【工业互联网】工业互联网八大行业深度解析
看点：从各行业角度，指导工业互联网应用项目落地实施，以驱动技术创新、业务转型与商业变革。
2017年以来，工业互联网应用范围和深度不断扩展，场景已覆盖产品、资产、生产线、商业、企业间等全要素、全价值链和全产业链，企业加速大规模实施的工业互联网项目急剧增加了投入产出风险，也加剧了技术融合的复杂性、维护难度和持续性经费保障。
轻工家电行业工业互联网
1、行业基本情况及生产特点
家电业是中国民族企业的骄傲，是中国市场上少数几个有定价权的行业。“十二五”时期，中国家电业取得了长足的发展与进步。
2015 年，家电业规模以上企业总数 2702 个，家电业的从业人员在 2011 年峰值时期一度达到超过 137 万人。随着工业自动化水平迅速升级，机器换人日益普遍，生产效率提升，用工人数逐年下降。近年全行业减员增效继续，主流企业减员幅度约 5%～8%，全行业接近 5%，2015 年全行业从业人员约 115 万人。2016 年，家电业完成主营业务收入 1.46 万亿元，比上年同期增长 3.78%。“十二五”时期，家电业经济效益始终保持高于主营业务收入的增长速度，经济效益明显提升，转型升级成效显著。
整个家电行业运行特点体现在以下 5 方面：1、产业结构迅速升级；2、二是研制投入加快，企业自主创新能力大幅提高。3、运营模式不断创新，线上渠道快速增长。4、制造技术加速升级。5、家电智能化趋势明显。
2、行业对工业互联网实施的业务需求
家电行业发展到现在，随着新一代信息技术的不断成熟和应用以及新的商业模式的成功演变，行业产品对工业互联网有着以下几点需求：
1、产品智能化需求。通过硬件的升级和软件技术完成整合、互联，使各种智能产品互联互通，并依托云计算和大数据实现人和产品之间、产品与产品之间的交互，最终构建一体化智慧家庭，为消费者提供个性化、贴心的管家服务。
2、广泛联结的需求。智能家电的互联互通包括智能冰箱、洗衣机、电视、空调等各类家电产品能够通过互联网相互联接，包括通过移动互联网、PC 互联网对其进行整体控制与管理，并且家电产品自身与电网、放置的物品、使用者等能够物物相联，通过智能感知，达成人们追求的低碳、健康、舒适、便捷的生活方式。
3、大数据挖掘应用的需求。数字经济是一个以数据驱动的满足消费者新需求的时代，移动化、数字化、社会媒体、物联网技术、云计算、人工智能捆绑发力引发的技术趋势，彻底颠覆了人们的生活和消费方式，用户需求变得更加个性化，用户表达的社交平台更多，用户活跃度显著提升，用户需求数据变得可视化与量化，消费者从以前被动接受服务的角色逆转成为需求的主动提出者。
4、用户参与全流程交互和体验的需求。大部分家电行业产品的最终用户是消费者，消费者的使用体验和对产品的评价将直接影响家电产品的市场生命力。家电产品全生命周期中的两大场景将对工业互联网有着迫切的需求。
工程机械行业工业互联网实践
1、行业基本情况及生产特点
工程机械行业属于技术密集、劳动密集、资本密集型的行业。在装备工业中占有举足轻重的地位，工程机械的发展与国民经济密切相关。在国家宏观经济政策的调控下，近年来我国工程机械制造行业发展迅速，形成了国营民营企业齐头并进的良好竞争关系与发展局面。
在近两年，受到金融政策、项目开工和市场饱和度等多种因素的影响，中国工程机械行业传统行业正在摆脱低迷萎缩的局面进入新常态，更多的企业加强对制造业智能化产品的研究，以通过技术革新向市场发起挑战，开辟新的市场。“智能制造”正成为一批中国制造业企业发展的新方向。体现在如下几个方面：
1、工程机械行业逐渐复苏，回归平稳增长。2016 年，在经历了连续多年的市场需求不足，产销量持续下降，企业经营难度不断加大的背景下，行业企业克服外部环境带来的困难，坚定信心，积极应对，实现了工程机械行业稳中向好。工程机械主要产品在经历了上半年的惯性下滑之后，下半年市场需求逐渐增加，部分产品出现了淡季热销的局面。
