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工业互联网:加速落地释放价值

2021 年工业互联网带动制造业增加值预计达到 1.68 万亿元。与此同时,工业互联网产业增加值预计突破 4 万亿元,成为促进我国经济高质量发展的重要力量。
发布时间:2022-06-21 14:37        来源:数字经济杂志        作者:黄勇 汪菁 张乙天 李冬露

 2021 年工业互联网带动制造业增加值预计达到 1.68 万亿元。与此同时,工业互联网产业增加值预计突破 4 万亿元,成为促进我国经济高质量发展的重要力量。本报告通过对工业数据智能平台和供应链协同两个重点市场实践案例的研究,为工业企业决策层以及业务、IT 部门负责人提供企业数字化转型的实际落地经验,帮助其更好地完成企业数字化升级改造。

一、工业互联网发展进入关键阶段(一)工业企业面临一系列挑战

2022年,政府工作报告中指出,全球疫情仍在持续,世界经济复苏动力不足,大宗商品价格高位波动,外部环境更趋复杂严峻和不确定。我国经济发展面临需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力。消费和投资恢复迟缓,稳出口难度增大,能源原材料供应仍然偏紧,输入性通胀压力加大,中小微企业、个体工商户生产经营困难,稳就业任务更加艰巨,关键领域创新支撑能力不强。这高度概括了我国今年经济发展中将要遇到的问题与挑战。

放眼世界,尽管疫情依然持续,但全球科技和产业竞争更趋激烈,大国战略博弈进一步聚焦制造业,美国“先进制造业领导力战略”、德国“国家工业战略2030”、日本“社会 5.0”和欧盟“工业 5.0”等以重振制造业为核心的发展战略,均以智能制造为主要抓手,力图抢占全球制造业新一轮竞争制高点。

‖ 图 1 工业互联网对制造业的带动情况

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来源:爱分析ifenxi

纵观国内,我国制造业目前仍面临内外经济环境多因素不确定性的挑战,需进一步巩固已有的数字化建设成果,持续进行精益管理、智能制造改革。

(二)我国工业互联网发展现状

2021年我国企业数字技术与实体经济加速融合,传统产业数字化、智能化改造加快,新兴产业保持良好发展势头。企业研发经费增长 15.5%,创新能力进一步增强。CNNIC 发布的《中国互联网络发展状况统计报告》显示,我国工业互联网发展初具规模, 工业互联网体系呈多层级全面蓬勃发展的态势。当前我国“综合型 + 特色型 + 专业型”工业互联网平台体系基本形成,具有一定行业和区域影响力的平台超过100 家,平台赋能效应进一步显现。

中国工业互联网研究院数据显示,工业互联网对我国 GDP 产生巨大带动作用。其中,2021 年工业互联网带动制造业增加值预计达到 1.68 万亿元。与此同时,工业互联网产业增加值预计突破 4 万亿元, 成为促进我国经济高质量发展的重要力量。工业互联网核心产业增加值规模增长在2017 年 -2020 年期间超过93%,年复合增长率达 24.6%。三年时间, 工业互联网核心产业增加值实现近一倍增长。

制造业可以分为流程制造与离散制造两类, 因其生产过程的差异导致工业互联网渗透率并不相同。流程制造生产过程多数涉及化学反应,不确定性大、高污染、高耗能等特征都促使流程制造企业更希望借助工业互联网的数字化、智能化建设降本增效。生产过程特性导致流程制造相比与离散制造自动化基础好、工业互联网平台应用价值高、应用刚需性强。离散型制造特征为多品种小批量、人工作业场景多的生产类型,自动化程度都不高,所以流程制造较离散制造工业互联网平均渗透率高。当前,流程制造工业互联网行业渗透率平均值约为 35%,离散制造工业互联网行业渗透率平均值约为 15%-20%。

(三)工业数据智能与供应链协同成为企业的核心关切点

在工业企业内部管理中,数据智能作为企业数字化转型的基础要素,决定了工业制造智能化管理的深度和精度。在2022 年政府工作报告中,也将完善数字经济治理、培育数据要素市场、释放数据要素潜力、提高应用能力作为“十四五” 期间的目标任务。

