(網(wǎng)經(jīng)社訊)編者按：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的產(chǎn)物，日益成為新工業(yè)革命的關(guān)鍵支撐和深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”的重要基石，對未來工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生全方位、深層次、革命性影響。本文重點介紹工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進展和專利情況，以供參考。
一、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念和架構(gòu)
（一）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)和新一代信息技術(shù)與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成的產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài)，是工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施。其本質(zhì)是以機器、原材料、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、產(chǎn)品以及人之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為基礎(chǔ)，通過對工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知、實時傳輸交換、快速計算處理和高級建模分析，實現(xiàn)智能控制、運營優(yōu)化和生產(chǎn)組織方式變革。
（二）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是基于全面互聯(lián)而形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能化系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、安全是工業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)兩個視角的共性基礎(chǔ)和支撐。
圖1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)
二、國內(nèi)外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與應(yīng)用情況
（一）國外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)情況
為了確保在未來新一輪工業(yè)革命中搶占先機，維持國際制造業(yè)競爭中的優(yōu)勢地位，美國、德國、日本等主要工業(yè)強國紛紛布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。2016年全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的支出大概3000多億美元，預(yù)計2020年工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)值1510億美元，在2030年能給全球經(jīng)濟帶來14.2萬億美元的經(jīng)濟增長價值。
1、美國：企業(yè)引領(lǐng)與政府推動結(jié)合，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
自2012年美國通用公司首次提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念后，美國政府推出了《國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)初步設(shè)計》等政策文件，并大力支持“網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)研發(fā)計劃”和CPS(信息物理系統(tǒng))項目，2018年投資2.2億美元支持先進制造和CPS研發(fā)。此外，美國政府也積極成立官方組織機構(gòu)美國數(shù)字制造與設(shè)計創(chuàng)新機構(gòu)(DMDII)，加速推進先進制造業(yè)發(fā)展。DMDII成員包括波音、洛克希德馬丁、羅爾斯羅伊斯等制造業(yè)巨頭企業(yè)，也包括了GE、微軟等軟件大企業(yè)。2014年美國通用公司推出Predix工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)企業(yè)內(nèi)的應(yīng)用。預(yù)計到2020年，Predix平臺將有50萬全球開發(fā)者和工業(yè)App，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在更廣泛的范圍內(nèi)得到推廣。2014年同時，GE、AT&T、思科、IB M、英特爾等5家公司聯(lián)合成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)，并于2017年1月公布了最新的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)IIRA 1.8。
2、德國：政府主導(dǎo)，“工業(yè) 4.0”對標工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
德國根據(jù)自身在高端裝備制造以及工廠自動化方面的優(yōu)勢，提出自身的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略--“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略。2013年以來，德國相繼發(fā)布《新高科技戰(zhàn)略（3.0）》等一系列政策，將信息物理系統(tǒng)（CPS）作為工業(yè)4.0的核心技術(shù)，并在標準制定、技術(shù)研發(fā)、驗證測試平臺建設(shè)等方面做出了一系列戰(zhàn)略部署。德國工業(yè)4.0更加關(guān)注現(xiàn)實生產(chǎn)層面的效率提高和智能化，與美國關(guān)注網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念有所區(qū)別。另外，德國機械及制造商協(xié)會等行業(yè)協(xié)會合作設(shè)立了“工業(yè)4.0平臺”，作為德國工業(yè)互聯(lián)戰(zhàn)略的合作組織。ABB、博世集團、寶馬集團、大眾集團等行業(yè)巨頭在工業(yè)機器、射頻碼系統(tǒng)、識別技術(shù)等領(lǐng)域突飛猛進，并付諸實踐，取得了重大進展。
