(網經社訊)編者按：工業(yè)互聯(lián)網作為新一代信息技術與制造業(yè)深度融合的產物，日益成為新工業(yè)革命的關鍵支撐和深化“互聯(lián)網+先進制造業(yè)”的重要基石，對未來工業(yè)發(fā)展產生全方位、深層次、革命性影響。本文重點介紹工業(yè)互聯(lián)網應用進展和專利情況，以供參考。
一、工業(yè)互聯(lián)網概念和架構
（一）工業(yè)互聯(lián)網概念
工業(yè)互聯(lián)網是互聯(lián)網和新一代信息技術與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成的產業(yè)和應用生態(tài)，是工業(yè)智能化發(fā)展的關鍵綜合信息基礎設施。其本質是以機器、原材料、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、產品以及人之間的網絡互聯(lián)為基礎，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)化和生產組織方式變革。
（二）工業(yè)互聯(lián)網架構
工業(yè)互聯(lián)網的核心是基于全面互聯(lián)而形成數(shù)據(jù)驅動的智能化系統(tǒng)，網絡、數(shù)據(jù)、安全是工業(yè)和互聯(lián)網兩個視角的共性基礎和支撐。
圖1 工業(yè)互聯(lián)網體系架構
二、國內外工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展與應用情況
（一）國外工業(yè)互聯(lián)網情況
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。2016年全球工業(yè)物聯(lián)網的支出大概3000多億美元，預計2020年工業(yè)物聯(lián)網的產值1510億美元，在2030年能給全球經濟帶來14.2萬億美元的經濟增長價值。
1、美國：企業(yè)引領與政府推動結合，推動工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展
自2012年美國通用公司首次提出“工業(yè)互聯(lián)網”的概念后，美國政府推出了《國家制造業(yè)創(chuàng)新網絡初步設計》等政策文件，并大力支持“網絡與信息技術研發(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美國數(shù)字制造與設計創(chuàng)新機構(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)網平臺，實現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網在制造業(yè)企業(yè)內的應用。預計到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)網在更廣泛的范圍內得到推廣。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)網聯(lián)盟(IIC)，并于2017年1月公布了最新的工業(yè)互聯(lián)網參考架構IIRA 1.8。
2、德國：政府主導，“工業(yè) 4.0”對標工業(yè)互聯(lián)網
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，并在標準制定、技術研發(fā)、驗證測試平臺建設等方面做出了一系列戰(zhàn)略部署。德國工業(yè)4.0更加關注現(xiàn)實生產層面的效率提高和智能化，與美國關注網絡和互聯(lián)的工業(yè)互聯(lián)網概念有所區(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)、識別技術等領域突飛猛進，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)網建設
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)超智能社會構想的重要組成部分。日本互聯(lián)工業(yè)另辟蹊徑，關注企業(yè)之間的互聯(lián)互通從而提升全行業(yè)的生產效率。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)達國家立足自身領先制造業(yè)基礎優(yōu)勢，持續(xù)加大工業(yè)互聯(lián)網平臺的投入力度；印度等新興經濟體的工業(yè)化需求持續(xù)促進亞太地區(qū)工業(yè)互聯(lián)網平臺快速發(fā)展。
（二）我國工業(yè)互聯(lián)網最新進展
1、國家出臺的相關政策
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)網發(fā)展。2018年2月后，工信部圍繞工業(yè)互聯(lián)網平臺、網絡、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)網主要政策
2、工業(yè)互聯(lián)網進入實質性落地階段
我國工業(yè)互聯(lián)網現(xiàn)已進入實質性落地階段，網絡層和平臺層快速發(fā)展。網絡層方面，標識解析體系的建設快速推動，已經初步建立工業(yè)互聯(lián)網五大國家頂級節(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)網平臺，由需求驅動的行業(yè)性工業(yè)互聯(lián)網平臺均得到快速發(fā)展。
3、工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)應用
