工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)趨勢將給制造業(yè)帶來哪些紅利？ —— 文章正文2017-02-12

    制造業(yè)升級的重要目的是為了效率提升，而長期以來效率問題更多地出現(xiàn)在系統(tǒng)層面，而不僅是個體機器層面，機器的能力并沒有充分發(fā)揮。而目前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用為系統(tǒng)優(yōu)化、效率大幅提升帶來可能。對應(yīng)國內(nèi)的情況，由于低端產(chǎn)能過剩，生產(chǎn)企業(yè)效率提升也還是解決不了需求的問題，因此趨勢紅利應(yīng)該是流向掌握數(shù)據(jù)入口以及應(yīng)用平臺型企業(yè)。

    繼零售、金融端，互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)向工業(yè)端滲透已漸到來

    過去20年互聯(lián)網(wǎng)主要改變了消費者的行為，未來隨著虛擬化、信息化程度的加深，將進入產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的時代。我們認為互聯(lián)網(wǎng)對于工業(yè)端，尤其是重工業(yè)資產(chǎn)端的改造是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。自2012年GE提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念以來，IBM、西門子、華為等巨頭也相繼布局。美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)較德國“工業(yè)4.0”的核心區(qū)別在于，其主張從工業(yè)大數(shù)據(jù)等軟件端入手，向傳統(tǒng)制造業(yè)硬件端滲透，進行資產(chǎn)優(yōu)化和運營優(yōu)化，提高產(chǎn)業(yè)效率，我們認為該發(fā)展路徑可能更適合當(dāng)下供給側(cè)改革背景下的傳統(tǒng)機械制造業(yè)改造升級。

    大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動制造業(yè)服務(wù)化是未來趨勢

    制造業(yè)服務(wù)化的關(guān)鍵在于設(shè)備的數(shù)據(jù)化，大數(shù)據(jù)技術(shù)對資產(chǎn)端的改造貫穿到整個制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，從機器生產(chǎn)、供應(yīng)鏈管理、商業(yè)模式創(chuàng)新到預(yù)測性維護，提升了制造端企業(yè)的附加價值，拉平了微笑曲線，奠定了制造業(yè)服務(wù)化的根基。Ericcson預(yù)計，物聯(lián)網(wǎng)將在2018年取代移動電話成為連接最多的設(shè)備；GE預(yù)測，到2020年，連入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的機器將達到500億臺；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的核心應(yīng)用，1％的效率提升，即可幫助中國石油天然氣、航空、能源等各行業(yè)節(jié)省240億美元的成本空間。

    由設(shè)備優(yōu)勢到流量優(yōu)勢，重點關(guān)注擁有工業(yè)數(shù)據(jù)入口優(yōu)勢及應(yīng)用平臺型企業(yè)

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在機械行業(yè)領(lǐng)域的投資機會包括以下兩條線索：一是由設(shè)備優(yōu)勢走向流量優(yōu)勢的工業(yè)大數(shù)據(jù)入口級企業(yè)。制造業(yè)服務(wù)化趨勢催生了對于工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用和需求，傳統(tǒng)的機器設(shè)備商有望憑借高額的市場占有率，憑借工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)入口優(yōu)勢獲取流量優(yōu)勢，進而迅速布局，重構(gòu)企業(yè)核心競爭優(yōu)勢，建議關(guān)注徐工機械、三川智慧、三一重工、匯川技術(shù)和安控科技；二是憑借工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺優(yōu)勢進行場景應(yīng)用型企業(yè)。一方面，工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以大幅提升這些微利行業(yè)的生產(chǎn)效率，進而從成本端大幅改善公司業(yè)績，另一方面，可以憑借平臺優(yōu)勢重構(gòu)傳統(tǒng)制造業(yè)的商業(yè)模式。建議關(guān)注慈星股份和華鵬飛。

    催化劑與風(fēng)險提示

    去年7月份GE向全球開放其Predix系統(tǒng)，近日徐工機械宣布與華為、阿里巴巴、中國電信聯(lián)手打造中國版的Predix系統(tǒng)，均構(gòu)成行業(yè)催化因素，建議關(guān)注后續(xù)發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推廣需要有巨頭合力來推動，單一產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)公司較難施展，且需要一定的時間；下游傳統(tǒng)制造業(yè)短期面臨需求不振和產(chǎn)能過剩等壓力，影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的普及積極性。

