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【www.1331.com】对工业互联网平台应用侧重点、发展路径存在较为明显的行业差异,互联网加速产业链精益化、生产组织扁平化、企业发展协同化转型

工业互联网是数字浪潮下工业体系和互联网体系深度融合的产物,是新一轮工业革命的关键支撑,日益成为各国重塑制造业竞争优势的普遍选择。党中央、国务院高度重视工业互联网发展,自《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》发布以来,依托我国良好的产业基础和巨大的市场需求,产业各方响应积极,推动工业互联网平台从概念普及进入实践生根阶段。我国工业互联网平台着重围绕设备/产品管理、业务和运营优化、社会化资源协作等业务场景,向传统工业行业渗透融合,在帮助企业降低成本、提高效率、提升产品和服务品质、创造新价值等方面成效初显,成为助力制造业数字化转型的有效途径。能源、机械、电子、电力、石化、钢铁等行业是当前应用工业互联网平台的主力军,鉴于各行业两化融合水平、生产特征、发展需求等不尽相同,对工业互联网平台应用侧重点、发展路径存在较为明显的行业差异。
一、两化融合水平较高的行业引领平台创新应用
电力、电子、家电等两化融合水平较高的行业,从发展基础看,制造技术、信息技术、管理技术和知识积累基础较好,开展升级改造的难度相对较低,具备建设和应用工业互联网平台的能力优势和成本优势。从发展需求看,这些行业本身正在向网络化、智能化发展阶段迈进,能更有效地利用工业互联网平台提供的新技术、新解决方案,解决制约行业发展的关键问题,创新发展模式,打造新竞争优势,开辟发展新空间。
电力行业,尤其是新能源行业,一方面由于设备地理位置偏僻,分布分散,管理和维护难度大、成本高;另一方面功率预测和安全问题导致并网吸纳难,弃电率居高不下。电力设备制造商、大数据服务商与发电企业开展合作,依托工业互联网平台接入源、网、荷实时数据,利用大数据分析建模,开展体系性的调度、管控服务,实现新能源“无人值班、少人值守、区域化检修”新模式,新能源并网率与整体用电效率大幅提高,有效解决了设备远程维护、新能源并网消纳等老大难问题。某风电企业应用工业互联网平台可提前72小时进行零部件故障预警,降低90%次生事故,每年降低设备运维成本上亿元。
家电行业,消费者对家电产品高端化、智能化、服务化需求不断提升,然而由于传统方式缺乏对市场需求精准把握,传统研发和生产方式也不足以满足快速迭代的消费需求。家电企业通过打造智能化互联工厂,基于工业互联网平台整合消费端、生产端和供应链资源,实现设计研发、生产制造、物流配送、售后服务等各环节的数据闭环,开展大规模个性化定制生产,满足用户需求。某家电企业应用工业互联网平台实现产品定制占比高达76%、研发周期缩短50%、交付周期缩短50%、用户口碑提升30%。
二、流程行业率先布局基于平台的综合管控能力建设
钢铁、石化、医药、食品等流程行业,生产技术相对成熟,自动化水平较高,产品类型和工艺过程相对固定。但由于高耗能、高排放、高危险、工艺复杂等行业特点,满足节能、环保、安全、质量等要求是企业生存之本。基于工业互联网平台利用大数据、人工智能等新技术手段,为能源管控、安全管控、工艺优化和质量管理等提供了更精细化的解决方案,提升了企业整体精准管控水平。