3、日本：發(fā)展“互聯(lián)工業(yè)”，進行本地化的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)
2017年，日本提出了“互聯(lián)工業(yè)”（Connected Industries)概念，將其作為“社會5.0”（Society 5.0)超智能社會構(gòu)想的重要組成部分。日本互聯(lián)工業(yè)另辟蹊徑，關(guān)注企業(yè)之間的互聯(lián)互通從而提升全行業(yè)的生產(chǎn)效率。隨后，又提出“工業(yè)價值鏈計劃”(Industrial Value Chain Initiative, IVI)，建立本地化的互聯(lián)工業(yè)支援體系。
除了美國、德國和日本外，其他國家的先進企業(yè)也在著力加快趕超。瑞士、法國等歐洲發(fā)達國家立足自身領(lǐng)先制造業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢，持續(xù)加大工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的投入力度；印度等新興經(jīng)濟體的工業(yè)化需求持續(xù)促進亞太地區(qū)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺快速發(fā)展。
（二）我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最新進展
1、國家出臺的相關(guān)政策
自2015年《中國制造2025》出臺以后，國家出臺多項政策支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。2018年2月后，工信部圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、網(wǎng)絡(luò)、安全、工業(yè)APP等重點發(fā)展方向，陸續(xù)推出一系列文件，同時大力開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)APP、智能制造等試點項目。部分政策如下表：
表1 我國發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要政策
2、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進入實質(zhì)性落地階段
我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)已進入實質(zhì)性落地階段，網(wǎng)絡(luò)層和平臺層快速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)層方面，標識解析體系的建設(shè)快速推動，已經(jīng)初步建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)五大國家頂級節(jié)點，節(jié)點城市為北京、上海、武漢、廣州和重慶。平臺層方面，企業(yè)上云推動的區(qū)域性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，由需求驅(qū)動的行業(yè)性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺均得到快速發(fā)展。
3、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
近年來，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實現(xiàn)了快速發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)意識已經(jīng)滲透到生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，真正實現(xiàn)了精準制造、敏捷制造。吉利、濰柴、三一重工、徐工等國內(nèi)制造業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，通過與中國移動、華為、騰訊等通信、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)巨頭實現(xiàn)跨行業(yè)領(lǐng)域的跨界合作，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字、信息技術(shù)在航空、航天、船舶、軌道交通、汽車、裝備制造、紡織、石化等行業(yè)均得到廣泛應(yīng)用，其中數(shù)字化設(shè)計工具普及率在85% 以上，關(guān)鍵工藝流程數(shù)控化率在65% 以上。
4、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)未來前景廣闊
根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)， 2017年中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)直接產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為5700億元，產(chǎn)業(yè)規(guī)模將以18%的年均增速高速增長，到2020年將達到萬億元規(guī)模。
三、國內(nèi)外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專利情況
（一）全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專利情況
從2000年至2018年10月，全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未合并同族專利申請近5萬件，其中，北美洲、歐洲、亞洲、大洋洲的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專利申請較多。從國家視角看，美國、中國、德國、日本是重要國家，這些國家的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專利布局活躍且申請量較大。全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專利排名前十的申請人分別為:IBM、Microsoft、 Oracle、Salesforce、Siemens、Amazon、Symantec、華為、Wal-Mart Stores和Veritas Technologies。
（二）我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的專利情況
