新基建系列之中国城市工业互联网发展指数报告.docx
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新基建系列之中国城市工业互联网发展指数报告
新基建系列之:
发展指数报告
2021.03
第一章中国工业互联网发展概况1
1.1工业互联网的定义与内涵1
1.2中国工业互联网发展现状分析1
1.3工业互联网投资情况分析5
1.4工业互联网发展意义分析8
第二章中国工业互联网产业链结构分析10
2.1基础层12
2.1.1芯片12
2.1.2传感器12
2.1.3网络12
2.2技术层13
2.2.1工业互联网平台13
2.2.2工业软件14
2.2.3云计算15
2.2.4边缘计算16
2.2.2信息安全17
2.3应用层18
2.3.1家电18
2.3.2化工18
2.3.3机械19
2.3.4钢铁20
2.3.5电子信息制造21
2.3.6汽车21
第三章工业互联网发展指数评价分析23
3.1指标体系构建23
3.1.1指标构建维度23
3.1.2指标评价体系23
3.2工业互联网发展总指数分析25
3.3一级指数分析26
3.3.1发展环境指数分析26
3.3.2资金姗指数分析27
3.3.3研发能力指数分析28
3.3.4基础支持指数分析29
3.3.5发展成效指数分析30
3.4重点城市工业互联网发展情况分析31
3.4.1北京VS上海31
3.4.2杭州VS南京33
3.4.3重庆VS武汉35
第四章中国工业互联网发展建议和展望38
4.1发展问题及建议38
4.1.1发展问题38
4.1.2发展建议39
4.2发展展望39
4.2.1"5G+工业互联网”逐步成熟，开始广泛应用39
4.2.2数字经济巨头和特色工业互联网平台将成行业主导40
4.2.3新技术、新理念的融合进一步深化40
附录2020年中国城市工业互联网发展指数TOP2041
第一章中国工业互联网发展概况
1.1工业互联网的定义与内涵
“工业互联网”概念最早由通用电气于2012年提出1,根据《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》的相关界定，工业互联网是新一代信息技术与制造业深度融合的产物，是以数字化、网络化、智能化为主要特征的新工业革命的关键基础设施，日益成为新工业革命的关键支撑和深化“互联网+先进制造业”的重要基石，对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性影响。
“数字化”是指依托传感、机器视觉等，全面“感知”工业流程，将工业要素和工业场景转换为实时更新、可供分析的原材料数据、供应链数据、生产数据等数据资源。
“网络化”是指工业互联网紧密连接“人、财、物、产、供、销、存”等工业要素，打破研发、生产、管理、财务、营销、供应链和产业链的“数据孤岛”，实现工业的远程化、模块化和协同化。
“智能化”建立在“数字化”和“网络化”基础之上，是工业互联网的最终方向，指依托大数据、区块链、人工智能、边缘计算、工业模型等构建融合技术解决方案，实现安全可靠的智能物流、智能金融、智能生产、智能决策等，大幅提高工业生产力和资源的配置效率。
1.2中国工业互联网发展现状分析
政策定位不断上升。
在过去数年中，工业互联网政策发展主要经历了两化融合阶段、“互联网+”阶段和新基建阶段，定位不断上升。
在两化融合阶段，工业互联网发展还处于雏形期，政策内容主要是“深化物联网、互联网在工业中的应用，
1《落子"工业互联网"美国工业4.0着眼"软"实力》，中国新闻网，2016加快工业生产向网络化、智能化、柔性化和服务化转变”。
在“互联网+”阶段,工业互联网政策密集出台，政策内容变为“充分发挥互联网在促进产业升级以及信息化和工业化深度融合中的平台作用”、“增强工业互联网产业供给能力，持续提升我国工业互联网发展水平，深入推进'互联网+'”。
在新基建阶段，工业互联网政策定位进一步升级，在十四五规划等面向未来的纲领性文件中，工业互联网被定位为重要的新型基础设施。
表1.2.1工业互联网政策定位
发展阶段
政策、文件
时间
主要内容
两化融合阶段（2013-2015）
《信息化和工业化深度融合专项行动计划（2013-2018年）》（工信部信
〔2013〕317号）