2、扎实推进国际化，“走出去”实现新突破。我国工程机械行业在前几年海外投资快速发展基础上，继续实施国际化发展战略，进一步深耕国际市场，海外事业进一步取得实效，重点国家海外销售出现明显增长，海外工厂经济效益水平明显改善。
3、产业进一步实施转型升级，科技创新不断向前发展，高端设备不断取得新成果。工程机械行业在近几年的徘徊中，众多企业开始了求新求变求转型之路，从苦练内功开始，努力寻求低迷市场中的机遇，全面贯彻实施《工程机械行业“十三五”发展规划》，在推进转型升级方面取得重大进展，高端新型装备创新发展出现新亮点。
工程机械企业的生产模式是典型的离散制造模式，生产的主要特点是：离散为主、流程为辅、装配为重点。工程机械企业普遍面临三个方面问题：
1、工程机械行业企业生产物流效率低下。绝大多数工程机械制造企业的生产特点是产品由多种零部件构成，再将制成的零部件组装总装为成品，在这个过程中，各零部件的加工生产过程相互独立，互不配合，生产工艺及过程离散，生产环节不能有效的衔接，造成了各生产环节的库存积压。
2、工程机械企业管理普遍存在诸多问题。离散制造模式的特点是：产品品种多，生产批量小，每批次产品复杂，生产周期长，大型设备单台套生产周期长达半年甚至一年；工艺复杂，组织生产难度大，既有自己组织生产，又有大量采购，还有很多外协加工。大多数工程机械企业普遍存在由于计划、管理不善，造成的库存在制品储备高，流动资金占用大，不能准时交货等问题。
3、智能化已成为工程机械行业的主要趋势和方向发展。随着工业转型升级需求释放、生产力成本上升等问题的凸显，再加上科技进步后的工业机器人性价比临近拐点，接受度渐增，工业机器人在不少领域已隐隐形成替代人工的趋势，而在工程机械行业这一趋势同样适用，智能化已成为工程机械行业的主要趋势和方向发展。
2、行业对工业互联网实施的业务需求
一是提升生产过程智能制造水平，提高装备核心零部件生产效率与质量稳定性。核心自主研制零部件是产品功能、安全的重要保障，如何通过产线的互联改造、智能控制、大数据分析，缩短核心零部件新产品研制周期、有效降低不良品率、提升生产效率，提高设备能源利用水平，成为当务之急。
二是实现人、机、料、管理流程、管理系统的广泛互联，提高流程效率，降低运营成本。随着企业全球化业务的发展和产品市场占有率的提高，产品的种类越来越多，客户对产品的个性化定制需求越来越广泛，零部件种类和供应渠道也越来越多，物流模式越来越复杂，如何实现跨业务模块的流程优化、多信息化平台的高效集成应用，公司与客户、代理商、供应商、第三方物流公司之间的横向端对端集成，其需求越来越迫切。
三是高度离散场景下，用户个性定制化需求不断增加。对于复杂的工程机械等大宗型产品如何有效的基于用户的需求研发设计，如何高效的将客户的需求转换成可供生产使用的制造工艺技术文件，以及如何在有限的成本范围内快速的交付小批定制化产品，是工程机械行业面临的新命题。
四是智能化服务能力提升是实现工程机械可持续发展的必要前提。装备制造厂商在主机市场渐趋饱和的环境下，实现企业可持续发展，必须严格控制主机故障率，延长设备服役时间，降低工厂生产设备及工程机械产品能耗。而运用大数据分析、互联网、物联网等手段，加强服务全生命周期管理，促进主机合理使用及设备残值再利用，完全符合市场、政府导向及环境需求。
未来以企业为主导的产业互联网蓬勃兴起，以物联网、大数据、云计算为代表的信息技术深化应用，将成为改造、提升工程机械产业的强大力量。随着互联网及信息技术的飞速发展，让以工程机械企业为代表的传统工业企业感觉到转型升级实乃燃眉之急。只有充分借助大数据、物联网、信息化等数字化技术，在产业互联网的热潮中，帮助企业深度挖掘潜在用户，有效进行全网布局，才能降低企业运营成本，提升企业综合实力。
电子信息行业工业互联网实践
1、行业基本情况及生产特点
电子信息产品是指涉及电子信息的采集、获取、处理或控制方面的电子产品，如电子元器件、电子信息材料、手机、电脑、视听产品、网络及通信设备等。电子信息产品属于知识、技术密集型产品，其科技含量较高；产品注重质量、节能和环保，并遵循行业标准及国际标准；产品竞争激烈，升级换代迅速。
