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1、互联网与工业融合创新蓝皮书“互联网+中国制造”的新图景互联网与工业融合创新蓝皮书2015 (中国互联网和工业融合创新的全景展现中国互联网与工业融合创新联盟2015年5月1版权声明本蓝皮书版权属于中国互联网与工业融合创新联盟,并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本蓝皮书文字或者观点的,应注明“来源:中国互联网与工业融合创新联盟”。违反上述声明者,将追究其相关法律责任。1前言互联网与工业融合是新一轮科技革命与产业变革的核心特征,也是中国把握变革契机、抢占国际竞争制高点的优势领域。加快促进互联网与工业更广、更深、更快地融合创新,对驱动工业数字化网络化智能化发展、激发万众智慧助力新型工业化建设具

2、有重要的现实意义,也是贯彻落实国家“互联网+”行动计划的具体体现。经多年发展,中国已具备全面推进互联网与工业融合创新的坚实基础,工业产值规模全球第一,正加快转型升级与结构调整,迈向制造强国;互联网用户数量和网络接入能力全球第一,多家互联网企业全球影响力突出。尤其是近年来,随着信息化和工业化深度融合步入“互联网+工业”时代,中国的工业企业、互联网企业以及相关服务企业积极探索实践,互联网与工业融合型新技术、新产品、新业态和新模式不断涌现,推动工业转型升级、开辟互联网发展新空间,中国也成为全球新一轮科技革命与产业变革的重要一极。作为致力于推动中国互联网与工业融合发展的行业组织,由中国信息通信研究院执

3、笔,在各成员单位的支持协助下,中国互联网与工业融合创新联盟组织编写了“互联网+中国制造”的新图景(互联网与工业融合创新蓝皮书2015,旨在系统总结产业界创新实践,全方位展现中国互联网和工业融合创新的时代图景,为各级政府制定相关规划、政策提供帮助,为产业界深入探索并应用互联网与工业融合新业态新模式提供借鉴。中国互联网与工业融合创新联盟2目录一、互联网与工业融合创新的时代背景 (1(一ICT服务工业发展的历史延续 (1(二跨领域多技术融合的创新实践 (2(三工业发展方式转变的内在要求 (3(四各国因应产业变革的普遍选择 (3二、中国互联网与工业融合创新的主要特点 (4(一工业界和互联网界路径选择各

4、有侧重 (4(二用户贴近和分工开放程度决定融合水平 (6(三新型研发组织方式集聚众智提升效率 (7(四创新制造模式助力网络化智能化生产 (9(五协同式供应链促进各环节高效无缝对接 (11(六需求端泛在连接实现全流程用户参与 (13(七融合型服务延伸企业价值创造链条 (16三、中国互联网与工业融合创新的生态体系 (19(一新融合主体:形成引领创新三大阵营 (19(二新服务业态:催生跨界融合新兴市场 (22(三新智能产品:打造产品增值重要载体 (24(四新网络架构:构筑产业变革实现基础 (26(五新行业平台:联接各方实现协作共赢 (27四、中国互联网与工业融合创新的未来展望 (28(一政府指引:强

5、化战略引导,营造制度环境 (283(二企业主导:把握融合态势,确定转型策略 (30(三行业助推:打造跨界平台,促进协同发展 (31一、互联网与工业融合创新的时代背景金融危机以来,发达国家纷纷提出重振实体经济或“再工业化”,以塑造经济增长新动力。与此同时,移动互联网、物联网、云计算、大数据等新兴互联网技术快速创新,进入集成突破新阶段,并加速向工业领域融合渗透。在新需求和新技术的共同驱动下,以互联网与工业融合创新为核心特征的新一轮产业变革悄然来临。(一ICT服务工业发展的历史延续现代工业的演进史,就是信息通信技术(ICT与工业不断融合的发展史,互联网与工业融合创新则是当前ICT助力工业发展的时代新