2013.8
提出深化物联网、互联网在工业中的应用，促进工业全产业链、全价值链信息交互和集成协作，创新要素配置、生产制造和产业组织方式，加快工业生产向网络化、智能化、柔性化和月服务化转变。
"互联网+”阶段
（2015-2018）
《国务院关于积极推进"互联网+"行动的指导意见》（国发〔2015〕40号）
2015.7
充分发挥互联网在促进产业升级以及信息化和工业化深度融合中的平台作用，引导要素资源向实体经济集聚,推动生产方式和发展模式变革。
《关于深化"互联网+先进制造业"发展工业互联网的指导意见》
2017.11
提出增强工业互联网产业供给能力，持续提升我国工业互联网发展水平，深入推进"互联网+”，形成实体经济与网络相互促进、同步提升的良好格局。
《工业互联网APP培育工程实施方案
（2018-2020年）》（工信部信软〔2018〕79号）
2018.4
突破一批工业技术软件化共性关键技术，构建工业APP标准体系，培育出一批具有重要支撑意义的高价值、高质量工业APP，形成一批具有国际竞争力的工业APP企业。
发展阶段
政策、文件
时间
主要内容
新基建阶段
（2018-今）
2018中央经济工作会议
2018.12
加快5G商用步伐，加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设。
《2020年政府工作报告》
2020.5
重点支持既促消费惠民生又调结构增后劲的"两新一重"建设。
《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二。
三五年远景目标的建议》
2020.11
系统布局新型基础设施，加快第五代移动通信、工业互联网、大数据中心等建设。
《工业互联网创新发展行动计划（2021—2023年）》
2021.1
统筹工业互联网发展和安全，提升新型基础设施支撑服务能力，拓展融合创新应用，深化商用密码应用，增强安全保障能力，壮大技术产业创新生态，实现工业互联网整体发展阶段性跃升。
数据来源：
36氪研究院整理
经济带动作用持续扩大。
根据中国信通院的数据，中国工业互联网产业经济增加值规模保持高速增长。
在2017年，中国工业互联网产业增加值规模为8,383亿元。
在经历了2018年和2019年55.7%和47.3%的高速增长后，2019年，中国工业互联网产业经济增加值规模已经达到21,315亿元。
2020年，虽然受到新冠肺炎疫情影响，中国工业互联网产业经济增加值规模仍预计保持高速增长，规模达31,370亿元。
图1.2.12017-2020年工业互联网产业经济増加值规模
数据来源：
中国信通院
体系建设不断完善。
截至2020年12月，我国已有25个省（直辖市、自治区）出台标识解析技术和产业发展扶持政策，开展产业布局。
除了北京、上海、广州、重庆、武汉五大工业互联网标识解析国家顶级节点以外，全国二级节点已经达到了77个，覆盖了22个省级的行政区、28个行业。
累计的标识注册量达89亿个，并且每天都在迅猛增长2。
此外，我国还建成超过70个有影响力的工业互联网平台，连接工业设备4,000万套，开发工业APP25万余个3。
一项又一项成绩，标志着我国工业互联网体系建设正在不断完善，并加速走向成熟。
2中国工业互联网标识大会（西部）在渝举行，五省市签署战略合作备忘录，36氪，2020.12
3中国发布I工信部：
全国已建超70个工业互联网平台连接工业设备4000万套，中国网，2020.10
“5G+工业互联网”建设取得阶段性成果。
在《“5G+工业互联网”512工程推进方案》（工信厅信管〔2019〕78号）的推动下，多省市相继出台“5G+工业互联网”发展促进政策，“5G+工业互联网”建设不断提速。
《中国5G+工业互联网发展报告（2020年）》显示，截至2020年11月，全国已建成5G基站近70万个，应用于工业互联网的5G基站3.2万个，占比4.57%；基础电信企业和工业企业对接在建“5G+工业互联网”项目超1,100个。
5G融合技术已经全面应用于工业互联网的各大核心环节，并正在赋能汽车、家电、港口等众多场景迭代发展。
1.3工业互联网投资情况分析
根据鲸准数据，截至2020年12月31日，我国工业互联网领域共有637起投资案例，涉及总投资金额2,416.18亿元。