    1、核心邏輯

    “互聯(lián)網(wǎng)＋”向零售、金融、物流端的滲透相繼發(fā)生，我們認為“互聯(lián)網(wǎng)＋”對工業(yè)資產(chǎn)端的改造趨勢不可逆轉(zhuǎn)。美國通用電氣（GE）2012年提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念，較德國“工業(yè)4．0”的不同之處在于其主張產(chǎn)業(yè)鏈“由軟及硬”的過程，即首先強調(diào)大數(shù)據(jù)對于工業(yè)資產(chǎn)端的改造和優(yōu)化，提高產(chǎn)業(yè)效率，在石油天然氣、航空、醫(yī)療、能源等領(lǐng)域都有重要的推廣價值。在國內(nèi)“工業(yè)4．0”的一片熱潮中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的路徑對國內(nèi)機械制造業(yè)升級帶來的投資機會也應(yīng)起到足夠的重視，站在機械行業(yè)尤其是重資產(chǎn)行業(yè)的視角，我們對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的重資產(chǎn)行業(yè)新機遇做出思考。

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)將重構(gòu)重資產(chǎn)行業(yè)的價值。這是因為，第一：工業(yè)4．0的“由硬到軟”的思路可能并不適合目前國內(nèi)很多傳統(tǒng)的制造業(yè)，尤其是重資產(chǎn)行業(yè)，比如工程機械、油氣裝備行業(yè)等，重資產(chǎn)行業(yè)的設(shè)備升級代價極高；第二，制造業(yè)服務(wù)化是傳統(tǒng)機械制造業(yè)尤其是重資產(chǎn)行業(yè)的合理路徑。這其實就是GE所倡導(dǎo)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念的精髓，制造業(yè)服務(wù)化的關(guān)鍵在于設(shè)備的數(shù)據(jù)化與智能化，是一個“由軟及硬”過程。“大數(shù)據(jù)＋物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)對工業(yè)資產(chǎn)端的優(yōu)化機制在于通過實現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)互通，從全產(chǎn)業(yè)鏈入手，提升制造端的附加值，拉平了制造業(yè)價值鏈的微笑曲線。因此，大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)等先進技術(shù)對于重資產(chǎn)行業(yè)的改造，在國內(nèi)外已達成共識，是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。據(jù)賽迪顧問的研究，國內(nèi)目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的市場空間近兩千億，“十三五”期間年復(fù)合增長率預(yù)計在25％左右；Ericcson預(yù)計，物聯(lián)網(wǎng)將在2018年取代移動電話成為連接最多的設(shè)備；據(jù)GE預(yù)測，到2020年，連入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的機器將達到500億臺。邏輯已顯現(xiàn)，趨勢已到來。

    基于以上邏輯，立足機械行業(yè)的視角，從商業(yè)切入點和經(jīng)濟驅(qū)動力角度，我們建議重點關(guān)注納入GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在機械行業(yè)領(lǐng)域的投資機會包括以下兩條線索：一是由設(shè)備優(yōu)勢走向流量優(yōu)勢的工業(yè)大數(shù)據(jù)入口級企業(yè)。制造業(yè)服務(wù)化趨勢催生了對于工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用和需求，傳統(tǒng)的機器設(shè)備商有望憑借高額的市場占有率，憑借工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)入口優(yōu)勢獲取流量優(yōu)勢，進而迅速布局，重構(gòu)企業(yè)核心競爭優(yōu)勢，建議關(guān)注徐工機械、三川智慧、三一重工、匯川技術(shù)和安控科技；二是憑借工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺優(yōu)勢進行場景應(yīng)用型企業(yè)。一方面，工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以大幅提升這些微利行業(yè)的生產(chǎn)效率，進而從成本端大幅改善公司業(yè)績，另一方面，可以憑借平臺優(yōu)勢重構(gòu)傳統(tǒng)制造業(yè)的商業(yè)模式。建議關(guān)注慈星股份和華鵬飛。

    2、互聯(lián)網(wǎng)向工業(yè)滲透不可逆轉(zhuǎn)

    互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)向零售、金融、物流等領(lǐng)域的滲透已經(jīng)成為事實，向工業(yè)領(lǐng)域滲透也是不可阻擋的趨勢。以GEPredix為代表的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過促成人、設(shè)備以及數(shù)據(jù)的無縫協(xié)作，用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段實現(xiàn)對生產(chǎn)和物流的精密控制，從各個環(huán)節(jié)進行資產(chǎn)優(yōu)化和運營優(yōu)化，重新塑造整個制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)數(shù)字（軟件）世界和物理（機器）世界的融合，是這個趨勢到來的有力佐證。

