工欲善其事,必先利其器。工業設備作為工業企業生產的關鍵核心要素之一,是推動企業發展的首要條件。隨著新型工業化的持續深入推進,工業設備上云作為制造業數字化轉型的先導性應用,成為推動工業高質量發展的具象化表現。
工業設備上云通過加快設備數字化、網絡化改造升級,將其接入工業互聯網平臺,基于平臺開展工業設備數據的全面采集、匯聚、分析,實現設備間互通、狀態監測、預測預警、性能優化和能力交易。通過推動設備上云,可以實現資源匯聚集成和優化配置,有效帶動工業互聯網平臺規模化應用。
當前,我國綜合型、特色型、專業型的多層次工業互聯網平臺體系基本形成,工業互聯網進入規模化應用推廣的關鍵階段。但工業設備上云率偏低成為阻礙制造業數字化轉型和工業互聯網規模化應用的關鍵因素之一。為了解當前工業設備上云基本情況,加快推動基礎條件好、需求明確、優化空間大的工業設備加速上云進程,助推企業駛向“云”端快車,“工業互聯網世界”調研組首次面向工業設備上云領域開展產業調研工作,調研在企業自主申報、材料搜集、線上訪談的基礎上,從技術創新、服務能力、應用水平、安全能力等多維度考察,分析研究現階段我國工業設備上云總體情況、存在問題,以及下一步發展方向,基于調研分析,形成2024工業設備上云產業調研報告。
現狀:工業設備上云“縱深面廣”
近年來,從國家到地方都高度重視工業設備上云工作,發布多項政策文件推動工業設備上云。“十四五”期間,工信部實施工業設備上云“領跑者”計劃,部署了“四類十重點”工業設備上云工作;河北、山東、北京、廣東、四川、福建等地方均提出加快工業設備上云的主要舉措和具體目標。《“十四五”國家信息化規劃》明確提出,到2025年企業工業設備上云率達到30%。2024年是實現“十四五”規劃目標任務的關鍵一年,我國工業設備上云已進入快速發展期。
調研發現,現階段工業設備上云呈現以下四個特點:
一是工業領域大規模設備更新拓展了工業設備上云的需求空間,對設備上云的效率和成果提出了更高的要求。2024年國務院印發《推動大規模設備更新和消費品以舊換新行動方案》,為推動各類設備更新和技術改造提供了根本指引。據測算,我國工業設備存量資產凈值約為28萬億元,占全社會設備存量資產凈值的70%以上,其中,電子、電器機械、汽車、石化化工、有色等行業正成為本輪設備更新的重點。當前,31個省(區、市)印發了本地區大規模設備更新和消費品以舊換新實施方案,多個省(區、市)已明確推動工業領域設備更新和技術改造的要求、任務與舉措。相比于高昂的設備采購和維護成本,設備上云具有輕量化、靈活高效、安全穩定等天然優勢,是助力工業領域設備更新改造和數字技術推廣應用的最有效途徑之一。
二是企業上云由簡單應用環節逐步深入到復雜多樣工業設備和業務關鍵核心系統環節。從工信部公布的數據來看,截至2023年我國重點工業企業數字化研發設計工具普及率已達到80.1%;2021年工業企業經營管理數字化普及率為70.9%。與之相對應的是,2023年我國工業企業關鍵工序數控化率為62.9%,全國企業工業設備上云率僅為21.2%。從這幾個數據可以看出,研發設計類、經營管理類應用上云用云較為“輕松”,關鍵工序數控類和工業設備上云用云較為“困難”。現階段,工業數字化轉型聚焦流程復雜、設備和系統多樣的生產設備和控制系統,國家和地方對工業數字化轉型設定的目標來看,都強調提高關鍵工序數控化率和企業工業設備上云率這一數據,當前和未來工業上云的重點,正加速從ERP、CRM等經營管理類應用“上云用云”轉向兼具MES、PLM、SCADA、CAM等核心生產設備控制系統及其關聯設備“上云用云”,這些設備和系統上云是實現工業高質量發展的關鍵。
