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工业互联网市场研究:5G解决了阻碍工业数字化转型的大问题
2020-03-20 07:26:45   来源:东方头条   

信息化和工业化是两个历史发展阶段。在一步步走来过后,制造业变革与数字经济的发展出现了历史性交汇,从而使得全球新一轮产业变革蓬勃兴起。

这场变革我们把它叫做工业互联网。

工业互联网是链接工业全系统、全产业链、全价值链,支撑工业智能化发展的关键基础设施,是新一代信息技术与制造业深度融合所形成的新兴业态和应用模式,是互联网从消费领域向生产领域、从虚拟经济向实体经济拓展的核心载体。

作为一个巨大的体系,工业互联网不是一个简单的平台,而是将对整个工业制造业产生巨大变革的系统。目前工业互联网有两大内涵。一个是网络基础建设,其中包括工厂内网、工厂外网与标识解析。另一个则是新的业态与商业模式,类似于互联与移动互联网的关系。围绕着这一新业态和商业模式,将会产生一系列新兴技术与产业,如智能生产、个性定制、网络化协同等。

工业互联网有着业界公认的三大体系,即网络、数据、安全。其中网络是基础、数据是核心、安全是保障。

因此,工业互联网的产业链按照架构可以划分成六个层次,分别是设备层、网络层、平台层、软件层以、应用层以及安全体系。设备层包括智能生产设备、生产现场智能终端、嵌入式软件及工业数据中心;网络层包括工厂内部和外部的通信;平台层包括协同研发、协同制造、信息交易和数据集成等工业云平台;软件层包括研发设计、信息管理和生产控制软件,是帮助企业实现数字化价值的核心环节;应用层包括垂直行业应用、流程应用及基于数据分析的应用。此外,工业互联网的安全体系渗透于以上各层中,是产业重要的支撑保障。

在架构下,产业链根据细分领域又可重新大致分成五个部分。

第一,边缘采集构建了工业互联网平台的数据基础。

目前,工业数据采集核心企业由工业自动化企业和工业互联网企业两类企业构成。第一种企业从自身核心产品能力出发,主要为工业数据采集、提供接入设备,作为工业数据采集的源头。国内主要企业有研华科技、安控、北自所等;第二种企业主要为工业数据采集提供工业网络协议转换、传输、安全等配套设备和服务,部分企业从原有优势领域正在积极向制造业领域延伸发展。国内主要企业包括:和利时、中国电信、中兴通讯、华为、名匠智能、映翰通网络等。

第二,工业互联网工业IaaS。

IaaS为用户提供云基础设施服务,主要解决的是数据存储和云计算问题。国内IaaS企业可分为以下四类:第一类是互联网巨头,积累了技术和基础设施,具有内容、渠道、用户运营等优势,主要公司有阿里云、金山云、百度云、腾讯云;第二类是新兴创业龙头,公司的先进技术驱动内生增长,能在垂直领域深耕竞争壁垒,主要公司有青云、优刻得科技等;第三类是传统IT公司转型(包括传统IDC、IT运营商、系统集成商等),具备丰富的硬件设备资源及成熟的销售渠道体系,主要公司有华为、浪潮信息、世纪互联、太极股份等;第四类是运营商阵营,拥有带宽和通信资源等优势积累,主要公司有中国电信、中国联通、中国移动。

第三,工业互联网工业PaaS。

PaaS是工业互联网的核心,旨在面向制造业数字化、网络化、智能化需求,构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体。

PaaS层有四大类型的企业。如,凭借工业设备与经验积累打造工业互联网平台的装备和自动化企业,主要有西门子、ABB等国外企业;将数字化转型成功经验转化为基于平台服务能力的领先制造企业,国内主要企业有海尔、中国航天科工集团、三一集团有限公司;围绕业务升级需求,借助工业互联网平台实现能力拓展的软件企业,主要企业有德国SAP公司,美国PTC公司;发挥技术优势,将已有平台向制造领域延伸的ICT企业,外国企业有IBM、亚马逊、微软,我国龙头企业是华为。

第四,工业互联网工业SaaS。

SaaS基于工业互联网,承载工业知识和经验,满足特定需求研发工业应用软件,即工业APP。国内布局工业APP 的企业主要有航天云网、东方国信、树根互联、徐工信息、青岛海尔等。但在整体上,工业APP发展现状还存在数量少、质量低以及发展慢等较多问题。

第五,工业安全。

工业信息安全贯穿整个工业互联网,从事工业控制系统信息安全、工业互联网安全、工业大数据安全、工业云安全、工业电子商务安全等工作内容。

目前,工业信息安全企业分为四种类型。自动化背景的厂商,通过成立子公司或工控安全部门进入该领域,主要公司有浙江中控、和利时、三维力控等。传统信息安全背景的厂商,成立工控安全部门或投资有工控安全业务的企业,主要公司有启明星辰、绿盟、立思辰等。IT系统集成商,主要通过与专业的工业信息安全公司合作进入工业信息安全领域,如石化盈科、中油瑞飞、南瑞信通等。工业信息安全的厂商,通过整合信息安全和自动化化控制方面的人才,专注于开展工业信息安全领域业务的企业,如威努特、天地和兴、安点科技等公司。

1968年1月1日,Dick Morley宿醉。就在这一天,他起草的一个备忘录直接导致了可编程逻辑控制器的发明。而可编程逻辑控制器的诞生正是工业互联网逐步演变的开始。

1969年,第一台可编程控制器(PDP-14)在通用汽车公司的生产线上试用后,效果显著。此后,在1971年第一代微处理器问世。人们很快将其引入可编程逻辑控制器,使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。