中国电子信息产业是经济总体中的朝阳行业，总体规模位居世界第二，仅次于美国。中国在手机、电脑、网络通信设备及产品方面世界总量第一，并在固定电话、移动电话和互联网的用户数量上领先全世界，同时拥有全球最大的信息通讯网络。
2017 年 9 月，工信部发布《中国电子信息产业综合发展指数研究报告》，该报告显示，2016 年中国电子信息产业主营业务收入达到 17 万亿元，是 2012 年的 1.55 倍，年均增速 11.6%；2016 年电子信息产业利润总额达到 1.3 万亿元，是 2012 年的 1.89 倍，年均增速 17.3%。
电子信息产品细分种类众多，产品间差异大，不同产品其制造工艺过程不尽相同，但一般都遵循模块化设计与模块化生产制造理念，涵盖模组、部件到整机的生产全流程。电子信息产品制造一般工艺流程如下图。
一般工厂根据产品生产订单量、产品生命周期、工艺过程特点等因素，综合考虑生产效率及投资效益，确定产品生产制造模式的基础上建设产品生产线。整体上看，电子信息产品制造呈现出 3 种不同的制造模式：面向大规模产品的流水线制造模式、面向订单拉动产品的单元生产制造模式、面向单一高价值产品的手工生产制造模式。
2、行业对工业互联网实施的业务需求
工业互联网是由智能机器、网络、工业互联网平台及应用等构成的系统，能够实现机器与机器、机器与人、人与人之间的全面连接与交互。这种互联不仅是数据信息流的简单传递，而是融合了智能硬件、大数据、机器学习与知识发现等技术，使单一机器、部分关键环节的智能控制延伸至生产全过程。工业互联网为生产数字化、网络化、智能化发展提供支撑，是实现智能制造的关键基础，也是生产制造发展的新阶段。
传统电子信息产品制造中自动化生产、单元生产、手工生产方式与工业互联网相结合，将通信信息技术与电子信息产品制造相融合，实现机器设备健康管理、人机一体化协同作业、生产过程质量追溯、产品生命周期质量管理，从而优化对装备和资源的使用，推动生产和运营的智能化，创造新的经济成效和社会价值。
钢铁行业工业互联网实践
1、行业基本情况及生产特点
钢铁制造过程流程长、工序多，既包括高温、周期不等的化学变化工艺过程（冶炼），又包括高速、负荷瞬变的物理形变工艺过程（轧钢），是典型的混合型制造流程，制造装备种类繁多、工艺过程极为复杂。经过上千年的演变和发展，形成了现代化的制造工艺流程，高度自动化的产线装备，基于大规模、标准化的制造过程管理体系，可以有效发挥装备产能，实现效益最大化并降低成本。
自上世纪 90 年代以来，我国钢铁工业取得了长足的进步，体现在先进工艺生产可视、可控、可追溯装备的基础上，钢铁企业在整体自动化和信息化建设方面投入了大量的资源，积累了非常多的信息资产。尽管面临着产能过剩、结构失衡，能源环境等巨大压力，总体上，在实现企业管理的物流、信息流、资金流同步方面取得了显著的进步，有效的支撑了整体行业制造水平和能力的提升。
2、行业对工业互联网实施的业务需求
消费者的偏好从注重质量、价格（成本）的二维模式向注重质量、性价比、个性化需求、快速响应的四维模式转变。制造者尚未很好的解决产品质量、产品价值问题，而伴随互联网发展，企业同时面对新的挑战：个性化需求、快速响应服务。
钢铁制造装备的大型化是高效率、低成本的基础，目前尚无颠覆性的制造工艺创新以改变现状，通过提升制造管理的柔性来适应日益快速变化的用户需求，就显得极为迫切。，有必要找到一种方式和手段，能够在“钢铁制造大规模、标准化”固有本质和“小批量、多品种”的新特征之
间找到一种平衡，从而既满足用户的需求，又使得制造企业可以获利，在价值链上公平地共享价值。而这主要是通过“软实力”来实现，除了服务领域的提升之外，最重要的是制造组织管理的智能化，即：通过软的手段来解决上述问题。工业互联网是一个有效的技术手段。
高端装备行业工业互联网实践
1、行业基本情况及生产特点
高端装备制造行业是我国战略性新兴产业的重要组成部分，是装备制造产业中技术密集度最高的产业，处于产业链的核心部位，属于知识技术密集型、多学科多领域交叉行业，具有很强的竞争力。目前，我国高端装备制造业水平大幅度提升，一批重大装备和技术成果不断涌现，正稳步向自动化、数字化、集成化、网络化和智能化发展。