2010-2014年，工业互联网资本热度较低，年投资案例数和投资规模均较低。
随着2015年“互联网+”战略的提出，工业互联网的资本热度迅速拉升，2015年工业互联网的投资规模超过2014年的10倍。
2016-2019年，工业互联网的资本热度保持高位，其中2017年投资规模达到峰值，为601.64亿元，2018年的投资案例数达到峰值，为114起。
2020年，受到新冠肺炎疫情影响，工业互联网的资本热度有所降低，全年投资规模仅为100.26亿元。
中国工业互联网投资规模及案例数（2010-2020）
图1.3.1中国工业互联网投资规模及案例数（2010-2020）
数据来源：
鲸准
从投资轮次来看，天使轮和A轮等早期轮次投资案例数最多，分别对应投资案例数129起和149起；A轮、B轮、D轮、定向增发、战略融资等轮次投资规模最高，分别对应投资金额321.92亿元、263.26亿元、251.45亿元、225.34亿元和531.68亿元。
图1.3.2中国工业互联网投资轮次分布（截至2020.12.31）
中国工业互联网投资轮次分布（截至2020.12.31）
从城市分布情况来看，中国工业互联网投资规模TOP3城市分别为北京、杭州和上海，对应投资规模和投资案例数979.06亿元（207起）、455.07亿元（38起）和327.25亿元（115起）。
从城市群分布看，长三角城市群工业互联网投资规模最高，杭州、上海、无锡、南京四城入围前十，大湾区城市群资本热度次之，深圳、广州和东莞三城也都入围前十。
图1.3.3中国工业互联网投资规模TOP10城市（截至2020.12.31）
中国工业互联网投资规模TOP10城市（截至2020.12.31）
1.4工业互联网发展意义分析
工业互联网是国家强盛的基础设施。
制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基，没有强大的制造业，就没有国家和民族的强盛。
在全球新冠疫情持续蔓延，制造业面临新冠疫情严峻挑战的时代背景下，工业互联网因为在加速制造业数字化、网络化、智能化升级，助力制造业对抗新冠疫情，提高制造业综合竞争力等方面有重要作用，而成为促进国家和民族强盛的重要基础设施。
工业互联网加速三大产业发展。
工业互联网具有强大的产业牵引能力和经济赋能效力。
对于第一产业而言，工业互联网能够推动实时感知、远程管理、智慧农场、产销智能匹配等应用落地，加快农业农机发展，加速农业农场现代化。
对于第二产业而言，工业互联网对建筑业、电力、能源、钢铁等传统第二产业，及高端装备制造、航天器、集成电路等新兴第二产业迭代发展有重要基石作用。
对于第三产业而言，工业互联网能够直接促进软件信息技术等产业发展，并且赋能物流、金融、交通运输、零售等各个业态迭代。
中国信通院测算数据显示，预计2020年，工业互联网融合带动的经济规模约为2.49万亿元，同比增长55.8%。
工业互联网拉动就业增长。
工业互联网在促进经济高速增长的同时，还有显著的就业带动作用。
中国信通院测算数据显示，预计在就业压力较大的2020年，工业互联网带动全社会新增就业岗位255万个。
不仅如此，工业互联网的发展还在创造高技能、高收入岗位上有重要作用，如工业互联网大数据工程师、工业互联网APP开发工程师、工业互联网经济方案架构师等高收入岗位，都是在工业互联网高速发展的背景下诞生的。
第二章中国工业互联网产业链结构分析
工业互联网产业链由基础层、技术层、应用层三部分构成。
基础层主要提供传感环境、网络环境等基础保障，包括芯片、传感器、网络等。
技术层主要为工业互联网提供开发环境、运营环境、软件应用和安全保障等，涉及工业互联网平台、工业软件、云计算、边缘计算和信息安全等。
应用层对应工业互联网与场景的直接交互，主要场景包括家电、电力、钢铁、汽车等。
图2.1工业互联网产业链图谱
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应用层
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资料来源：
36氟研究院根据公开资料整理图片来源：
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2.1基础层