在工业企业外部业务合作中,供应链协同是一项重要课题,数字化赋能下的供应链协同能够显著提升企业产业链的稳定性和经济性。加之近年国内外疫情反复,对制造业上下游市场的稳定性造成冲击,全球产业链正经历新一轮重构。因此,促进工业经济平稳运行,加强原材料、关键零部件等供给保障,实施龙头企业保链稳链工程,维护产业链供应链安全稳定,是今年重点的保障方向。

‖ 图 2 2021 工业互联网细分行业渗透率

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来源:爱分析ifenxi

‖ 图 3 工业互联网市场全景地图

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来源:爱分析ifenxi

本报告中,爱分析通过对工业数据智能平台和供应链协同两个重点市场实践案例的研究,为工业企业决策层以及业务、IT 部门负责人提供企业数字化转型的实际落地经验,帮助其更好地完成企业数字化升级改造。

二、工业数据智能平台应用实践(一)传统模式下的挑战

工业生产经营活动业务流程复杂、环节繁多,传统企业往往需要使用上百个工业控制软件对不同设备、工厂、部门或业务环节进行对应管理,但系统间数据相对孤立,联动困难。同时,随着企业不断发展,内外部多种类多特征信息同步海量增长,企业难以高效准确地进行数据分析和业务决策。

基于精细化生产经营管理的需求,企业需要通过打通数据孤岛、进行实时数据分析等手段更好地进行数据应用, 进而实现降本增效的业务目标。

(二)工业数据智能平台解决方案及价值

工业数据智能平台是支撑工业企业数据分析和数据应用的底层基础设施,以工业数据为生产要素,利用大数据和人工智能技术对数据进行管理与应用,实现数据驱动的智能分析与辅助决策。

工业数据智能平台能够无缝接入各工业业务管理系统数据, 例如 MES、ERP 等,同时对结构化、非结构化、流式及批式数据进行标准化处理,然后通过数据治理、数据计算、数据分析,形成数据资产, 沉淀出不同业务维度的数据域及数据指标, 进而能够根据企业实际经营管理需求,对数据进行规则设定、逻辑关联、分析开发、数据看板等数据应用,面向运营、生产、采购等业务场景辅助管理层高效决策,使得企业能够进一步解放传统人力工作, 提高业务效率和质量,实现数据驱动。

三、供应链协同应用实践(一)面对内外部压力,供应链需要数字化转型

新冠疫情依然在世界范围内蔓延,地缘冲突加剧,政治、经济不确定因素持续增加。一方面各国生产、物流运输活动遭受重创,致使全球供应链完整性受到严重冲击。另一方面,多种原材料及制成品价格的波动也为工业企业塑造柔性供应链提出了新的考验。无论从短期还是长期看, 供应链的安全稳定对企业安全生产、持续增长的意义已经上升至新的高度。

(二)供应链转型升级三个阶段

总体来看,我国工业企业供应链管理 转型升级可分为信息化、数字化、智能化三个阶段。

随着 ERP 等信息管理系统的普及, 工业企业开始利用信息化手段进行内部采购业务的管理,在使用这些标准化系统的过程中,也客观上实现了对企业内部业务流程的规范化和再塑造的过程。而这种信息系统因为规划范围、实施时间先后等各种原因,仍然是分散、独立的, 制约内部协同效率的进一步提升。

在电商平台兴起后,各类垂直或综合类电商平台改变了企业以往的寻源采购模式,同时市面上也初步出现了多平台供应商资源集成平台,旨在为企业一站式采购服务, 企业供应链进入数字化阶段。而此时,企业采购内外部业务运作仍互相割裂, 无法对供应链全环节进行整体把控。

在新一代大数据、人工智能技术等广泛落地的背景下,通过将企业采购全流程涉及的内外部系统全面打通,并对相关数据进行统一处理和分析,工业企业得以在供应链领域多个场景用数据价值驱动各环节降本增效。

