)期,主要面向原材料、裝備、消費(fèi)品、電子等制造業(yè)各行業(yè)以及采礦、港口、電力等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域,推動(dòng)萬家企業(yè)開展5G全連接工廠建設(shè),建成1000個(gè)分類分級、特色鮮明的工廠,打造100個(gè)標(biāo)桿工廠,推動(dòng)5G融合應(yīng)用縱深發(fā)展。
智次方研究院匯總了部分企業(yè)的5G全連接工廠案例,如下所示:
中國信息通信研究院發(fā)布的《2022中國“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展成效評估報(bào)告》顯示,全國4000余個(gè)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目已覆蓋41個(gè)國民經(jīng)濟(jì)大類,5G全連接工廠種子項(xiàng)目中,工業(yè)設(shè)備5G連接率超過60%的項(xiàng)目占比超一半,5G技術(shù)與工業(yè)融合的廣度和深度不斷拓展。“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”創(chuàng)新發(fā)展,不僅帶動(dòng)了企業(yè)提質(zhì)、降本、增效、綠色、安全發(fā)展,而且開辟了傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)升級換代的新路徑,加速人、機(jī)、物全面連接的新型生產(chǎn)方式落地普及,成為推動(dòng)制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展的重要支撐。
洞察5:生成式AI在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的落地尚存爭議
2022年11月,美國人工智能公司Open AI推出ChatGPT對話模型,迅速風(fēng)靡全球并快速迭代,在不到4個(gè)月后發(fā)布能力更強(qiáng)大的GPT-4,隨后又推出了聯(lián)網(wǎng)和第三方應(yīng)用插件功能,不斷刷新生成式AI帶來的變革。目前,國內(nèi)外已經(jīng)涌現(xiàn)了部分關(guān)于生成式 AI應(yīng)用于智能家居、流程自動(dòng)化、智慧安防、機(jī)器人等領(lǐng)域的思考和初期實(shí)踐,但由于工業(yè)領(lǐng)域的特殊性,生成式AI在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的落地尚存爭議。
在接受智次方研究院調(diào)研的企業(yè)中,接近30%是生成式AI技術(shù)的堅(jiān)定“支持者”,他們認(rèn)為雖然生成式AI在工業(yè)制造領(lǐng)域的應(yīng)用還不成熟,但其改變傳統(tǒng)生產(chǎn)方式、推動(dòng)制造業(yè)未來數(shù)字化轉(zhuǎn)型的趨勢已經(jīng)勢不可擋。
過去,工業(yè)AI通常著重于故障檢測、預(yù)測性維護(hù)等用例,但2023年的一個(gè)新趨勢是生成式AI將深入制造企業(yè)的流程優(yōu)化。尤其是在產(chǎn)品開發(fā)階段,生成式AI能夠壓縮設(shè)計(jì)和迭代的過程,從而帶來顯著的效率提升。初創(chuàng)公司Divergent 3D使用生成式AI為英國的豪華跑車制造商阿斯頓·馬丁設(shè)計(jì)的概念車打造后車架,從設(shè)計(jì)的提出、對比分析,到評估其可制造性,在短短一個(gè)小時(shí)之內(nèi)就可進(jìn)行30~40次迭代。無獨(dú)有偶,Monolith AI公司在2023年工博會上帶來其機(jī)械工程仿真解決方案,基于該方案,創(chuàng)建者依靠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)每次進(jìn)行仿真都會開發(fā)一個(gè)模型,省去許多測試程序,該公司的目標(biāo)是到2026年將100000名工程師的產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間縮短50%。
除了研發(fā),數(shù)據(jù)追蹤和分析的流程或許也將被重塑。對制造業(yè)管理者而言,實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)進(jìn)度是重中之重。在一些比較傳統(tǒng)的中小制造企業(yè)車間里,生產(chǎn)流程的記錄往往依靠紙質(zhì)單據(jù)或者Excel表格,生產(chǎn)信息整體傳遞滯后。為了解決這類問題,不少企業(yè)開始部署數(shù)字化系統(tǒng),但卻存在周期長、成本高等痛點(diǎn)。而生成式AI可以使用自然語言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)從工業(yè)現(xiàn)場的儀表板上,甚至紙質(zhì)數(shù)據(jù)和表格中讀取數(shù)據(jù)(GPT-4已經(jīng)具備了識圖能力),并快速提取有用的特征和信息。國外的一位博主進(jìn)行了這樣的嘗試,他為ChatGPT提供了Zerynth 儀表板的鏈接,生成式AI立即就讀取了儀表板中的數(shù)據(jù)和圖表,實(shí)時(shí)提供了正在發(fā)生的事情的概覽。雖然分析結(jié)果很膚淺,但這的確有助于初步分析和了解工廠的運(yùn)行情況,包括哪些機(jī)器運(yùn)行情況良好,哪些指標(biāo)值得關(guān)注等。
在接受智次方研究院調(diào)研的企業(yè)中,超過70%是生成式AI技術(shù)的“觀望者”,在他們看來,生成式AI在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用落地還很遙遠(yuǎn),甚至可能是個(gè)“偽命題”。
