版权声明 本报告版权属中国信通院铸基计划与杭州捷配信息科技有限公司,并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的,应注明“来源:中国信通院铸基计划与杭州捷 配信息科技有限公司”。违反上述声明者,编者将追究其相关法律责任。 工业数字化,是在工业领域基于网络信息技术,推动技术进步、组织变革和效率提升的融合应用模式。20多年来,我国以电子信息制造业为重点,大力推动一、二、三产业信息化发展,部分重点产业如电子信息制造业、通信业取得较 大突破。当前,我国工业数字化产业整体规模持续增加,工业数字化应用持续延伸至数十个国民经济大类中,并催生了平台化设计、智能化制造等新模式和业态。 在此背景下,本研究报告回顾了工业数字化发展历程的背景,并对工业数字化产业发展层级进行梳理,针对关键技术展开重点分析,讨论了技术发展趋势和行业动态。报告指出,伴随着我国工业数字化平台整体能力的提升,低代码开发、工业模型、数据模型等平台关键能力提升明显,数字孪生等新技术在平台探索应 用。“5G+工业数字化”实践已初步展现变革性的赋能意义,为我国经济社会发展开启了新模式、新空间、新未来。 同时,报告也聚焦业界实践,总结了若干工业数字化领域技术衍生下的新商业模式,分析行业特点与需求,探索应用模式与路径,为工业数字化技术落地提供参考。 工业数字化是数字经济的重要组成,通过各类企业及机构的交互式创新活动,将有力推动我国工业制造企业创新能力的提升和向服务型制造转型,把握技术发展关键路径,推动企业走出低端制造的困境,真正实现各行业各细分领域的数字化转型发展。 01 新常态:回归长期主义1 (一)工业数字化发展历程与现状1 (二)工业数字化驱动因素4 (三)国家战略及关键政策6 (四)工业数字化投融资情况8 02 新生态:产业全景概览10 (一)工业数字化产业全景10 (二)基础设施层15 (三)边缘层26 (四)平台层33 (五)应用层37 03 新技术:从跟随到超越38 (一)工业软件38 (二)工业App48 (三)人工智能49 (四)工业机器人50 (五)数字孪生51 (六)技术发展趋势53 04 新趋势:技术衍生新商业模式55 (一)协同制造55 (二)云边一体62 (三)柔性生产线/个性化定制68 (四)技术发展路径探索76 05 新势力:优秀企业案例78 (一)捷配78 (二)班德瑞85 (三)用友89 (四)华磊迅拓94 (五)蓝卓99 图目录 图1数字化转型1 图2“信息化”、“数字化”与“数字化转型”概念对比2 图3各国政府的“工业数字化”政策3 图42022年跨行业跨领域工业数字化平台名单7 图5工业数字化细分领域9 图 6 图 7 图 8 图 9 图 10 图 11 图 12 图 13 图 14 图 15 图 16 图 17 图 18 图 19 图 20 图 21 图 22 图 23 图 24 图 25 2022工业数字化领域重点投资事件10 工业互联网功能架构图11 国外部分重点企业13 我国多层次系统化平台体系13 网络通信结构图19 标识解析服务器节点框架24 现有标识解析体系25 设备接入示意图28 多种接口设备30 边缘计算结构示意图33 PaaS层功能35 SaaS多种应用场景38 智能制造各层级结构示意图40 MES功能流程图41 PLM产品生命周期管理示意图43 计算机辅助软件使用流程44 AI助力产业发展阶段图50 数字孪生应用层级结构53 工业数字化平台能力对比55 PCB行业产业链概述56 图 26 图 27 图 28 图 29 图 30 图 31 图 32 图 33 图 34 图 35 图 36 图 37 图 38 图 39 图 40 图 41 图 42 图 43 图 44 图 45 捷配数智化协同工厂58 协同制造服务体系ECMS59 数字经济推动服务贸易全球化60 传统供应链(左)和数字化供应网络(右)62 