根据国务院 2010 年出台的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，高端装备制造业主要包括航空产业、卫星及应用产业、轨道交通装备业、海洋工程装备以及智能制造装备五个细分领域。
高端装备制造行业，主要有以下特点：
1、产品的技术含量特别高。高端装备的研发设计环节非常复杂，往往会涉及多个专业（甚至数十个专业）、大量的研发人员在线协同，每个专业都有不同的研发设计软件。在产品设计阶段，不仅要利用许多高精密的设计工具实现功能的设计，还需要模拟实际运行过程中的各种外部条件，对设备进行模拟；同时，还需要结合生产过程中积累起来的质量记录，优化产品的面向生产的设计能力。
2、生产过程特别复杂。虽然属于离散制造，但高端装备制造的生产过程同传统的离散制造却又有很多的不同。高端装备制造动辄会有数千种零部件，无论是在原材料还是在生产工序上，都提出了非常高的要求。一方面，在供应链管理上，既要求尽量采用灵活的零部件管理来降低运营成本，又需要保证交付的速度；另一方面，设备的运维、不同水平人员的调配，都要求生产任务需要根据不同实际情况实时进行调整。
3、产品的价值高、生命周期长。高端装备的产品单价非常高，从数十万到数十亿不等，工业机器人的单价在数十万到数百万之间，发电设备的单价则达到数千万，飞机、卫星的单价则高达数亿、数十亿；产品的寿命很长，一般都超过5 年，甚至达到 20-30 年，或者更长时间。因此，对高端装备提供全生命周期的远程售后维护，非常有意义，不仅可以为高端装备的使用方提供了智能化的产品维护，而且可以为高端装备的生产企业提供新的收入来源。
2、行业对工业互联网实施的业务需求
根据高端装备制造行业的特点，对工业互联网实施的业务需求也非常明确，主要是以下 3 点。
1、在产品的研发设计阶段，实现涉及多专业的高效协同研发。
2、在产品的生产制造阶段，实现复杂生产过程的管理，有效提升产品的生产质量。
3、在产品的售后阶段，通过工业大数据的技术应用，进行服务化延伸，提供覆盖高端装备全生命周期的远程智能维护。
建筑行业工业互联网实践
1、行业基本情况及生产特点
建筑业是国民经济的支柱产业、民生产业和基础产业，是中国最具有全球竞争力的行业。纵观建筑业的发展历程，其建造的过程性、建设周期长、资金投入大、项目地点分散、多展业、多关系方、流动性强等特点，大大增加了工业化和数字化运营和管理的难度。以智能化为核心，以技术创新为动力，以工业化为手段，融合互联网技术和传统建筑工程建造技术的新型建筑产业正在逐步兴起。体现在以下五个方面：
1、深化改革发展。2017 年，国家相继发布了《关于促进建筑业持续健康发展的意见》和《建筑业发展“十三五”规划》，为今后一段时期建筑业的改革发展指明了方向。
2、加快转型升级。以绿色发展为理念，以技术创新为引领，以工业化生产方式为手段，以设计标准化、构件部品化、施工装配化、管理信息化、服务定制化为特征，整合投资、设计、生产、施工、运维、更新、回收等整个产业链，实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展，全面深入地推动绿色建筑、装配式建筑、超低能耗被动式建筑发展等以及推广绿色施工、综合管廊等实践。
3、加速科技跨越。建筑理念的发展推动了技术的进步，信息技术、互联网技术和智能技术逐步进入建筑产业，自动绘图、协同设计平台、BIM 技术和 3D 打印等技术在建筑设计领域已普遍使用，并成为必不可少的工具。
4、模块化装配式建筑渐成产业主导。装配式建筑区分于传统的建筑方式，是将建筑所需要的墙体、叠合板等 PC 构件在工厂按标准生产好后，直接运输至现场进行施工装配，实现了从“建造”到“制造”的转变，具有提高施工质量和效率、环境友好、缩短工期、提高施工安全等优势。
5、建筑企业“走出去”的步伐加快。“一带一路”国家战略成为带动中国建筑企业加大海外投资的主要驱动因素，为企业走出国门提供了重大发展机遇。