到了1983年,以太网标准化以及PC发展起来后,为了方便和反映可编程控制器的功能特点,科学家正式把可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。

其实,自80年代以来,随着计算机技术全面引入到可编程控制器中,PLC的功能发生了飞跃。由于更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计和模拟量运算,PID功能及极高性价比奠定了PLC在现代工业中的地位,逐渐在世界先进工业国家中获得广泛应用。

时间来到2011年,通用电器公司总裁Jeffrey R. Immelt首次提出了工业互联网的概念,被普遍看作是“第四次工业革命”。

2013年6月,通用电气再次提出了工业互联网革命,其中伊梅尔特在演讲中称,工业互联网的目标是升级那些关键的工业领域。届时,一个开放、全球化的网络,将人、数据和机器连接起来。

2014年3月,通用电器与AT&T、Cisco、IBM、Intel等5家企业联手组建了美国工业互联网联盟(IIC),并将这一概念大力推广开来,打造工业互联网生态体系。

随后的几年,全球许多国家和企业都相继在工业互联网进行大力投资。如,英国出台制造2050,法国制定“新工业法国”战略,紧跟全球工业互联网发展动向,加大对本国工业互联网技术突破、产业布局、金融服务的支持力度。日本提出了“互联工业”战略,试图将人、设备、系统、技术等相互连接起来,以创造新的附加值和解决相关的社会问题。韩国将机器人、人工智能、自动驾驶和3D打印确立为智能制造产业发展的主攻方向。工业互联网的基础领域迅速扩展,工业连接、高级分析、基于条件的监控、预测维护、机器学习和增强现实等方面逐步得到落实。

2018年,全球工业互联网市场已经达到3518亿美元。工业互联网平台应用场景分布显示,2018年全球工业互联网在设备管理为33%,全流程系统优化为9%,生产管理优化与生产监控分析为8%,能耗与排放管理和供应链管理为7%,产后服务为、质量管理为、客户关系管理分别为5%,财务人力管理为4%,金融服务为4%,安全管理为2%,数字化设计与仿真验证2%以及数字化工艺与制造辅助为1%。

2020年全球工业互联网领域投资规模将超过5000亿美元。到2030年,工业互联网将为全球经济总量带来超过15万亿美元的增量。

2016年2月,中国也成立了工业互联网产业联盟。在超过500家成员单位中,工业企业约占35%,信息通信企业约占35%,安全企业占6%,境外企业占7%,企业分别来自轻工行业、高端装备、钢铁行业、电子信息、工程机械五个核心垂直细分行业。

那一年,中国工业互联网市场总收入为3859亿元。

与此同时,国家支持工业互联网发展的政策也相继出台,具体从互联网协议,工业互联网体系架构到企业上云指南等各个方面全方位的对工业互联网的建设进行了部署。

在国家政策大力支持,各省政府高额补贴的刺激下,我国制造企业,工业软件服务商、工业设备提供商及ICT四类企业进行多路径布局,工业互联网获得飞速发展。

2018年,我国工业互联网市场规模已经达到了4709亿元。从细分市场结构上看,基础设施、软件与应用、通信与平台、工业安全的规模分别为1927、1299、1447、36亿元,占比分别是40.9%、30.7%、27.6%、0.8%。此外,我国工业互联网平台数量实现了快速发展,数量已高达269个,超过了国外工业互联网平台总和,其中269个平台类产品由制造企业构建的工业互联网平台占比就高达46%。

整体而言,目前全球工业互联网尚处于初期发展阶段,全球范围内也仅有通用电气和西门子的工业互联网平台较为成熟。而我国工业互联网由于起步较晚,因此仍与国外存在一定差距。

在边缘采集层面,我国缺乏工控领域的领军企业,95%中高端PLC市场、50%以上的DCS市场被跨国公司垄断,国产化的工控自动化核心部件产品仅占35%的市场份额。在工业PaaS层上,整合控制系统、通信协议、生产装备、管理工具、专业软件等各类资源的能力不足,集业务流程咨询、软件部署实施、平台二次开发、系统运行维护等于一体的综合能力欠缺。在工业SaaS层上,高端工业软件主要依赖进口,同时缺乏相关开发者社区。

然而,2018-2020年仅是我国工业互联网建设的起步阶段,过程发展所取得效果是比较显著的。具体表现为,标识解析体系不断完善,平台供给能力持续提升,融合应用范围加快拓展,安全保障体系在逐步构建。据前瞻产业研究院报告,2020年,我国工业互联网市场预期增速达到15%,万亿市场规模指日可待。

5G是推动工业互联网的重要一环。

连接问题一直以来是阻碍工业制造业数字化转型的大问题。现在,5G的技术的突破将连接、安全和集中计算的能力带给工业,助推工业互联网爆发,将有力提升数据传输的效率,极大提升工业互联网的能力。

相比较国外,我国在5G领域的优势很明显。在5G标准必要专利方面,远远高于美国、韩国、芬兰等主要国家。更重要的是,对于5G,包括系统芯片、设备、终端测试在内的产业链,所有主要环节都有国内公司参与,并且达到了商用水平。目前全球能够提供完整端到端的5G电信设备商,也只有中兴和华为两家。

因此,随着2020年我国5G商用逐步落地,工业互联网发展有望进一步提速,未来短时间内有望超过全球工业互联网早期拥有发展优势的国家。据Mordor Intelligence预测,2024年全球工业互联网市场规模有望从2018年的3518亿美元增至9211亿美元。而在2024年,我国工业互联网市场规模将达到1.3万亿元规模。

(资料来源于:解析投资APP)

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