2.1.1芯片
芯片是工业互联网的重要基石之一，无论是传感器、数控机床、工业机器人，还是网络设备、电力设备、控制设备，亦或是工业互联网平台、边缘计算平台、云端数据中心，都基于芯片作为内核进行运转。
由于工业场景多样，工业互联网应用的芯片种类也非常多，包括传感器使用的传感芯片，网络设备中运用的射频芯片，人工智能使用的人工智能芯片等。
近些年，在全球主要工业国家持续推进自身工业互联网计划的背景下，工业芯片的需求也大幅提升，然而在工业芯片领域，目前我国发展还相对滞后，在IHSMarkit给出的2018年工业半导体20强厂商榜单中，我国仅木林森入围，排名第15位。
2.1.2传感器
传感器的作用在于实时“感知”温度、压力、速度、声音、距离、PH值等工业要素，并将感知到的信息转化为数据传送给工业互联网平台，以支撑远程监测、智能控制、智能维护、智能诊断等工业互联网应用，在钢铁、汽车、电力等几乎所有工业场景都发挥重要应用。
工业互联网常用的传感器主要包括压力传感器、位置传感器、能耗传感器、速度传感器、光敏传感器、霍尔传感器等。
在工业竞争日趋激烈、工业场景快速迭代升级的背景下，对“感知”能力的要求也大幅提升，智能化、微型化、集成化的传感器正成为市场主流。
2.1.3网络
网络将“人与机器”、“人与人”、“机器与机器”、“机器与边缘端和云端”、“上下游企业”紧密的连接起来，是工业“网络化”的基石。
工业互联网应用的无线网络技术主要包括RFID、Wi-Fi、ZigBee、4G、5G等，其中同作为新基建重点领域的5G技术最先进,应用前景最广o5G在工业互联网应用中主要有五大优势。
第一，5G理论上能够提供毫秒量级的端到端时延，以及接近100%的可靠性，可大幅提高复杂工业场景的网络连接稳定性，规避网络波动造成的风险；第二，5G的海量机器通信（mMTC）场景，可实现每平方公里100万台级别的连接密度，并显著降低连接能耗，大幅降低工业连接成本；第三，5G具有高速数据传输能力，可以保证复杂的运行数据传输和高清视频数据传输的稳定传输；第四，5G网络覆盖范围大于WiFi，应用5G技术，可以避免由于WiFi网络覆盖范围不足，导致的频繁切换信号源问题；第五，5G网络数据安全性更高，可以保障工业运行的安全有序，避免网络非法入侵。
2.2技术层
2.2.1工业互联网平台
工业互联网平台是工业要素汇集的平台，它以云计算技术为基础将数据进行整合，并进行模块化、标准化处理，通过云平台实现数据分析、建模、指令发布等功能，满足工业应用场景对于线上协同工作和自动化运营的需求。
根据工业互联网平台工作内容的不同可以分为数据、业务、技术平台。
数据平台用于工业数据清洗、管理、分析；业务平台为设计、生产、管理、服务提供协作空间；技术平台能够进行应用开发和服务组件整合。
工业互联网平台通常与云计算技术结合，以不同类型云计算平台为具体应用形式，包括边缘层、工业SaaS、工业PaaS和工业IaaS平台。
边缘层平台是工业互联网平台的最底层，工业互联网平台以边缘层平台为基础，为工业设备和系统软件提供数据接入、协议解析、数据预处理等服务，实现对应用场景的实时分析和控制。
工业SaaS平台（软件即服务），第三方服务商通过网络向用户提供应用程
序服务，数据、技术、服务器、存储服务均可由第三方服务商提供，其优点在于用户可以远程快捷使用，减少软硬件维护支出。
工业PaaS平台（平台即服务）通过平台为应用程序提供云组件，在第三方服务商提供的框架基础上，由使用者自行创建应用程序，其优点在于使用者可以根据需求自行开发应用程序，实用性更强。
工业IaaS平台（基础架构即服务），使用者可以实现包括基础架构在内的高度自由的计算资源组合，由IaaS服务商提供硬件设备。
其优势在于使用者能够实现对基础框架的完全控制，具有高度自主、高度扩展的特点。
目前我国工业互联网平台蓬勃发展，工业互联网平台解决方案形式多样，并催生出一批领先的跨行业平台。
2020年12月，工信部公布了2020年跨行业跨领域工业互联网平台清单，共有15家企业上榜，我国工业互联网平台的发展愈加成熟和规范。
2.2.2工业软件
工业软件是软件化的工业技术，分为信息管理、生产控制、研发设计、嵌入式四大类，它能够实现企业业务的有机整合，提高运作效率。