汽车产业供应链微笑曲线63 新能源汽车“数字化→智能化”流程64 装备平台管理模式图65 智能家居产业链67 家装行业传统业务流程69 家装行业应用模式与路径70 服装行业产业链72 服装智能+应用场景74 PCB智能工厂整体解决方案81 班德瑞工业数字化产品的技术架构简述87 环保领域大型国企加速数字化转型的实践应用88 集团化企业如何实现分公司的全流程管理89 MES工业互联网智能制造架构图96 0rBit-MES/MOM数字化工厂应用场景97 supOS工业操作系统架构101 基于supOS数字化底座的智能工厂数据流向103 一、新常态:回归长期主义 1.工业数字化的定义与内涵 所谓工业数字化,是在工业领域基于网络信息技术,推动技术进步、组织变革和效率提升的融合应用模式。数字化转型是通过信息通信等数字技术驱动的产业变革过程,以数据为关键要素,以网络信息技术在各个行业全面融合应用为主要过程,以提升企业整体质量和效 益为目标,系统性变革企业的生产方式、商业模式和产业组织形式,包括“数字化、网络化、智能化”方面的转型升级。 来源:中国信息通信研究院整理 图01数字化转型 从“信息化”、“数字化”到“数字化转型”是一个信息技术赋能不断进化的过程。信息化指的是从模拟信息向数字信息转变,以数字形式提供和获取信息;数字化则是在信息化的基础上在流程中应用数字化信息,让工作数字化、标准化。相较于信息化,数字化强调基 于信息数据反哺业务,业务进一步促进系统迭代优化。至于数字化转型,则侧重于基于数字化创造新的商业概念,诞生新的商业模式,是整个行业层面的转型升级。 2.工业数字化的国际发展历程 美国工业互联网联盟(IndustrialInternetConsortium,IIC)在其2020年发布的《工业数字化转型白皮书》中,针对工业领域的数字化转型作出定义:工业数字化转型是利用物联网技术来改进流程和运营 并取得更好的效果,包括新的商业模式、合作模式、运营模式、服务模式,以IT与OT的融合为主要特点。 来源:中国信息通信研究院整理 图02“信息化”、“数字化”与“数字化转型”概念对比 如今,工业数字化在世界范围内都深受重视,各国都在积极推动本国的数字化进程。作为世界上最早出台数字化相关政策的国家之一,英国政府先后多次推出数字化转型战略,为英国的数字化转型作全面部署,相关战略政策包括数字技能与包容性战略、连接战略、数字经济战略、网络空间战略、数字转型战略、数字政府战略和数据经济战 略等等;德国则以“工业4.0”概念为核心,逐步完善本国产业数字化转型计划,为当地中小企业提供更加良好的发展环境。所谓工业4.0 (Industry4.0)是德国基于工业发展的不同阶段所作出的划分:工业 1.0是蒸汽机时代,工业2.0是电气化时代,工业3.0是信息化时代,而工业4.0是智能化时代,是利用电子信息技术推动全产业变革的时代。 在经历了金融危机,国内工业衰退之后,为了对抗产业“空心化”,美国推行“再工业化”战略,奥巴马时期先后发布了“先进制造伙伴计划”、“先进制造业国家战略计划”、“加速美国先进制造业发展”“美国制造业及创新复兴法案”等一系列的政策举措,力图将美国的发展轨迹引导到能够充分发挥信息技术优势的战略轨道上来。特朗普上任之后,延续和发展了关于制造业发展的相关政策措施。2018年以来,美国政府发布产业政策的频率明显加快,除了先进制造业战略、,大数据、云计算、人工智能等相关战略也相继出台,美国促进发展先进制造业相关政策体系不断完善,战略目标也愈发清晰:以发展先进 制造业为契机,带动上下游产业逐渐向美国本土回流,并最终在美国本土建立完整的产业链。 来源:中国信息通信研究院整理 图03各国政府的“工业数字化”政策 3.工业数字化的国内发展历程 20多年来,我国以电子信息制造业为重点,大力推动一二三产业信息化发展,部分重点产业如电子信息制造业、通信业取得较大突破。2012年以来,随着新一代网络信息技术的快速发展,我国逐渐在部分领域建立局部优势。