6、特征上世纪五十年代开始,计算机技术被引入制造领域催生了数控系统、工业机器人、PLC等一系列现代制造业关键设备。七十年代起,软件工程、图形图像、数据库等技术兴起成熟,CAD进入商用,制造业逐步进入计算机集成制造阶段。九十年代,互联网开始商用、桌面操作系统快速发展、商用软件极大丰富,ERP、MES、PLM等专业系统投入应用,制造企业生产管控和组织管理能力全面提升。今天,互联网已成为ICT的突出代表,向工业研发生产、组织管理、流通交易、产品服务等各环节加速渗透,驱动新产品、新模式、新业态不断涌现,ICT在工业中的作用从过去的单点应用、环节集成发展为全面融合,为工业发展赋予了智能化、网络化、个性化、服

7、务化、绿色化的新特征,推动进入互联网与工业融合的新阶段。1(二跨领域多技术融合的创新实践互联网与工业融合,本质是移动互联网、物联网、云计算、大数据等ICT创新成果,与工业新材料、新工艺、新能源、先进制造等跨界融合,并在工业各领域、各环节深度应用,集中体现在四个方面。第一,设备层面,智能技术实现生产设备高度智能化。借助现代传感技术,生产设备可广泛感知自身及环境状态,为自诊断与自适应奠定基础;嵌入式计算和人工智能的进一步发展,使设备端机器学习等成为可能;通过人机交互技术,决策者与设备间交互更加深入便捷,可以开展自组织生产等高度智能化生产模式。第二,网络层面,基于工业互联网实现产品全生命周期的信息传

8、送和交互。由传感网络、工控网络、宽带互联网等构成的工业互联网网,通过M2M等技术实现制造资源、人、产品之间的无缝联接和信息共享,进而支撑企业内部、企业间、企业与用户之间更高层级、更广范围、更深程度的协作优化。第三,平台层面,云平台实现全流程信息汇聚和智能处理。由高性能处理单元、分布式存储单元和云操作系统等组成的云平台,具备明显的弹性优势和成本优势,可为生产全过程的海量信息提供存储和处理能力;为服务于不同环节的企业信息系统、工业APP等提供统一的集成平台,实现对生产能力的定制化配置及高效协同。第四,应用层面,大数据实现全局性科学决策和端到端运营优化。针对从制造企业汇集的海量数据,运用大数据分析,

9、与工程技术和管理科学相结合,可构建出基于生产线工作过程的状态模型、基于历史工程案例的知识经验模型、基于产业发展趋势的规划模型等,并通过工业APP反馈回相应的环节和流程,最终为企业精细管理、精益制造、精准营销、精确规划等提供支撑服务。(三工业发展方式转变的内在要求金融危机以来,全球经济复苏艰难,亟需形成新的经济增长点,以工业为代表的实体经济成为关键领域。然而,工业发展面临多重挑战,资源能源短缺日益严峻,延续过去扩张型工业化模式已不可行;随着消费结构升级,消费者产品需求开始趋向个性化、多样化、服务化,对原有规模化、标准化生产模式产生新要求。加快形成智能、绿色、可持续的发展新方式,走环境友好、创新驱

10、动、高效灵活的新型工业发展之路成为必然选择。当前,互联网与传统产业深度渗透,与新材料、新能源、生物医药等新兴产业交叉融合,推动工业智能化、网络化、服务化发展,成为实现工业新增长和新变革的主要方向。中国经济发展已进入以“中高速、优结构、新动力、多挑战”为特点的新常态。“产业规模第一、门类最为齐全”既是中国工业的优势,也使全球普遍面临的资源环境问题在中国更为严峻,走新型工业化道路的需求也更为迫切。同时中国互联网应用优势明显、产业实力不断增强,四家企业位居全球市值前十,基于本土应用的创新活跃,更与各行业各领域加速融合并向生产性互联网转变。推动互联网与工业融合创新,形成多重优势叠加,驱动工业数字化网络

11、化智能化发展,是中国走新型工业化道路、建设制造强国和网络强国的必由之路。(四各国因应产业变革的普遍选择以互联网融合创新引领未来制造业发展取得广泛共识,以美、德为代表的发达国家政府和产业界高度重视。美国发布了先进制造战略(工业互联网是其重要组成部分、德国推出了工业4.0战略,二者均将融合创新作为基础要素和关键环节,加紧整合固有的信息通信技术优势和制造业优势,部署推进技术研发与产业化应用,着力塑造新一轮产业变革中的技术和市场优势。政府和业界正携手推动以互联网为代表的新一代信息技术与先进制造业融合发展,美国与德国均采取构建创新平台和推动标准制订等多种举措提供保障。如德国工业4.0围绕“政府管理-中介