三是工業設備上云由汽車制造、電力、交通運輸等自動化程度較高的設備向化工冶煉、儀器儀表及其他高端裝備和設備上云邁進。電力、交通運輸設備自動化、數字化發展程度較高,工業設備上云領先于其他行業。當前,國家電網已構建了一個貫穿供電、輸電、配電、用電等全環節的電力物聯網生態系統,成功集成了多樣化的邊緣感知設備。與此同時,智慧交通領域的感知網絡正加速健全,智能網聯汽車及車路協同基礎設施的部署與應用步伐顯著加快。現階段,化工、冶煉等傳統重工業領域正深入推進綠色低碳化與數字化轉型,展現出強勁的發展態勢。與此同時,高端裝備、精密儀器儀表等行業正經歷著顯著的智能化升級,性能與效率均得到大幅提升。推動這些關鍵領域的設備接入云端,不僅成為當前工業飛躍發展的迫切需求,更是未來工業全面實現“云上運營、云上創新”的核心戰略方向。
四是創新驅動發展,多省份探索工業設備上云差異化發展路徑。工業設備上云作為推動制造業數字化轉型的關鍵環節。全國各地紛紛出臺創新舉措,探索差異化路徑。河北省按照“1+21”工業互聯網平臺體系規劃,多措并舉,推動本地工業互聯網平臺規模化發展和普及應用,積極開展中小企業數字化轉型診斷評估,推出一批“小快輕準”的數字化解決方案和產品,激發企業上云主動性。數據顯示,截至2023年12月底,河北省企業工業設備上云率達到24.8%,比全國平均水平高3.6個百分點,居全國第一;山東省圍繞高能耗、新能源等設備“上云用云”,基于不同的工業設備和生產場景提出11大重點工程,明確每一類工業設備上云的方向、舉措和目標,推動全省工業設備“智”改升級和工業發展降本提質增效取得實質性進展。目前,全國各地在推動工業設備上云方面取得了顯著成效,形成了各具特色的創新做法。
從調研分析來看,工業設備上云是一項涉及網絡層、平臺層、應用層多方力量的系統工程,推進工業設備上云,從微觀層面來看,可實現工業設備數據互通互聯,對工業設備遠程監控和遠程維護以及數據的實時監控與分析。從宏觀層面來看,能夠實現工業企業全流程形成以數據驅動為支撐的智能化生產制造、上下游供應鏈和業務的網絡化協同,有助于提升整個產業鏈的效率和競爭力,促進制造業向高端化、智能化方向發展。工業設備上云能夠顯著提升設備運行效率和綜合管控能力,是當前推動制造業數字化轉型的關鍵環節。總的來看,現階段,我國工業設備上云呈現出向更加縱深、更加全面的方向轉變的發展特征。
問題:制約因素復雜多樣
在數字化轉型的浪潮中,工業設備上云已成為推動我國制造業高質量發展的重要途徑。然而,盡管各地政府、企業和服務商紛紛發力,我國工業設備上云仍面臨諸多難題和挑戰。調研組在調研時發現,技術標準差異、成本投入回報周期長、數據安全風險、缺乏統一標準規范等問題是阻礙工業設備上云的關鍵因素。
一是技術難題:設備互聯互通難,數據采集與處理復雜。
工業設備種類繁多,新老設備混雜,不同設備之間的通信協議和數據格式差異巨大,這給設備互聯互通帶來了巨大挑戰。一方面,老舊設備往往不支持現代通信協議,需要進行改造或替換,這增加了企業上云的成本和難度;另一方面,即使設備支持通信協議,由于廠商之間的技術壁壘和利益關系,設備數據的采集和共享也面臨諸多障礙。此外,工業設備產生的數據量龐大且復雜,如何高效、準確地采集、傳輸和處理這些數據也是一大難題。目前,許多企業缺乏專業的數據處理和分析能力,無法充分挖掘設備數據的價值,導致上云效果大打折扣。