首先,當(dāng)前大多數(shù)生成式AI模型主要關(guān)注文本和圖像,只有非常少量的模型關(guān)注將傳感器數(shù)據(jù)作為輸入,同時(shí),工業(yè)場景中的很多數(shù)據(jù)是不可讀取的,或者即使讀取了也需要一個(gè)翻譯和解讀的過程才能理解;第二,工業(yè)領(lǐng)域?qū)Π踩⒎€(wěn)定、可靠有著非常嚴(yán)苛的追求,而生成式AI的技術(shù)原理往往是尋找一種“最有可能”的答案,相關(guān)結(jié)果并不一定能夠應(yīng)用于生產(chǎn)經(jīng)營場景;第三,工業(yè)制造細(xì)分領(lǐng)域眾多,各領(lǐng)域在生產(chǎn)流程、工藝、生產(chǎn)線配置、原材料及產(chǎn)品類型上均具有較大差異,強(qiáng)調(diào)的是細(xì)分行業(yè)的機(jī)理融合和行業(yè)知識,沒有海量數(shù)據(jù)標(biāo)簽,因此工業(yè)領(lǐng)域基本上不可能形成類似GPT這樣的通用大模型。
洞察6:政策和技術(shù)雙驅(qū)動(dòng),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)向工業(yè)元宇宙加速演進(jìn)
工業(yè)制造是元宇宙落地產(chǎn)業(yè)的“試驗(yàn)田”,工業(yè)元宇宙是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展和深化。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,工業(yè)元宇宙進(jìn)一步將數(shù)字化生產(chǎn)與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)場景融合,構(gòu)建出一個(gè)真實(shí)世界的數(shù)字化映像。這個(gè)數(shù)字化映像包括現(xiàn)實(shí)中的各種設(shè)備、物品、場景、環(huán)境等信息,通過大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能調(diào)控和優(yōu)化。通過構(gòu)建工業(yè)元宇宙,企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的全面管控和優(yōu)化,提升生產(chǎn)效率和品質(zhì),降低成本和風(fēng)險(xiǎn)。如今,在政策和技術(shù)的雙重驅(qū)動(dòng)下,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將加速向工業(yè)元宇宙演進(jìn)。
圖表 7 工業(yè)元宇宙概念框架
資料來源:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟
在政策方面,2022年10月,工信部工業(yè)文化發(fā)展中心牽頭、聯(lián)合工業(yè)元宇宙領(lǐng)域的社會團(tuán)體及行業(yè)龍頭骨干企業(yè)共同發(fā)起成立工業(yè)元宇宙協(xié)同發(fā)展組織,并發(fā)布了《工業(yè)元宇宙三年行動(dòng)計(jì)劃(2022-2025年)》。計(jì)劃提出3年實(shí)現(xiàn)“三個(gè)100”的目標(biāo),著力推動(dòng)工業(yè)元宇宙的技術(shù)儲備、標(biāo)準(zhǔn)研制、應(yīng)用培育和生態(tài)構(gòu)建全方位健康發(fā)展。
就地方政策來看,據(jù)零壹智庫不完全統(tǒng)計(jì),截至2023年3月28日,全國已有18個(gè)省級(含直轄市)單位及24個(gè)市級單位發(fā)布了約114項(xiàng)明確支持元宇宙產(chǎn)業(yè)的政策,其中不少都把工業(yè)作為元宇宙的重要落腳點(diǎn)。比如,2022年11月,上海啟動(dòng)元宇宙重大應(yīng)用場景需求征集,醫(yī)療健康、數(shù)字城市等領(lǐng)域率先提出了迫切且具體要求。2023年1月,2022上海市第一批元宇宙重大應(yīng)用場景需求公示,包含醫(yī)療健康、數(shù)字城市、課堂教育、商業(yè)運(yùn)營、品牌娛樂、文旅出游和智能制造7個(gè)類別的20個(gè)場景,如寶鋼工業(yè)元宇宙。再比如,2023年1月,成都市新經(jīng)濟(jì)發(fā)展工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室印發(fā)《成都市元宇宙產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案(2022—2025年)》,這是成都首個(gè)聚焦元宇宙的政策文件。在元宇宙應(yīng)用場景融合行動(dòng)中,鼓勵(lì)共創(chuàng)“元工業(yè)”場景。圍繞成都“制造強(qiáng)市”建設(shè),發(fā)展工業(yè)數(shù)字孿生,聚焦集成電路、新型顯示、軌道交通、航空航天、工業(yè)無人機(jī)等領(lǐng)域,培育一批“元宇宙+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”試點(diǎn)示范場景,打造新一代工業(yè)軟件。
在技術(shù)方面,通信技術(shù)、區(qū)塊鏈、人工智能、感知交互、數(shù)字孿生等元宇宙基礎(chǔ)核心技術(shù)近年來取得長足發(fā)展,為工業(yè)元宇宙的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