12、机构-公立研究-经济界研发活动”四个层级形成创新研发机构,通过行业协会加快制定工业4.0标准化路线图。美国打造国家创新网络,国家标准研究院与五大企业主导工业互联网标准建立。融合发展在产业界也已取得进展。自提出工业互联网概念以来,通用电气(GE围绕资产优化和运营优化的实现,推出了若干款工业互联网应用,在能源、航空、医疗等多个领域落地实施。德国工业4.0实践也初见成效,如德国安贝格电子工厂在虚拟环境中仿真产品研发和生产,既实现了产品跨行业的多样化,也提升了生产效率和质量。二、中国互联网与工业融合创新的主要特点互联网与工业融合在中国已有丰富实践,从下游到上游、从消费到生产、从外围到核心,互联网与工业

13、融合沿价值链逆向渗透,距离消费者越近的环节,互联网融合程度越深;开放水平越高的环节,互联网创新越活跃。互联网正深刻改变工业发展方式,驱动工业数字化、网络化、智能化和服务化发展,催生多种新模式新业态。(一工业界和互联网界路径选择各有侧重在中国,工业企业和互联网企业正结合自身产业特点,沿不同路径探索相互融合。工业界现阶段重心在于工业生产的价值挖潜。消费品工业侧重于市场需求的深度发掘,着力点放在以更好满足用户需求来实现产品增值,精准营销、大规模个性化定制等均属此类。装备制造业单件产品价格高、使用周期长,侧重于通过产品服务化实现增值,一些工程机械企业开展的远程运维服务都属于此类。此外,工业企业也积极利

14、用大数据等新手段,整合分析涵盖产品全生命周期的海量数据,并反馈至研发、制造等环节乃至上下游企业,形成全周期、全流程甚至是全产业链的运行优化与价值提升。 互联网具备扁平化、规模化、便捷化、集聚化、普惠化等特征,连接海量消费者是其独特优势,互联网企业也更多从贴近消费端的营销等环节切入,代表性的是基于各类平台的精准营销、市场分析等服务。随着互联网连接向产业链各类企业延伸,互联网企业逐渐向协同设计、供应链优化等环节渗透,在数据共享、供应链服务、营销帮助、融资支持等方面服务制造业发展。 在这一过程中,互联网逐渐由价值传递渠道向价值增值平台转变。互联网与工业最初融合于营销、交易环节,产品价值在交易双方进行

15、简单传递、交换和转移,此时互联网仅作为单一环节的价值传递渠道。随着融合向研发、制造、服务等价值增值环节扩散,带来各环节效率的提高特别是环节间互动、集成、协作的加强,实现价值链的重构与提升,为工业企业创造更大的价值拓展空间,互联网也从单纯的价值传递渠道演变为与用户、协作环节和生产资源紧密互动实现价值创造和增值的核心平台。(二用户贴近和分工开放程度决定融合水平距离最终用户越近的行业越早发生变革。互联网沿产业链从最接近消费者的消费品行业向上游装备、原材料等行业延伸,越靠近最终用户的行业越早发生变革,变革的领域和环节越多。手机、家电、服装等个性需求较强的消费品企业已率先向互联网转型,代表性的如规模化个

16、性定制模式已被广泛运用;受消费品生产模式变化影响,装备制造业需要提供支撑柔性制造、按需制造等的装备,发展智能装备的市场需求逐渐增强;距离消费者相对较远的上游原材料行业,一些大型骨干企业信息化水平较高,侧重于依托互联网技术和网络提供精准供应链服务、生产监控和节能减排。开放程度越高的环节与互联网融合越紧密。互联网正加速从营销、服务等环节向研发、制造、加工等延展,开放程度越高、与用户互动越多的环节融合变革越明显:采购、营销等开放度较高的环节,更易与互联网融合;继而是开放程度次之的服务和研发环节,如远程控制与服务、众包设计等也已在一定范围内推广;目前相对封闭的制造环节,在生产的组织实施和制造能力整合等