二是成本難題:初期投入大,長期回報不確定。
工業設備上云需要投入大量的資金,物聯網系統中運行大量傳感器和網絡、存儲、服務器等設備都是企業需要負擔的成本。對于許多中小企業而言,是一筆不小的開支。同時,由于上云效果受多種因素影響,企業往往難以準確評估上云的長期回報,導致對上云持觀望態度。
三是安全難題:數據泄露風險高,安全防護能力不足。
工業設備上云后,設備數據將直接暴露在網絡環境中,網絡和數據安全風險激增。由于工業設備往往涉及企業的核心生產數據和商業秘密,一旦數據泄露將給企業帶來巨大損失。然而,目前許多企業還缺乏可行的安全解決方案有效防御和解除攻擊,影響企業的生產工作和商業業務往來,威脅企業生產和經營安全。
四是標準與規范難題:缺乏統一標準,市場混亂。
目前,我國工業設備上云領域缺乏統一的標準和規范,導致市場混亂、產品參差不齊。不同服務商提供的解決方案在功能、性能、價格等方面存在巨大差異,企業在選擇時往往難以做出決策。此外,由于缺乏統一標準,企業在不同服務商之間遷移數據時也存在諸多障礙。調研發現,盡量我國工業設備上云仍面臨諸多難題和挑戰。我國已針對這些難題通過加強技術創新、降低成本投入、提高安全防護能力、推動標準制定等手段措施推動工業設備上云進程。目前,?政府通過提供政策、?資金引導,?形成產業合力,推進工業設備上云。?行業龍頭企業可以聯合各領域的專業軟件開發商、?服務商,?共同建設工業互聯網新生態。?同時,?技術解決方案如操作系統和工業協議解析的進步也是關鍵。?例如,?華為等企業正在通過打造面向端側的HarmonyOS和數字基礎設施側的
歐拉操作系統
,?以及解決工業協議解析問題,?來推動工業設備的上云進程。通過調研分析發現,?盡管現階段工業設備面臨諸多挑戰,?但通過技術創新和產業合作,?可以有效提升工業設備的上云率和聯網率,?推動制造業的數字化轉型。工業設備上云不是企業的“單打獨斗”,需要政府、服務商、平臺運營商和工業企業等多方主體的協同合作。
未來:制造業數字化轉型“落腳點”
企業上云是推進新型工業化的關鍵環節,是加快制造業高端化、智能化、綠色化發展的有效途徑。通過調研發現,企業上云形式主要包括工業設備上云、計算存儲上云、平臺系統上云、業務應用上云和生產資源上云五類。工業設備上云是最難實現的一種上云形式。
《“十四五”國家信息化規劃》將企業工業設備上云率確定為“十四五”信息化發展,并明確提出2025年,企業工業設備上云率要達到30%的目標。企業工業設備上云率是企業工業設備連接工業互聯網平臺的情況,也是衡量一個地區或國家制造業數字化轉型程度的重要指標。調研分析發現,指標的高低,不僅反映了企業在數字化轉型方面的情況、投入和成效,也反映了該地區或國家制造業的整體競爭力和發展潛力。數據顯示,2022年至2023年,全國企業工業設備上云率同比增長3.5個百分點,達到21.2%,距離2025年的30%還有9個百分點,隨著制造業數字化轉型的深入,這一目標如期完成不成問題。
當前,工業設備上云已成為推動制造業轉型升級、實現智能制造的關鍵路徑。這一趨勢不僅加速了生產方式的變革,為企業帶來了效率提升、成本降低、決策優化、商業模式創新等多重益處。調研發現,未來,工業設備上云將在以下幾方面著力:
一是持續加大政策引導扶持力度,營造良好的上云用云氛圍。政府作為產業發展的重要推手,其政策導向對于工業設備上云的普及和深化具有至關重要的作用。未來,政府應繼續加大政策扶持力度,通過稅收優惠、資金補貼、專項基金等多種方式,降低企業上云成本,激發企業上云用云的積極性。積極引導數字化服務商面向中小企業推出云制造平臺和云服務平臺,支持中小企業設備上云和業務系統向云端遷移,幫助中小企業從云上獲取資源和應用服務,滿足中小企業業務系統云化需求。此外,政府還應積極搭建公共服務平臺,促進產業鏈上下游企業的交流合作,形成協同創新的良好生態。
二是緊抓設備更新契機,以新煥新推動上云深入發展。在智能制造的浪潮中,設備更新換代成為企業轉型升級的必然選擇。工業設備上云正是借助這一契機,推動傳統設備向智能化、網絡化方向演進。通過云計算、物聯網、大數據等技術的深度融合,老舊設備能夠煥發新生,實現遠程監控、故障預警、預測性維護等功能,大幅提升設備運行效率和可靠性。同時,新購設備直接集成云服務接口,實現從生產到管理、從數據收集到分析決策的全鏈條智能化,為企業構建更加靈活、高效的生產體系。
三是打造“樣板工程”,以點帶面引導更多工業設備上云。總的來看,工業數字化轉型尚處于發展初級,工業設備向云端遷移是一個逐步推進的過程。圍繞關鍵行業和典型場景,優先推動自動化水平高、數字化轉型需求迫切的設備接入云端,通過打造一批行業影響力大、帶動作用強的工業云平臺、智能工廠和設備上云樣板工程,展示上云帶來的實際成效和價值,為其他企業提供可借鑒的經驗和模式,“以點帶面”引導更多工業企業設備上云。發揮賦能先鋒、標桿企業的“領頭羊”作用。同時,總結這些標桿案例中設備成功上云的經驗和做法,并針對不同行業和場景進一步完善設備上云的相關標準,以此規范化工業企業的上云過程。
四是強化安全防護,構建可信上云環境。安全是工業設備上云不可忽視的問題。隨著設備接入網絡的增多,數據泄露、網絡攻擊等風險也隨之增加。因此,加強安全防護成為工業設備上云的重要前提。未來,應建立健全工業設備安全防護體系,包括設備端的安全加固、網絡傳輸的加密保護、云端數據的安全存儲與訪問控制等。同時,加強對工業設備安全漏洞的監測與修復能力,提升應急響應速度。此外,還應加強行業自律和監管力度,推動形成安全可信的上云環境。
工業設備上云被視為制造業數字化轉型的“最初一公里”,它為企業后續的數字化轉型奠定了數據基礎和技術基礎,是企業邁出轉型的第一步或早期的重要行動之一。但制造業數字化轉型是一項復雜的系統工程,涉及多個方面和環節,不同企業、不同行業、不同地區的數字化轉型路徑和重點可能有所不同,推進工業設備上云應分行業、分場景、分情況選擇上云用云路徑。
《中共中央關于進一步全面深化改革 推進中國式現代化的決定》指出,加快新一代信息技術全方位全鏈條普及應用,發展工業互聯網,打造具有國際競爭力的數字產業集群。這為以云計算等新一代信息技術為手段的工業設備上云發展指明方向。
隨著進一步全面深化改革,工業互聯網規模化應用和制造業數字化轉型將持續深入,在新型工業化的大背景,工業設備上云將為制造業高質量發展注入新活力,推動工業向更高層次、更寬領域、更深程度發展。
——長期致力于工業物聯網平臺及工業APP的研發和服務,工業物聯網技術業界領先。全力打造自動數據采集獲取技術+數據分析價值挖掘技術兩個核心技術,基于“平臺+APPS”的產品架構思想。從數字化底座、到智能化生產、再到生產環境的智能化,形成了完整的“中服云”數智化產品品牌。致力于業務層和物理層的深度融合,從根本上解決智能化的核心問題。
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