例如,某石化企业基于工业互联网平台运用大数据和机器学习算法优化炼化过程中的化学反应,动态调节炼化过程中原油、燃料、催化剂的用量,实现产耗最优。某钢铁企业基于平台构建了高炉机理模型和数字孪生系统,从而实现高炉“黑箱”可视化,有效指导工人科学操作,实现工艺优化,提升20%冶炼效率,提升20%质量稳定性,减少碳排放20000吨。某钢铁联合企业基于平台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3%高炉煤气排放,节约能源约1700万元。
三、市场竞争激烈的行业基于平台向“产品+服务”加速转型
以交通设备制造、机械、服装等为代表的行业面临结构调整、需求放缓、同质化竞争激烈等方面的巨大压力。提供产品+服务等增值服务,开展服务化转型,是企业获取更大价值空间、提升可持续竞争优势的有效方式。
机械制造行业,一方面基于平台对设备资产进行在线实时监控、故障分析、预测性维护、远程运维等管理,提供数据增值服务。另一方面,基于对用户使用数据的分析与价值挖掘,围绕高价值设备提供租赁、保险、信贷等服务,推动形成社会化资源协作、产融结合等新模式。例如,某交通运输设备生产厂基于平台构建大数据智能运维系统,通过轨道旁测实现列车不停车自动检测实时状态数据,利用人工智能识别车辆故障,减少了39%的检查工时、运维人车比下降20%、车辆可利用率提升3%。某机械制造企业利用工业互联网平台在线发布闲置设备能力,拓展设备租赁新业务,有效降低设备闲置成本1500万元。
服装行业,一方面用户需求多元化程度加深,服装行业订单小批量、多品种趋势愈发明显,传统生产模式造成大量库存积压;另一方面,受原材料、人工等资源要素价格上升的影响,服装行业利润空间遭受持续挤压,亟需整合供应链上下游资源,通过动态协作,降低总体成本。因此,服装企业基于工业互联网平台整合消费者、品牌生产企业以及配套企业资源,为客户提供按需定制服务。
四、分类施策,以应用价值牵引工业企业上平台用平台
我国工业互联网平台应用虽已取得了一定进展,但总体来说还处于发展初期,并非所有行业企业都有意愿、有能力基于工业互联网平台实现转型升级。主要原因在于,一是工业企业难以找准具有高价值的平台应用切入点。二是平台应用成本较高、企业改造周期较长,中小微企业期望获得更具经济价值的解决方案。三是工业行业技术、资本等门槛较高,平台解决方案尚不成熟,复制推广难度相对较大。因此,亟需按需引导,分行业分领域开展试点示范,打造典型应用场景,逐步形成平台化的解决方案,通过技术、应用和市场的融合、迭代、螺旋式发展,加速重构工业互联网发展格局。
(一)按需引导,分类施策
分行业、分领域滚动制定工业企业业务需求图谱,制定工业互联网平台应用策略,以数据为核心,对工业企业应用平台的战略决策、组织变革、技术创新给出方法体系,指导各行业企业合理定位平台价值、明确实施流程、有序实施数字化转型,探索形成可复制、可推广的理论和模式。
(二)加强试点示范引路
组织开展基于工业互联网平台的智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸等应用试点示范,通过政策支持、资金补助、基金引导等方式,鼓励有基础、有需求、有动力的企业基于平台开展业务优化和模式创新。深入挖掘行业典型模式,总结经验,探索形成一批可复制推广的技术先进、模式成熟、价值凸显的解决方案。
(三)构建培训和宣传体系
搭建政府部门、科研机构、行业企业等多方参与的交流合作平台,构建知识共享平台,分级分类开展专题培训,统一社会各界认知,促进经验交流和成果共享。举办工业互联网平台用户体验活动,分享展示最佳实践案例和解决方案,研讨基于平台实现数字化转型的新路径新方法。加强工业互联网平台建设和应用跟踪研究,开展企业评估诊断、政策绩效评价、平台应用效果评价等工作,为提升政府决策水平、优化配置资源、实现最大效益提供依据。