17、方面也在逐渐受到互联网影响。随着互联网对各环节逐层渗透,将最终打通生产运营全过程,彻底改变现有生产范式。(三新型研发组织方式集聚众智提升效率协同设计、众包、虚拟仿真等新研发模式应用日益广泛,为传统企业高效、便捷、低成本的技术创新开辟新渠道,研发环节也成为营销之后与互联网融合的新热点。1、云平台实现研发设计全球协同受空间、资源等限制,传统企业研发设计环节主要在企业内部完成。云平台则可以为企业提供开放的协同服务,设计人员可通过共享平台,查看和利用云端设计资源和软件,实现企业内部及企业间合作与协同共享,打破地域限制,提高企业研发效率,降低人员往来成本。 2、众包设计打通企业与社会创意合作渠道众包是通

18、过互联网集聚全球创意、资金来实现研发设计的新模式,基于互联网的众包平台将分散的中小型团队及个体专业人员的智慧与创意集聚到一起,需求方可借此平台发布需求,以悬赏和速配方式寻找到精准匹配的服务者,通过消除信息不对称而提高效率和降低成本。众包平台中有第三方提供方式,如重庆猪八戒网,上海奉浦曾通过猪八戒网征集“贝壳状”汽车模型创意外观设计方案,一个月内共收到创意设计方案158个,总共仅花费六万五千元;也有企业自建方式,代表性的如海尔的HOPE平台。 3、虚拟仿真技术降低企业设计研发成本传统生产企业在测试、验证环节需要生产出实物来评测其性能等指标,成本随测试次数增加而不断提升。利用虚拟仿真技术,可以实现

19、对原有研发设计环节过程的模拟、分析、评估、验证和优化,从而减少工程更改量,优化生产工艺,降低成本和能耗。 (四创新制造模式助力网络化智能化生产面对个性化、多样化且瞬息万变的市场需求,制造企业加紧将以互联网为代表的新一代信息技术集成应用在生产执行过程中,逐步改变原有相对固化的生产线和生产体系,并着力打通企业间壁垒,探索智能制造、网络化制造、云制造等全新生产模式。1、智能制造成为制造业重要发展方向近年来,具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的智能制造模式迅速发展,实现了增效、提质、降成本及节能减排。在制造业领军企业的带动下,智能制造、智能工厂的实施与应用正在为传统产业带来深刻改

20、变。 2、网络制造充分激发扁平化生产组织活力利用互联网平台构建跨地区的动态企业联合体成为现实,不仅能帮助企业有效实现设计、制造资源的共享协同和优化配置,还有助于提高企业快速反应和竞争能力。对于大型企业来说,网络化制造能使其组织结构更加扁平化,得以通过更灵活、更有效率的方式集聚资源,提升竞争力;中小企业则可在网络协同过程中找到与龙头企业合作的机会,充分发挥自身优势。 3、云制造高效聚集和配置制造资源云制造借助云计算的理念,通过建立共享制造资源的服务平台,将巨大的制造资源池连接在一起,使制造业用户像用水、电、煤气一样便捷地使用各种制造服务,以帮助制造企业降低运行成本、提升快速反应能力。在理想情况下

21、,云制造将实现产品开发、生产、销售、使用等全生命周期相关资源的整合,提供标准、规范、可共享的服务。云制造包括企业内部“私有云”应用和企业外部“公有云”协同两种模式。在一个大型集团企业内部,各种与企业运作有关的资源,例如设计、仿真、设备等,均可以利用云制造实现共享,避免或减少重复投资。 云制造模式也正在推动中小企业间的制造资源共享。目前,在国内已涌现一批云制造服务平台,例如:在天智网云制造平台上,遍布全国30个省市自治区超过2万家企业可以在上线企业实时对接,快速共享生产资源。宝信软件打造的“上海工业云公共服务平台”,汇集了汽车、民用航空、钢铁等领域上百类制造资源,为企业提供云设计、云仿真、云制造

22、等服务。数码大方“工业软件云服务平台”,为3万多家制造企业提供软件租用、设计、制造等服务。(五协同式供应链促进各环节高效无缝对接越来越多的工业企业通过互联网平台建立与上下游供应商、合作伙伴和客户的直接连通,集聚供应信息并进行深度挖掘分析,提高供应链的反应速度、匹配精度和调运效率,降低采购成本,减少产成品和在制品库存,缩短对客户服务的响应时间。1、B2B模式对接上下游采购需求传统供应链产品选择范围小、管理难度大、生产线周转效率低,通过互联网平台,制造企业可与上游供应商无缝对接,快速集聚行业内优质供应商资源,在最短时间内以最低成本实现原材料采购的高效匹配,推动企业采购与供应链管理创新。 2、生产线