5G標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)對工業(yè)元宇宙發(fā)展提供了很好的支撐。首先是更高的帶寬和更低的延遲,通過5G技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)更快速、更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸,同時(shí)支持多設(shè)備、多用戶的同時(shí)連接和通信,提升了生產(chǎn)過程的效率和安全性,這對工業(yè)元宇宙的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制非常重要;第二,5G標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)引入了網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù),可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求,將網(wǎng)絡(luò)資源劃分成不同的切片,為工業(yè)元宇宙提供了更靈活、更智能的網(wǎng)絡(luò)資源管理方式;第三,5G標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)支持Massive IoT,可以連接大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的全面監(jiān)測和管理,這為工業(yè)元宇宙提供了更全面、更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和處理能力,支持實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制,提高了生產(chǎn)過程的智能化和自動(dòng)化程度;第四,5G標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)引入了一系列的安全機(jī)制和加密技術(shù),可以保障工業(yè)元宇宙中數(shù)據(jù)的安全性和隱私性,防止數(shù)據(jù)泄露和攻擊。更進(jìn)一步,未來6G時(shí)代,無線通信將在很大程度上成為元宇宙的數(shù)字底座。6G構(gòu)建“萬物智聯(lián)、數(shù)字孿生”的全新世界愿景,似乎是“為元宇宙而生”。國內(nèi)外多個(gè)研究機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布了6G愿景、技術(shù)報(bào)告,都不約而同的對全息通信、XR等提出更高目標(biāo),能夠滿足元宇宙的通信需求。
工業(yè)人工智能(AI)是建設(shè)和驅(qū)動(dòng)工業(yè)虛擬世界、實(shí)現(xiàn)虛實(shí)聯(lián)動(dòng)的關(guān)鍵。德勤發(fā)布的《制造業(yè)+人工智能創(chuàng)新應(yīng)用發(fā)展報(bào)告》顯示,受政策支持、數(shù)據(jù)環(huán)境、算力提升、算法模型優(yōu)化、商業(yè)化應(yīng)用潛力五大利好因素驅(qū)動(dòng),中國制造業(yè)人工智能應(yīng)用市場前景廣闊,預(yù)計(jì)未來五年將保持年均40%以上的增長率,并在2025年超過140億元人民幣。計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)帶動(dòng)人工智能在制造業(yè)應(yīng)用市場的增長,預(yù)計(jì)到2025年,計(jì)算機(jī)視覺在制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用市場將達(dá)到55億元人民幣,機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用市場達(dá)為44億元人民幣;人工智能云部署方式快速增長,預(yù)計(jì)2025年市場規(guī)模將達(dá)60億元人民幣,占整體人工智能應(yīng)用市場的43%, 為制造企業(yè)提供開發(fā)新服務(wù)和新商業(yè)模式的機(jī)會。此外,如今大火的生成式AI也將深入制造企業(yè)的流程優(yōu)化。
區(qū)塊鏈技術(shù)是元宇宙數(shù)字身份和數(shù)字資產(chǎn)的支撐。據(jù)IDC 數(shù)據(jù)顯示,我國區(qū)塊鏈?zhǔn)袌鲆?guī)模已達(dá)4.68億美元,是全球的第二大區(qū)塊鏈支出單體。隨著產(chǎn)業(yè)動(dòng)能的釋放,我國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)鏈條進(jìn)一步完善,產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游持續(xù)補(bǔ)充,形成了具備成熟度與完備性的全產(chǎn)業(yè)鏈鏈條,在數(shù)字經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)下,應(yīng)用領(lǐng)域企業(yè)飆升,約占據(jù)我國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)鏈條61.37%,同比增加24.48%。
當(dāng)前,工業(yè)元宇宙仍處發(fā)展初期,網(wǎng)絡(luò)傳輸能力、內(nèi)容引擎開發(fā)、應(yīng)用場景創(chuàng)新、虛實(shí)映射與交互等方面還面臨很多限制,工業(yè)元宇宙應(yīng)用的實(shí)時(shí)性、交互感、沉浸感和真實(shí)感仍有待提高,工業(yè)元宇宙離落地應(yīng)用仍有較大差距,但其將在制造領(lǐng)域引發(fā)的變革可以說是潛力無窮,據(jù)集邦咨詢(TrendForce)預(yù)測,工業(yè)元宇宙將推動(dòng)全球智能制造市場規(guī)模于2025年達(dá)5400億美元,2021至2025年復(fù)合成長率達(dá)15.35%。相信隨著應(yīng)用探索和技術(shù)創(chuàng)新不斷展開,工業(yè)元宇宙將逐漸走向成熟。