三、加强统筹推进,凝智聚力开启中国制造新篇章

借助互联网络或工业云平台,发展企业间协同研发、众包设计、供应链协同等新模式,能有效降低资源获取成本、大幅延伸资源利用范围,打破封闭疆界,加速从单打独斗向产业协同转变,促进产业整体竞争力提升。航天科工利用航天云网专有云平台,接入集团内上下游六百余家单位,对设计模型、专业软件、3D打印机、数控机床等七大类上百种资源进行共享,实现在线仿真计算、复杂产品模块协同测试、制造资源统一查看和灵活排产,有效促进集团生产能力的优化配置与生产效率的显著提升。中国商飞依托基于互联网的数字化设计、试验、管理平台,开展C919大型客机的全球协同研制生产,实现数百万零部件和机载系统研制流程的高度并行。

“互联网+”促进制造业绿色发展

中间环节多、价值链条短,成本高、效益低是多数制造企业面临的问题。互联网加速产业链精益化、生产组织扁平化、企业发展协同化转型,降低企业成本,促进集约发展。一是压缩中间渠道。互联网实现供需双方高效对接,减少流通环节,有效降低生产经营成本。如小米利用网络平台集聚大量粉丝,通过口碑营销与网络直销节约大量宣传、渠道和库存成本,构建竞争新优势。二是企业组织扁平化。借助互联网带来的信息准确高效传递,企业得以消减内部的中间层级、提高决策效率,加速向网络化、扁平化组织转型,更加适应灵活多变的市场需求。如海尔改变传统的封闭式科层制组织结构,弱化中间管理层、成立小微经营体,降低机构成本,提升决策效能与效率。三是资源协同共享。互联网平台在线整合供应链资源,推动产业链上各类企业集聚化、生态化、协同化,显著降低企业资源配置与协同成本,如依托航天云网进行协同采购,制造企业可节省成本30%。

“互联网+”促进制造业集约发展

我国制造业门类广泛、企业众多,行业间、企业间发展特征、阶段水平、能力基础不尽相同,利用“互联网+”推进转型升级的路径各有千秋。先行企业积极探索,“互联网+”制造路径日渐清晰,为更多企业实践提供借鉴和参考。

“十二五”期间,是我国互联网与制造业融合创新的实践探索期。“互联网+”带动制造业技术进步、效率提升与组织变革,加快产业迭代兴替,加速动能传导转换。从消费到生产、从边缘到核心、从平台到生态,互联网向制造业延伸拓展,引发制造业发展理念、用户角色、业务形态、生产要素、组织模式和管理模式的深刻变革。

开展应用试点示范

“互联网+”促进制造业创新发展

“互联网+”促进制造业开放发展

构建综合服务体系

智能化生产

强化资源要素支持

“互联网+”以泛在感知、精确控制和智能决策,在制造业的生产过程优化、资源回收利用和能源管理等方面广泛应用,大幅降低能耗,提高资源利用效率。一是降低能源消耗。依托工业互联网对设备状态、能耗排放等进行实时监控与优化管理,可大幅降低钢铁、石化、水泥、造纸等传统行业的能源消费强度。二是降低材料消耗。3D打印、云制造等新技术推动制造工艺与模式变革,中科大开发的“经济节约型”3D打印技术,可节省耗材高达70%。三是促进清洁能源使用。基于物联网和大数据的能源生产和管理系统,极大提升电网接纳清洁能源的能力。天津中新生态城建设“光伏、风力、储能”三合一智能微电网系统,分布式清洁能源电力每月上网130万千瓦时,基本满足生态城居民用电需求。四是助力逆向物流。在线交易平台推动工业废弃物交易和再回收的快速发展,基于移动互联网的回收APP“再生活”上线以来,覆盖北京近300个社区,日均上门回收废品近10吨,提升再生资源回收利用效率。

工业互联网是以互联网为代表的新一代信息技术与工业系统全方位深度融合所形成的产业和应用生态。通过工业互联网,工业系统各要素与各环节实现泛在连接和数据联通,推进智能化、网络化、个性化和服务化的制造业转型。工业互联网既是全球制造竞争的制高点,也是我国制造业转型迈向中高端的关键依托,亟需加快部署推进,打造具备国际影响力的工业互联网生态。一是构建高速率、高可靠、低时延、灵活快速组织的网络互联体系。以工业无线网、工业以太网等新技术改造工厂内部网络,通过部署4G/5G、软件定义网络、网络功能虚拟化等新技术,
推动工厂外部网络改造升级。二是建立覆盖工业全流程、全环节和产品全生命周期的数据链,完善工业云和工业大数据等关键应用支撑平台,推进数字化建模仿真,深化工业大数据的智能分析和应用。三是围绕网络化、开放化、融合化的新型生产体系,同步构建涵盖设备、网络、控制、应用和数据的安全保障体系。

建设更高层次、更高水平的开放型经济新体制是适应经济全球化的要求和选择。互联网加快了信息流、技术流、资金流和人才流的全球化进程,为中国制造业全球发展提供便利。一方面,互联网助推企业走出去,拓展全球市场。我国跨境平台企业超过五千家,开展跨境电商的外贸企业逾20万家。2014年,跨境电子商务交易规模达4.2万亿,2015年增速高达30%,占国家进出口贸易比例达18%。阿里巴巴芝麻信用运用大数据及云计算技术客观呈现个人的信用状况,便利出国签证,方便跨境人员流动。另一方面,助力企业引进来,利用全球资源。基于互联网的全球研发和生产制造平台,有利于企业研发和生产资源的全球优化配置,推动企业全球化布局和创新发展。潍柴动力建立全球网络化协同研发平台,实现研发资源的分布式部署和全球开放协作,优化并加快了发动机研发流程。通过国内外协同研发,其配套海监船发动机的研发周期由原来的24个月缩减至18个月,整体研发效率提升20%以上。