23、供应链协同实现高效精准配送传统物料配送环节经常会出现配送不及时、物料缺少或囤积等问题,从而影响生产计划。企业利用大数据、物联网完善智能信息系统建设,对生产配比、物料配送、产品质量等各环节进行协同管控,实现物料配送的系统化、流程化,降低物流成本和能耗,降低仓储损失,加速了资金周转,提高了整个供应链的运行效率。 3、仓储物流平台高效配置物流资源随着企业生产规模不断扩大,当今的仓储物流早已不是仅仅局限于企业自身物料保管、运输、装卸、流通加工等功能,需要整合全国各地仓储物流资源以有效保障自身货物流通。互联网在仓储物流环节的应用提供了解决这一难题的重要平台。 (六需求端泛在连接实现全流程用户参与企业运用

24、互联网、移动互联网等实现对用户的泛在连接,进而打造用户聚合平台、多元社交平台,通过用户行为和社交关系等的大数据分析,精准预判市场、开展精准营销;借助平台的集聚和交互功能实现海量用户与企业间的交互对接,使大规模个性化定制、精准决策等成为可能。传统的渠道单一、封闭运行、单向流动的企业用户关系被打破,旧有的需求定位粗略、市场反馈滞后等问题得到破解。1、大规模个性化定制满足用户长尾需求传统标准化生产模式下,企业与用户间信息交互不充分、企业内生产组织缺乏柔性,同质化生产是最经济合理的选择。借助互联网平台,企业可与用户深度交互、广泛征集需求,运用大数据分析建立排产模型,依托柔性生产线在保持规模经济性的同时

25、提供个性化的产品。当前,服装、家居、家电等领域已开启个性化定制,未来随着互联网技术和制造技术的发展成熟,柔性大规模个性化生产线将逐步普及,按需生产、大规模个性化定制将成为常态。 2、大数据分析支撑精准营销及决策传统市场分析局限于抽样调查、线下座谈等有限样本的分析预判,产品改进也只能通过销售业绩收集用户反馈情况,分析结果存在一定误差或延迟。利用通过互联网汇集的用户行为、需求、行情等海量多元化数据,企业可以进行大数据建模及分析,实现精准市场定位,优化营销决策,助力产品改进。未来,随着利用互联网汇集数据的持续积累,模型的不断修正,以及大数据分析能力的提升,企业有望实现全生命周期、全价值链的科学决策与

26、精准控制。 3、网络营销拓展新型营销方式以往企业与用户互动主要采取电话回访、门店交流、入户拜访等方式,沟通成本高、效率低、受众面小。借助基于互联网的多媒体营销平台,结合二维码、APP、移动O2O、3D体验等新手段和新模式,企业可以构建线上线下结合、虚拟与现实互通的新型用户体验方式,极大丰富产品展示和营销渠道,从而增加用户粘性,多渠道、多层次地实现供需互动。 (七融合型服务延伸企业价值创造链条在市场竞争日趋激烈、生产要素成本不断攀升、供需对接日益便捷等因素作用下,制造本身在工业产品附加值构成中的比例越来越低,增值服务逐渐成为企业竞争的新焦点。云计算、大数据、物联网等相关应用快速普及催生了多样化融

27、合服务模式,带动以产品为核心的经营模式加快向依托产品提供综合服务的新方向转变。1、远程主动运维提高设备运维效率借助智能传感、宽带网络、大数据分析等技术,机器设备运行状况、环境参数等信息可以直接反馈到设备生产厂家,使厂家实时了解其运行信息,并通过数据建模分析、专家诊断等方式,提前预判故障风险并给出相应解决方案。过去的被动维护或凭借经验开展的定期维护可转变为按需提供的主动服务,有效节约运维成本,降低用户损失。有能力的工业企业还通过搭建云平台、部署定制化的工业APP应用、提供大数据分析支撑等,为用户企业提供多样化的增值服务,并探索从设备制造商向综合服务商转变。 2、可视追踪溯源打造食品生产透明化产业