    （一）從“雙十一”看互聯(lián)網(wǎng)對零售業(yè)的滲透

    自2010年以來，以阿里巴巴、京東等移動電商平臺為代表的網(wǎng)絡(luò)零售市場交易規(guī)模連續(xù)高速增長，互聯(lián)網(wǎng)對終端零售業(yè)的滲透和改造已經(jīng)歷了若干年頭，增勢相對放緩，但增量依舊大為可觀。微觀視角看，今年“雙十一”的銷售額數(shù)據(jù)再創(chuàng)新高，阿里巴巴旗下平臺總交易規(guī)模達1207億，同比增長32．32％；從網(wǎng)絡(luò)零售行業(yè)交易規(guī)?？矗?015年交易規(guī)模達到39841億元，同比增長41．56％，保持了穩(wěn)定高速增長態(tài)勢。在我國社會消費品零售總額增速由2010年的18．40％放緩至2015年10．07％的大背景下，互聯(lián)網(wǎng)新零售業(yè)態(tài)成為我國消費升級的新動力，由此，互聯(lián)網(wǎng)對零售業(yè)的滲透可以管中窺豹。

    （二）電商零售端暴漲倒逼物流智能化升級

    對于新零售業(yè)態(tài)下的電商平臺企業(yè)，更高的物流效率是其核心競爭力之一。來自網(wǎng)絡(luò)零售端強大的快遞分揀需求倒逼物流行業(yè)進行智能化改造。據(jù)中國物流技術(shù)協(xié)會的研究表明，國內(nèi)自動化物流倉儲系統(tǒng)市場規(guī)模由2001年的30億到2015年的583億元，年復(fù)合增長率達到24％，預(yù)計未來三年仍將保持20％以上的年增長速度，到2018年市場規(guī)模將超千億。自動化立體倉庫、智能分揀、智能輸送機等智能物流裝備行業(yè)景氣度繼續(xù)提升。

    （三）從Predix看互聯(lián)網(wǎng)向工業(yè)領(lǐng)域滲透

    趨勢一旦形成，就不會輕易改變?；ヂ?lián)網(wǎng)對于零售端、物流端滲透相繼發(fā)生，對于資產(chǎn)端的改造也將成為必然的趨勢，我們認為中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的本質(zhì)是對更高產(chǎn)業(yè)效率的追求，智能化是手段，高產(chǎn)業(yè)效率是目的。繼零售、金融、物流等領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)改造之后，互聯(lián)網(wǎng)＋浪潮的下一個風(fēng)口是工業(yè)領(lǐng)域，尤其是重資產(chǎn)工業(yè)領(lǐng)域，互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)向工業(yè)領(lǐng)域的滲透是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念是GE在2012年提出來的，本質(zhì)是物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，提高產(chǎn)業(yè)效率，在德國叫“工業(yè)4.0”，在國內(nèi)叫做“中國制造2025”。美國的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和德國的“工業(yè)4．0”在產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的重點有一定區(qū)別，市場普遍關(guān)注兩者切入點的差異，而忽視兩者的互補性，在國內(nèi)“工業(yè)4．0”一浪高過一浪的呼聲中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的理念及對應(yīng)的邏輯也應(yīng)得到足夠的重視。

    1、提出與發(fā)展：GE引領(lǐng)發(fā)展，巨頭搶灘入局

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提出的背景。通用電氣迫于美國乃至全球金融監(jiān)管壓力，宣布實施“去金融化”和“回歸工業(yè)”戰(zhàn)略，公司全球總裁杰夫?伊梅爾宣布到2018年將金融業(yè)務(wù)利潤占比削減至10％，而2014年，這一比例還超過40％，世界經(jīng)濟脫虛入實，回歸制造業(yè)，是共識，也是大背景。

    從概念提出到年收入10億美元，只用了兩年?；谶@一戰(zhàn)略，GE最早在2012年提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的概念。2013年，GE開始進入中國，并發(fā)布20項技術(shù)，在美國國內(nèi)完善了系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)；2014年開始進入試點期，聯(lián)合思科、IBM等成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，當(dāng)年為公司帶來10億美元的銷售收入；2015年，GE與中國電信展開戰(zhàn)略合作，宣布GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)軟件平臺與中國電信的電信基礎(chǔ)設(shè)施和增值服務(wù)對接，形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體解決方案，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在航空、醫(yī)療、能源、工業(yè)制造和其他相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用，這標(biāo)志著GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略在中國正式落地。7月7日，通用電氣宣布其Predix向全球所有公司開放。截止到2015年8月份，GE在中國已開展12個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點項目，逐步推動40多個大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用落地。據(jù)GE預(yù)測，到2020年，連入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的機器將翻番，將達到500億臺。