个性化定制是适应市场需求多样化、个性化的重要途径。利用互联网平台和智能工厂建设,将用户需求直接转化为生产排单,开展以用户为中心的个性定制与按需生产,有效满足市场多样化需求,解决制造业长期存在的库存和产能问题,实现产销动态平衡。一是众创定制。借助互联网平台,大众发起、参与企业新产品研制。海尔天铂空调由用户提出创意、30多名发烧友共同交互设计、一千多名用户参与支持,在设计的同时即实现了万名用户预约下单的业绩。二是深度定制。通过互联网平台,用户与企业一对一交互产品设计元素和细节,企业根据用户个性化需求利用柔性生产线定制生产,如红领集团、鲁泰纺织、尚品宅配等。

服务化延伸

我国制造业大而不强的关键障碍在于创新能力不足。互联网加速产业链融合创新,基于其扁平优势、规模优势和集聚优势,为制造业研发设计、生产制造以及服务模式的创新发展注入新活力。一是协同式研发。互联网打破企业封闭研发模式,推动企业与企业、企业与消费者之间的协同,实现创新要素的网络化聚集、开放和共享,大幅提升企业创新能力与效率。中核集团一支20余人的核心团队,利用众包平台与20多个城市上千名工程技术人员高效协同,顺利完成了“华龙一号”的堆芯设计。二是智能化生产。互联网技术在生产制造环节的融合应用,推动生产制造模式向数字化、网络化、智能化方向转型。广州数控利用互联网技术实现自动装夹、自动上下料和动态感知加工状态的新型制造方式,生产质量和效率显著提升。三是增值型服务。“硬件+互联网+软件服务”成为制造企业服务创新的重要模式,如以智能手环、智能电视等新产品为载体,深度拓展生活、娱乐、健康等服务,极大延伸企业价值链。

“十三五”时期是我国制造业转型升级的战略关键期,是全面建成小康社会的决胜阶段。“互联网+”制造前景广阔,空间无限,应着眼全球新一轮科技革命与产业变革制高点,结合我国制造业发展实际,充分发挥市场主导作用和政府引导作用,加速制造业转型升级,推动中国制造迈向中高端。

二、探索经验方法,“互联网+”为制造业加快转型升级开辟新途径

一、融合成效初显,“互联网+”为制造业迈向中高端提供新动能

个性化定制

大力发展工业互联网

【www.1331.com】对工业互联网平台应用侧重点、发展路径存在较为明显的行业差异,互联网加速产业链精益化、生产组织扁平化、企业发展协同化转型。加强关键软硬件研发

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分行业、分区域、有步骤地开展试点示范,是促进“互联网+”制造新模式新业态广泛普及的重要手段。当前可优先考虑在石化、钢铁、汽车、航空、家电等重点行业和信息化基础较好的企业,围绕新型网络、平台系统、应用模式、解决方案等组织开展试点,总结制造企业、信息通信企业各自探索及相互合作的成功经验,向同行业、相似行业推广。进一步发挥国家级、地区级行业试点示范作用,在珠三角、长三角等基础条件较好的地区,开展集群化试点示范,为其他地区提供经验。同时应进一步完善现有试点示范评估机制,加快形成以效果为导向的试点示范制度安排。

制造业是国民经济主体,是立国之本、兴国之器。大力推进以互联网为代表的新一代信息通信技术与制造业深度融合,积极抢占新一轮科技革命和产业变革制高点,重塑全球竞争新优势,是世界主要发达国家共同的战略选择。历经多年发展,我国制造业体系完整、门类齐全、规模庞大,互联网产业创新活跃、资源富集、优势突出,制造业在更广范围、更深程度、更高层次转型升级具备坚实基础。总结发展实践,探索融合路径,贯彻落实党的十八届五中全会提出的“实施‘互联网+’行动”“实施《中国制造2025》”的总要求,坚持问题导向,加强统筹推进,对实现制造强国具有重要意义。