28、链食品安全日益受到关注的今天,保障食品的新鲜安全不仅关系到消费者的切身利益,而且也关系到食品生产企业的信誉和市场竞争力。随着网络带宽能力、连接方式、计算能力的日益进步,许多食品制造企业开始利用互联网相关技术构建覆盖全流程的追溯体系,来保障食品生产、经营、流通的可视化、透明化。 3、车联网搭建智能化交通网络车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,在车与车、车与路、车与人、车与互联网之间,通过无线通讯和信息交换,实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制等一体化功能。近年来,随着车联网技术和产业不断发展,车联网受到各领域密切关注,互联网企业、通信运营商纷纷加强与汽车制造商的跨界合

29、作,推动车联网经成为互联网与工业融合的热点领域。 三、中国互联网与工业融合创新的生态体系经历探索、实践与培育,中国互联网与工业融合的创新主体已有相当规模,新产品新业态新模式不断涌现,孕育新兴市场、带动长尾需求力释放。融合创新赖以实现的技术、网络、平台等基础正加速完善,以“中国互联网与工业融合创新联盟”为代表的中介组织相继成立,产业生态初步构筑,已具备持续规模推进的现实基础。(一新融合主体:形成引领创新三大阵营一些领先的工业企业、互联网企业和生产性服务企业已成为融合生态体系中各种创新活动的主要载体和践行者,由于各自基础和优势不同,不同类型企业融合创新的模式、路径、方向和重点有所差异。1、传统工业

30、企业互联网化转型明显加快部分工业企业在互联网浪潮中主动把握发展机遇,在战略、组织、业务、管理等方面实施由内而外的全面变革,将客户、供应商、服务商、员工集聚于企业全互联阵营中,推动实现从有界向无界、垂直向扁平、制造向服务的转型,并由此成为融合创新的主力军。其变革方式主要包括:一是搭建互联网协同平台,集聚和共享资源,提高生产运营和组织效率,如大唐、宝钢、商飞等;二是依托互联网提升软服务,在致力硬制造的同时依靠云计算、大数据等支撑向服务型制造转型,跃升价值链高端,如潍柴、三一重工、中联重科、徐工等;三是利用互联网打通全价值链,实现利益相关方互联互通,全面转型互联网企业,如海尔、红领等。一些领先企业更

31、是成功占据生态体系核心地位,发挥关键作用。 2、互联网企业借助新产品新服务融入工业基因互联网企业依托其固有的通用性、交互性、开放性和共享性等属性,充分发挥其便捷、扁平、聚集等优势,通过与工业各领域各环节不断融合创造出新产品、新业态和新模式实现快速渗透。其渗透的方式主要有两种:一是发挥用户入口的先发优势。以提高工业领域“注意力占有率”为切入点,率先在相对开放的采购、营销、管理等外围环节提供服务,再向设计、服务等环节延伸,在此过程中逐步融入工业基因,成为生态体系的又一主力。如腾讯微商、XX行业大数据分析平台、阿里云服务等。二是开发智能硬件产品直接介入制造领域。主要包括研发设计智能硬件,提供基于硬件

32、的各种APP应用,搭建云平台,充分挖掘用户数据,打造基于硬件的生态体系等。如阿里云手机、腾讯微信耳机、小米盒子、360wifi、XX智能自行车以及XX、腾讯等与汽车企业联合发展智能汽车。3、生产服务企业借助互联网拓展服务空间来自不同领域的生产服务企业积极顺应工业发展需要,通过向平台企业转型,创新服务模式或拓展服务外延等方式加速向工业领域渗透,成为引领融合发展的重要力量。主要包括以下三类:一是IT企业(主要包括工业软件和系统集成企业发挥既懂工业需求又懂ICT 技术的专业优势,通过加快自身平台化转型,为工业企业提供互联网平台服务,如和利时、数码大方、宝信、软控、用友等打造开放、协作的资源共享和智能决策平台,积极探索云制造、工业互联网、大数据等服务,拓展新的业务增长点。二是通信、金融、零售等生产服务企业利用互联网开展应用创新,提供一站式