案例:鄂尔多斯创新“3+1”供应链体系,打造业务闭环,激发协同价值

内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司(以下简称为“鄂尔多斯电力冶金集团”)自2003 年成立以来,始终聚焦主业,坚持高质量可持续发展,积极履行经济、社会责任,致力于建设世界级高科技清洁循环产业园区。

鄂尔多斯电力冶金集团以构建循环经济产业链为发展战略,以煤炭产业为起点,电力产业为中枢,带动硅铁、硅锰、电石、多晶硅、工业硅、氯碱化工、天然气化工、三废利用等颇具竞争力的终端环节,构成了上下游产品有序链接、多层次利用、转化增值的循环经济模式, 在多个领域均处于全球领先地位。截至2021 年底,公司成员企业达 55 家,合计员工 1.8 万人,完成投资 502 亿元,

年产值 353 亿元,累计纳税超200 亿元, 是工信部认证的首批国家级“资源节约型、环境友好型试点企业”,国家级“高新技术企业”、自治区级“循环经济示范企业”“创新方法应用试点企业”。

采购环节的数字化、智能化是企业实现供应链协同的核心。大型集团采购包括需求提报、采购计划、采购实施(包括寻源、询价、比价、招标等)、合同、订单等多个环节,流程多,时间周期长,协同要求高。

在本世纪初工业信息化的浪潮中,我国许多大型工业企业已经基本完成了内部数据系统建设,但随着系统数量越来越多,原有采购系统间往往存在内外部信息断点,阻碍数据在企业间流转,无效流程化办公问题始终没有得到有效解决。

同时,在我国当前局部疫情时有发生,原材料供应仍然偏紧的局势下,保障供应链安全和稳定成为工业企业共同关注的议题。部分企业也率先认识到,强链补链不能依靠局部改造,需要以全局优化的视角对供应链进行整体改造, 才能达到效率的提升。

鄂尔多斯电力冶金集团在数字化转型过程中,采购业务链条日趋复杂,采购业务管理不完善、供应商管理难把控等问题开始逐渐暴露出来。

具体而言有以下3 个方面。

(1) 数据存取调用难度大,内部协同效率低。鄂尔多斯电力冶金集团已经建立了 ERP、SRM、BMP 等信息系统, 但由于系统没有完全打通形成数据闭环, 部分数据仍需业务员手工录入,部分线下工作仍通过 EXCEL 表格、邮件、电话等方式进行,带来极大的数据准确性风险,同时数据取用和汇总成为难题,直接影响到集团的年度核算、绩效考核等内部工作开展,日常数据查询、分析、决策支持等需求也很难得到满足。

(2) 采购成本不透明,寻源质量难保证。鄂尔多斯电力冶金集团为规避供货交期风险与供应商暗箱操作风险,要求同一物资多个货源,而业务员因为寻源途径有限,往往无法对接到行业中有竞争力的供应商,其中甚至不乏中间商或代理商,加之对成本结构缺乏了解,导致从源头上无法保证供应商质量,且很做达到降本的效果。

(3) 供应商考评标准化程度低,外部协同遇瓶颈。鄂尔多斯电力冶金集团原有考评机制是由采购业务员从价格、周期等维度出发,结合主观印象,对供应商进行评判,考评结果难以量化,无法通过考评结果反馈指导供应商在交期和服务质量等方面进行改进和优化。

‖ 图 4 隆道供应链升级解决方案实施路径

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在集团整体数字化智能化转型战略的驱动下,采购中心需要以“打造性价比最优、全成本最低的战略采购供应链” 进行整体数字化升级改造,鄂尔多斯电力冶金集团与北京隆道网络科技有限公司(以下简称“隆道”)深度合作,互推互进,升级改造供应链管理系统,实现供应链管理自动化、数字化、系统化。隆道作为数字化采购招标与供应链管理技术和运营服务提供商,是国内较早推出采购数字化产品和供应链管理数字化服务的公司,迄今已具有 20年的采购和供应链管理数字化转型研究和实施经验。目前,隆道已陆续服务采购企业20 余万家,覆盖制造、能源、化工、医疗、纺织、食品、家居等 30 余个行业,拥有100多万家供应商资源,年采购项目量超30 万个,年交易额超千亿元人民币。