智能化生产是制造业发展大趋势和国际竞争焦点,国内先行企业已开展大量探索。目前看,主要有两种路径:一是局部智能化改造。在现有制造系统之上,通过添加嵌入式设备和新型网络,实现基于车间现场数据的设备性能感知、过程优化、智能排产等智能化制造,具有成本低、风险小、操作性强的特点。如华为为某酒企实施的智能工厂改造,在原有自动控制设备基础上,部署基于4G的无线宽带集群系统,实时采集温度、湿度、成分比例、设备状况等各类参数,依据大数据分析结果进行优化控制,产能提升40%、能耗下降30%。二是全面智能化重构。新建数据集成平台,全面集成设备单元、生产监控、制造执行、企业管理、设计研发等各类系统,实现数据的跨系统流动、采集、分析、优化与智能生产和管理,虽然难度大、成本高,但却是向复杂产品制造领域深度拓展的关键支撑。如海尔沈阳无人工厂,全面集成生产管控、物流管理、企业管理、设计平台等系统,实现单线五百多种型号产品的柔性制造,大幅削减物流配送距离。

推进“互联网+”制造离不开软硬件技术产业发展支撑。我国在智能装备、高端软件、核心元器件等许多关键领域的技术能力仍然薄弱,产业生态亟待完善。一方面,要加大关键核心技术的有效供给,提升集成电路、智能传感等基础元器件的研发强度,加强高档数控系统、工控计算机、高端服务器等核心整机系统自主化水平,支持工业操作系统等基础软件及高端工业软件、新型工业APP的研发应用。另一方面,加强产业界对自主技术产品的需求引导,培育应用生态,组织上下游企业联合开展“互联网+”制造关键平台、技术、产品的试验与应用,形成供需良性互动的新格局。

服务化延伸促进制造业加速向服务领域拓展,有效拓展价值链的重要路径。企业通过添加智能模块和通信模块,实现产品联网与数据采集,利用大数据分析延展提供多样化智能服务,优化存量的同时带动利润增长。三一重工在工程机械上加载嵌入式芯片、传感器、遥控装置等智能部件,利用移动互联网建立远程设备与监控云平台间的数据通道,实时监控数万台机器的上千种参数,实现设备定位、远程故障预警和诊断、智能调度等服务,有效降低运维成本、减少用户损失。陕鼓集团建立远程在线监测及故障诊断系统,为用户提供全天候在线技术支持,牵头成立由五十多家企业组成的成套技术协作网,优化整合产业链资源,实现从机械产品供应商向服务提供商转变。

面对新一轮转型升级,许多制造企业存在软硬件成本难以负担、专业人才队伍缺乏等困难,构建综合型服务体系是破解此问题的有力抓手。一是提升解决方案服务能力。鼓励先行企业基于自身实践提供解决方案服务,壮大一批行业综合集成解决方案供应商,帮助更多企业加快转型升级。二是打造第三方服务平台。面向工业互联网、智能制造等重点领域,培育一批融合型网络、平台、业务、产品测试验证机构,积极发展工业电子商务、供应链金融等服务平台,降低制造企业融合发展门槛和成本。三是发挥行业组织作用。依托工业互联网产业联盟等行业平台,开展技术研发、标准化、公共服务提供、国际交流合作等工作,形成政产学研用高效联动的发展格局。

推进“互联网+”制造,科技是关键、资金是保障、人才是根本,需要统合各方力量、集聚各方资源,加强引导和支持。一是建立制造业融合创新中心,对基础性、前沿性、战略性领域开展关键技术联合攻关,加快技术成果产业化,破解发展瓶颈。二是加大国家重点研发计划、技改专项等资金对“互联网+”制造领域的倾斜性支持力度,鼓励地方给予配套资金支持。鼓励银行、龙头企业等为中小企业实施“互联网+”制造提供定向贷款、供应链金融等服务,多渠道解决企业融资难、融资贵等难题。三是围绕“互联网+”制造人才需求,健全多元化人才培养体系,优化科技创新、经营管理、工程技术、职业技能、急需紧缺等五类人才资源结构。鼓励企业、高校、研究机构联合开展管理人员、技能人员等的专业化培训,加大政府购买服务力度支持中小企业专业人才培养,鼓励高校加强融合领域新兴学科建设。

网络化协同

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