2、 行业对工业互联网实施的业务需求
根据建筑产业的特点和发展趋势，对工业互联网实施的业务需求非常明确，主要是以下四点：
1、日益增长的大规模个性化定制需求。
2、全产业链协同网络的需要。
3、从线上虚拟建造到线下智能建造的建筑全生命周期需要。
4、建筑产业全球化的需求。
船舶行业工业互联网实践
1、行业基本情况及生产特点
海洋工程装备和高技术船舶已被“中国制造 2025”明确列为国家十大重点发展领域之一，其产业链覆盖广、规模大、水平高，优势产品地位突出，集聚发展态势明显，行业工业互联网发展对区域经济带动明显。
船舶产品典型特征是零件数量级大、主尺度大、生命周期长，以大型豪华邮轮为例，其零件数超过 2500 万个，长度超过 350 米、船宽大于 60 米、高大于70 米、吨位超过 20 万吨。一般从设计到交付、保修期维护，全船寿命一般 10年至 30 年，中间需经历多次大修。
船舶制造业是海洋工程领域的重点支柱产业，中国船舶制造的体量大，造船三大指标国际市场份额均位居世界第一，2017 年，全国造船完工量为 4268 万载重吨；承接新船订单量为 3373 万载重吨，手持船舶订单量为 8723 万载重吨，分别占全球总量的 41.9%、45.5%和 44.6%。
2、行业对工业互联网实施的业务需求
随着企业全球化业务的发展，船东对船舶产品的个性化定制要求越来越广泛，船用设备物资的种类和供应渠道也越来越多，物流模式越来越复杂，如何实现跨业务模块的流程优化、多信息化平台的高效集成应用，船企与船东、供应商、第三方物流公司之间的横向端对端集成，其要求越来越迫切。
船舶行业对工业互联网平台的需求是面向全流程的整体顶层解决方案，主要包括以下几点：首先，船舶工业企业需要通过工业互联网平台应用，加速船舶智能制造的实现。其次，船舶工业企业需要通过物联建设及边缘应用，打通现场层数据瓶颈，有效合理组织生产。最后，船舶工业企业需要通过供应链协同应用，提高上下游信息共享水平，催生新型产业和新型制造模式。
电力行业工业互联网实践
1、行业基本情况及生产特点
电力行业是国民经济基础行业之一，电力产品在人们社会生活中的特殊地位，往往使其生产、传输、供应和服务的及时性、可靠性具有极强的经济意义，有时甚至具有某种程度的政治、军事意义。因此，电力企业的管理也被赋予了高度的可靠性和保密性。
电力企业生产过程中不仅有信息流与物质流，还包括了连续的能源流，而且伴随复杂的物理化学反应，物质和能源的转化和传递等过程。因此电力行业是一个非常复杂的工业行业，其生产工艺目标往往不能以独立的数据形式实现直接控制。电力工业有以下几大特点：
1. 电力产品生产、销售和使用一体化；
2. 企业内外存在复杂的原辅料供求关系；
3. 电力行业在不断的改革当中；
2、行业对工业互联网实施的业务需求
当前，我国电力企业在不同程度上实现了数字化和智能化，但数字化、智能化的程度与实际要求还存在一些差距，未来的发展需要不断与云计算、大数据和物联网、人工智能等先进技术相互整合，促进电力企业的进一步转型升级。其主要表现在以下几方面：
1、 设备运行的安全预警，保证电力设备的安全运行；
2、 设备故障诊断，实现发电和电网设备检修、维护指导；
3、提升节能降耗水平；
4、智能化生产；
5、协同运营管理。
工业互联网是结构性的、蛙跳式、融合式的战略技术，它改变的是工业基础设施，而不是表面应用。它带来的是技术革命，而不是技术渐进。尽管每个垂直行业和企业投资及启用工业互联网的目的、场景不尽相同，但是它们实施路径的逻辑和步骤是相似的，它们的试错成本和经验是可以共享的。企业在实施工业互联网的同时会面临大量投资风险和技术融合难点，也可能遭遇失败和倒退，但是“创造性破坏”会让每一个工业互联网的先行实施企业在新一轮的工业转型中前进更快、跳跃更高、离成功更近。
先进制造业+工业互联网
产业智能官 AI-CPS
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