近年來，我國工業(yè)互聯(lián)網應用實現(xiàn)了快速發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)意識已經滲透到生產的各個環(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、徐工等國內制造業(yè)領軍企業(yè)，通過與中國移動、華為、騰訊等通信、互聯(lián)網行業(yè)巨頭實現(xiàn)跨行業(yè)領域的跨界合作，推動工業(yè)互聯(lián)網的產業(yè)應用。網絡、數(shù)字、信息技術在航空、航天、船舶、軌道交通、汽車、裝備制造、紡織、石化等行業(yè)均得到廣泛應用，其中數(shù)字化設計工具普及率在85% 以上，關鍵工藝流程數(shù)控化率在65% 以上。
4、工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)未來前景廣闊
根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)， 2017年中國工業(yè)互聯(lián)網直接產業(yè)規(guī)模約為5700億元，產業(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、國內外工業(yè)互聯(lián)網專利情況
（一）全球工業(yè)互聯(lián)網專利情況
從2000年至2018年10月，全球工業(yè)互聯(lián)網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)網相關專利布局活躍且申請量較大。全球工業(yè)互聯(lián)網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)網的專利情況
在中國積極布局工業(yè)互聯(lián)網專利并且排名靠前的申請人包括IBM、Microsoft、 Siemens、國家電網、中科院、華為、中興、Oracle、浙江大學和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)網專利。中國申請人中，國家電網、華為和中興在工業(yè)互聯(lián)網方面專利申請態(tài)度積極，專利較多，中國科研院校則有中科院和浙江大學，申請的工業(yè)互聯(lián)網專利躋身中國前十。
四、工業(yè)互聯(lián)網平臺發(fā)展與應用情況
（一）體系架構
工業(yè)互聯(lián)網平臺是面向制造業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化需求，構建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務體系，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）、應用三大核心層級。
（二）核心技術
工業(yè)互聯(lián)網平臺涉及七大類關鍵技術，分別為數(shù)據(jù)集成和邊緣處理技術、IaaS技術、平臺使能技術、數(shù)據(jù)管理技術、應用開發(fā)和微服務技術、工業(yè)數(shù)據(jù)建模與分析技術、安全技術。
（三）應用場景
一是面向工業(yè)現(xiàn)場的生產過程優(yōu)化，通過數(shù)據(jù)分析和反饋在制造工藝、生產流程、質量管理、設備維護和能耗管理等具體場景中實現(xiàn)優(yōu)化應用；二是面向企業(yè)運營的管理決策優(yōu)化，具體場景包括供應鏈管理優(yōu)化、生產管控一體化、企業(yè)決策管理等；三是面向社會化生產的資源優(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；四是面向產品全生命周期的管理與服務優(yōu)化，具體場景主要有產品溯源、產品/裝備遠程預測性維護、產品設計反饋優(yōu)化等。
（四）市場規(guī)模
國外工業(yè)互聯(lián)網平臺市場持續(xù)呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。據(jù)專業(yè)咨詢機構統(tǒng)計：目前全球工業(yè)互聯(lián)網平臺數(shù)量超過150個，通過平臺接入的機器設備數(shù)量達26億件，到2021年將超過100億件，年均復合增長率為25%；2017年全球工業(yè)互聯(lián)網平臺市場規(guī)模為25.7億美元，2018年達到了32.7億美元，預計2023年將增長至138.2億美元，預期年均復合增長率33.4%。
國內各類型平臺數(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備數(shù)量達到59萬臺。我國工業(yè)互聯(lián)網平臺活躍在裝備、自動化、工業(yè)軟件、信息技術和制造企業(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)網平臺建設均處于起步階段。美國工業(yè)知識經驗軟件化、平臺化能力處于全球領先地位，通過強化基于平臺的網絡、數(shù)據(jù)、軟件、系統(tǒng)集成應用，推動制造與服務的松耦合，催生網絡化、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)網平臺。德國工業(yè)積淀深厚，以制造業(yè)主導互聯(lián)網為主流發(fā)展路徑，主張利用互聯(lián)網推進技術、工藝、流程、設備的效能優(yōu)化，促進價值鏈體系重構和持續(xù)提升，西門子MindSpere工業(yè)互聯(lián)網平臺是其中的典型代表。我國工業(yè)互聯(lián)網發(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。國內工業(yè)互聯(lián)網平臺形成了以航天云網為代表的協(xié)同制造平臺、以樹根互聯(lián)為代表的產品全生命周期管理服務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)網平臺在發(fā)展中各具優(yōu)勢和特點，中美IaaS基礎設施能力較強，正從互聯(lián)網行業(yè)向其他行業(yè)擴張；美德工業(yè)know-how和設備數(shù)字化基礎優(yōu)于中國；中國的互聯(lián)網生態(tài)基礎最好，SaaS應用潛力最大。（來源：揚州科技情報 編選：網經社）