隆道通过专家调研、方案设计和实施部署三个阶段, 为鄂尔多斯电力冶金集团实现采购系统升级。在专家调研阶段, 隆道专家团队对集团采购业务进行深入调研,并全面梳理业务流程;在方案设计阶段,隆道基于调研结果,为其量身定制了全套私有化部署的采购平台解决方案;在实施部署阶段,隆道从品类数据管理入手, 对内外部系统数据进行全面打通,实现以数字要素驱动企业采购与供应链管理流程。

具体而言,隆道为鄂尔多斯电力冶金集团打造了以品类管理为核心,结合价格体系、效率体系、供应商体系的全方位升级方案。在项目实施中,隆道首先对集团内部品类数据进行统一细化, 为后续搭建供应商体系与价格体系奠定基础。其次对内打通SRM 系统与 ERP、BMP、集团主数据系统,对外接入 SRM 系统与百川盈孚、煤炭资源网等第三方平台,实现供应商资源、专家、价格等信息共享, 进而形成以数据为支撑的价格协同、内部协同、供应商协同三大系统功能,辅助决策,从而完成从信息化到智能化的转型。

四、工业互联网趋势展望

工业互联网是数据、算法、万物互联等相关技术催生的新一代工业生产运营模式变革,随着数据采集、分析、应用技术在工业领域渗透,工业互联网将在更多高价值场景中发挥更大价值。

(一)数字孪生与工业互联网结合应用

在生产单元模拟中,通过工业网关、智能手环、高清摄像头等载体,对工厂里的人、机、物等多要素进行数据采集和汇聚,形成企业生产数据中心。利用数字孪生技术将生产过程中的各类实时数据和分析数据精准地映射到产线的三维模型中,虚拟孪生有机硅化工产线完整地还原了物理产线;通过模拟生产工艺流程和设备生产关键动作,快速呈现生产状态;将采集的数据与三维模型数据进行融合, 实现虚拟设备与物理设备的联动控制、静态数据查询和运行状态实时展示。

(二)5G 与工业互联网结合应用

工业设备的正常运转是企业生产节奏的重要保障,而设备的高价值属性也让设备预测性维护成为工业企业普遍关注的应用场景。5G 技术的应用在大幅度提升网络传输速度的同时, 也大大降低了数字孪生的应用门槛。

未来,将企业生产现场的工业设备、摄像头、传感器等接入5G 网络,实时传输设备的运行状态至云平台,实现工业生产设备性能和状态的实时监控, 构建设备历史监测数据库。基于故障预测机理建模等人工智能技术对监测数据进行实时分析,评估设备健康状态,预判设备运行趋势,智能制定设备维护保养计划,实现设备安全预测与生产辅助决策,将会有效降低设备维护成本,延长设备使用寿命,确保生产过程连续、安全、高效。

五、结语

新一代信息技术与先进制造技术加速融合,不仅利用数字技术,将分散或孤立的设备、产品、生产者、企业等以产业链、价值链等方式连接起来,形成联动发展,也为制造业高端化、智能化、绿色化发展提供了历史机遇。后疫情时代,市场活力依然不足,企业短期增长动力减弱。在当今数字经济与技术快速发展的时代背景下,工业互联网成为企业数据驱动增长的重要抓手,为实现企业价值增量提供了重要支撑。

未来,我国将继续深入实施创新驱动发展战略,巩固壮大实体经济根基, 推进科技创新,促进数字经济发展,促进产业优化升级,依靠创新提高发展质量,大力推进智能制造,增强制造业核心竞争力。加快发展工业互联网,培育壮大集成电路、人工智能等数字产业, 提升关键软硬件技术创新和供给能力, 更好赋能经济发展。(文︱ 黄勇 汪菁 张乙天 李冬露 爱分析)

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