2015年,国务院发布“互联网+"行动计划,并于两年后又发布《关于深化”互联网+先进制造业“发展工业互联网 指导意见》,将工业数字化视为支撑我国制造业数字化转型的重要路径和方法。 4.工业数字化的产业规模 2021年,我国工业数字化产业整体规模突破1万亿元,超300座 城市覆盖了高质量外网,连接了超过18万家工业企业;大型工业数 字化平台超过100家,总接入设备超过7600万台。工业数字化应用 已经延伸至45个国民经济大类,催生了平台化设计、智能化制造等新模式和业态。我国重点领域关键工序数控化率超过55%,数字化研发、设计工具的普及率高达74.4%1。 1.国际格局动荡,夯实制造业根基 近年来,国际局势风云激荡,黑天鹅、灰犀牛事件层出不穷。16年特朗普就任美国总统,不久向中国举起贸易制裁“大棒”,自此引发世界范围内一股“逆全球化”浪潮,全球产业链、贸易链面临严峻 挑战;20年新冠疫情波及全球,国际贸易和人员往来几乎停滞;22年初战火在乌克兰燃起,主要大国间对立加剧,世界粮食和能源安全再 1数据来源:中华人民共和国工业和信息化部 受冲击。在愈发不稳定的国际局势下,深度嵌入全球产业链的中国自然不可能独善其身。在制造业领域,中兴、华为等科技企业先后遭遇制裁,美西方屡屡在高科技领域对华“卡脖子”,先进制程芯片等科技产品成为了我国工业发展的瓶颈。为了应对外国技术封锁,保护我国国家安全,也为了推动我国制造产业的全面转型升级,实现高质量 发展,夯实制造业根基,用先进数字技术赋能广大制造行业,突破瓶颈,提高生产效率成为制造业发展的重中之重。 2.流量红利见顶,供应链价值凸显 中国是一个有15亿人口的庞大市场,在过去,中国企业立足庞大的本土市场便足以实现高速增长,早先的互联网企业更是热衷于走流量路线。然而近年来随着市场的逐渐饱和,蓝海变红海,流量红利几乎见顶,走量需要向走质量转变。提升服务水平,加强供应链质量受到越来越多的企业重视。要提升服务水平,抓住消费者,数据是极好的粘合剂,通过全场景的数字化,把海量碎片化信息整合起来,针对性提升运营服务,从而获得市场信任。而在生产端,中国国内庞大而全面的供应链一直是“中国制造”的坚实地基,在全球大环境恶化的背景下,稳定的中国供应链吸引着全世界企业投资布局。抓住时机, 不断推进中国制造业的数字化进程,保持并扩大我国在供应链上的优势,是面对“百年未有之大变局”的必要准备。 3.国家政策倾斜,顶层设计协调统筹 中国政府一直对我国工业的高质量发展和数字化转型升级给予高度重视。在2021年给世界互联网大会的贺信中,习近平总书记写 到:“数字技术正以新理念、新业态、新模式全面融入人类经济、政治、文化、社会、生态文明建设各领域和全过程,给人类生产生活带来广泛而深刻的影响。”这体现出中央对数字化工作重要性的肯定。国务院于2015年出台了《促进大数据发展行动纲要》,指出工业制造是国民经济的主体,大数据是工业发展的必然选择,企业是推进大数据创新的主体,再次强调了工业与数字化结合。2017年底,国务院出台《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,成为了指导我国工业互联网发展的纲领性文件。2020年5月,工信部发布《关于工业大数据发展的指导意见》,围绕进一步深化工业数据应用,从开展应用示范、提升平台支撑作用、打造应用生态等方面 进行了重点部署,为推进更大范围、更高水平、更深层次的工业数据应用创新指明了发展方向。 1.工信部双跨平台 2019年4月,工信部发布了《工业互联网发展行动计划(2018- 2020年)》,提出到2020年底实现我国“初步建成工业互联网基础设施和产业体系”的发展目标,培育出一批独立经营的企业级工业互联网平台,建成工业互联网平台公共服务体系。2019年8月,工信部公示了首批十家国家级“跨行业跨领域工业互联网平台”。到了2022 年,名单增至28家企业平台。 来源:中国信息通