信息管理类的工业软件有能够实现提高管理水平和管理效率的作用，代表产品包括ERP（EnterpriseResourcePlanning，企业资源计划）＞CRM（CustomerRelationshipManagement，客户关系管理）等；研发设计类产品能够有效提高产品研发效率，降低开发成本，代表性产品包括CAD（ManagementSoftwareComputerAidedDesign，管理软件计算机辅助设计）、CAE（ComputerAidedEngineering，计算机辅助工程）等；生产控制类产品能够提高生产过程中的管理水平，提高生产效率，代表性产品包括MES（ManufacturingExecutionSystem，制造执行系统）、APS（AdvancedPlanningandScheduling，高级计划和排程）等；嵌入式软件则是根据不同装备特点嵌入工业装备内部的软件，具有灵活性高、实用性强的特点。
工业软件的特点在于能够通过软硬件结合的方式整合业务，实现不同环节的有机运作，加速数据流通。
目前国内工业软件多依赖于外部进口，在国际形势趋紧的环境下，开发国产工业软件、加强国产软件的正版保护成为工业软件发展的必然趋势。
表2.2.2.1工业软件产品分类
工业软件类型
产品
功能
信息管理
ERP（企业资源计划）
提高企业管理水平，提高信息协作效率、降低管理成本
CRM（客户关系管理）
SCM（供应链管理）
HRM（人力资源管理）
EAM（企业资源管理）
生产控制
MES（制造执行系统）
提高生产过程管控水平、提高生产设备使用效率和生产
质量
APS（高级计划排产系统）
SCADA（数据采集与监视控制系统）
DCS（集散控制系统）
研发设计
CAD（辅助设计）
提咼产品开发效率，降低开发成本
CAE（辅助分析）
CAM（辅助制造）
PDM（产品数据管理）
PLM（产品生命周期管理）
EDA（电子设计自动化）
嵌入式
根据不同装备特点嵌入工业装备内部的软件，以工业通信、能源电子等为主要应用领域
提高工业装备智能化和数字化水平，提升性能
资料来源：
国海证券研究所
2.2.3云计算
云计算即云服务供应商通过网络向用户提供服务器、存储、应用等服务，通过资源共享而达到降低生产和管理成本、提高管理效率的目的，是多种计算机技术和计算模式的统称。
云计算以SaaS、PaaS、laaS的方式提供服务，其部署方式包括公有云、私有云、混合云等，满足不同应用场景对于云计算服务安全性和拓展性的需求。
公有云是云服务供应商通过互联网向所有用户提供公共云服务，具有较强的可拓展性；私有云以企业内部为主要服务对象，相对于公有云更注重安全性；混合云是公有云和私有云的混合，可以根据使用者不同的应用场景需求发挥各自的作用。
相对于传统IT架构，云计算能够有效降低线上管理的成本，提高资源共享的效率，是工业互联网中重要的技术手段。
根据中国信通院数据，2019年我国云计算整体市场规模为1,334亿元，增速达38.6%，其中公有云和私有云市场规模分别为689亿元和645亿元。
公有云市场中SaaS市场份额占比最高，laaS市场增速最快。
随着用户对于数据安全性的要求不断提高，私有云市场规模增速将进一步提升。
2.2.4边缘计算
边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。
边缘计算处于“云-边-端”的中间环节，其核心价值为，在靠近设备的边缘侧实现更快、更及时的数据处理，并向云端上传处理后的数据，降低数据的传输压力。
据IDC预测，2020年，全球有超过50%的物联网数据将在边缘处理，作为物联网延伸领域之一的工业互联网，对于边缘计算也有显著需求。
目前边缘计算服务商主要可以分为三类：
云计算企业、工业企业和电信运营商。
云计算企业主要通过部署边缘计算实现技术下沉，提供云边协同服务，扩大应用场景，典型平台为阿里LinkIoTEdge平台、华为IEF平台等。
工业企业对于工业场景和工业流程更为熟悉，其主要基于自身实际发展需求打造边缘计算平台，典型平台为海尔COSMOEdge平台、树根互联（三一重工孵化）开放物联平台；电信运营商则将边缘计算作为综合网络运营服务的一部分，通过打造边缘计算，提升服务能力和质量，典型平台为中国联通EdgeCloud平台、
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