在中國積極布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專利并且排名靠前的申請人包括IBM、Microsoft、 Siemens、國家電網(wǎng)、中科院、華為、中興、Oracle、浙江大學(xué)和Emerson。IBM、Microsoft、Siemens、 Oracle和Emerson非常重視中國市場，在中國布局了較多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專利。中國申請人中，國家電網(wǎng)、華為和中興在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面專利申請態(tài)度積極，專利較多，中國科研院校則有中科院和浙江大學(xué)，申請的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專利躋身中國前十。
四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展與應(yīng)用情況
（一）體系架構(gòu)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是面向制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求，構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務(wù)體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業(yè)云平臺，包括邊緣、平臺（工業(yè)PaaS）、應(yīng)用三大核心層級。
（二）核心技術(shù)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺涉及七大類關(guān)鍵技術(shù)，分別為數(shù)據(jù)集成和邊緣處理技術(shù)、IaaS技術(shù)、平臺使能技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)和微服務(wù)技術(shù)、工業(yè)數(shù)據(jù)建模與分析技術(shù)、安全技術(shù)。
（三）應(yīng)用場景
一是面向工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)過程優(yōu)化，通過數(shù)據(jù)分析和反饋在制造工藝、生產(chǎn)流程、質(zhì)量管理、設(shè)備維護和能耗管理等具體場景中實現(xiàn)優(yōu)化應(yīng)用；二是面向企業(yè)運營的管理決策優(yōu)化，具體場景包括供應(yīng)鏈管理優(yōu)化、生產(chǎn)管控一體化、企業(yè)決策管理等；三是面向社會化生產(chǎn)的資源優(yōu)化配置與協(xié)同，具體場景包括協(xié)同制造、制造能力交易與個性定制等；四是面向產(chǎn)品全生命周期的管理與服務(wù)優(yōu)化，具體場景主要有產(chǎn)品溯源、產(chǎn)品/裝備遠程預(yù)測性維護、產(chǎn)品設(shè)計反饋優(yōu)化等。
（四）市場規(guī)模
國外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺市場持續(xù)呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。據(jù)專業(yè)咨詢機構(gòu)統(tǒng)計：目前全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)量超過150個，通過平臺接入的機器設(shè)備數(shù)量達26億件，到2021年將超過100億件，年均復(fù)合增長率為25%；2017年全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺市場規(guī)模為25.7億美元，2018年達到了32.7億美元，預(yù)計2023年將增長至138.2億美元，預(yù)期年均復(fù)合增長率33.4%。
國內(nèi)各類型平臺數(shù)量總計已有數(shù)百家之多，具有一定區(qū)域、行業(yè)影響力的平臺數(shù)量也超過了50多家，重點平臺平均連接的設(shè)備數(shù)量達到59萬臺。我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺活躍在裝備、自動化、工業(yè)軟件、信息技術(shù)和制造企業(yè)中，部分平臺在航空航天、裝備制造、信息電子、冶金、石化等行業(yè)精耕細作。
（五）發(fā)展態(tài)勢
目前，各國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)均處于起步階段。美國工業(yè)知識經(jīng)驗軟件化、平臺化能力處于全球領(lǐng)先地位，通過強化基于平臺的網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、軟件、系統(tǒng)集成應(yīng)用，推動制造與服務(wù)的松耦合，催生網(wǎng)絡(luò)化、平臺化、虛擬化等制造業(yè)新形態(tài)，孕育了以GE Predix為代表的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。德國工業(yè)積淀深厚，以制造業(yè)主導(dǎo)互聯(lián)網(wǎng)為主流發(fā)展路徑，主張利用互聯(lián)網(wǎng)推進技術(shù)、工藝、流程、設(shè)備的效能優(yōu)化，促進價值鏈體系重構(gòu)和持續(xù)提升，西門子MindSpere工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是其中的典型代表。我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路徑則孕育了眾多商業(yè)模式的創(chuàng)新，具有多元化的特色。國內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺形成了以航天云網(wǎng)為代表的協(xié)同制造平臺、以樹根互聯(lián)為代表的產(chǎn)品全生命周期管理服務(wù)平臺和以海爾為代表的用戶定制化平臺等多類典型平臺。
總體來說，中美德工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在發(fā)展中各具優(yōu)勢和特點，中美IaaS基礎(chǔ)設(shè)施能力較強，正從互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)向其他行業(yè)擴張；美德工業(yè)know-how和設(shè)備數(shù)字化基礎(chǔ)優(yōu)于中國；中國的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)基礎(chǔ)最好，SaaS應(yīng)用潛力最大。（來源：揚州科技情報 編選：網(wǎng)經(jīng)社）