    Predix是一個軟件平臺，類似于電腦界的Windows操作系統(tǒng)，手機界的安卓系統(tǒng)，主要功能包括：連接物體、工業(yè)數(shù)據(jù)管理、工業(yè)數(shù)據(jù)科學(xué)、移動互聯(lián)、云計算、網(wǎng)絡(luò)安全。它負責(zé)將各種工業(yè)資產(chǎn)設(shè)備和供應(yīng)商相互連接并接入云端，并提供資產(chǎn)性能管理（APM）和運營優(yōu)化服務(wù)。根據(jù)GE官網(wǎng)披露的信息，Predix系統(tǒng)設(shè)計的理念可以概括為四個關(guān)鍵詞：機器、數(shù)據(jù)、優(yōu)化和安全。以機器為中心，利用先進的模型對收集的工業(yè)大數(shù)據(jù)進行分析和預(yù)測，實現(xiàn)資產(chǎn)優(yōu)化和運營優(yōu)化的目的，同時設(shè)置靈活安全的保障機制，對數(shù)據(jù)的權(quán)限進行管理。Predix可承載不同的工業(yè)軟件，降低了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的使用門檻兒。

    繼GE推出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之后，IBM、西門子、NEC、華為等巨頭對該領(lǐng)域都先后重點布局。IBM推出了Bluemix系統(tǒng)，西門子推出了Sinalytics系統(tǒng)，華為推出了Liteos系統(tǒng)。NEC從2011年就開始推出類似的戰(zhàn)略概念，其解決方案涉及智慧港灣、智慧機場、智慧防災(zāi)消防、智慧監(jiān)測、智慧教育、智能鐵道以及智能醫(yī)療等領(lǐng)域。近年來NEC開始涉足鋰電池、電動汽車快速充電樁、廢水處理等領(lǐng)域。比如在電動汽車領(lǐng)域，他們提供高效的數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)控、動態(tài)路徑規(guī)劃、行駛范圍、充電管理、電池狀態(tài)分析及監(jiān)控等服務(wù)；基于用戶的歷史數(shù)據(jù)，分析用戶偏好和駕駛行為，提供個性化的路徑誘導(dǎo)、節(jié)能駕駛、信息推薦等服務(wù)。

    2、最終目標(biāo)：回歸物理本原，提高產(chǎn)業(yè)效率

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與精益生產(chǎn)思想有相似之處，本質(zhì)都在于提升產(chǎn)業(yè)效率。20世紀80年代，以日本豐田為代表，正式提出精益生產(chǎn)理念，具體包括及時制生產(chǎn)、全面質(zhì)量管理、并行工程、充分協(xié)作的團隊工作方式和集成的供應(yīng)鏈關(guān)系管理等，該思想的核心在于及時制造、消滅故障、消除浪費。在精益生產(chǎn)思想的幫助下，經(jīng)過三十多年的發(fā)展，至2007年，豐田汽車銷售額達到2528億美元，凈利潤165．4億美元，相當(dāng)于美國汽車三巨頭加上德國大眾和寶馬的利潤總和。繼汽車工業(yè)取得巨大成功之后，日本的電子、計算機、飛機制造等離散制造業(yè)相繼實施了精益生產(chǎn)，取得了巨大成功。精益生產(chǎn)可以看作是制造業(yè)基礎(chǔ)性的技術(shù)。

    精益生產(chǎn)對企業(yè)能力的改善體現(xiàn)在五個方面：庫存、生產(chǎn)周期、生產(chǎn)效率、作業(yè)切換時間、投資回收期。通力公司一項對歐洲80家企業(yè)的研究發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)制造方面，通過對產(chǎn)前（采購、準(zhǔn)備）、產(chǎn)中（效率，工序間切換）、產(chǎn)后（庫存，投后管理），各環(huán)節(jié)的流程化、標(biāo)準(zhǔn)化的潛能挖掘和生產(chǎn)鏈條的無縫對接，消除各種浪費的可能，并最終實現(xiàn)降低成本、提高生產(chǎn)效率。據(jù)該研究顯示，庫存方面平均減少50％，生產(chǎn)周期方面縮短50％－70％，作業(yè)切換時間方面縮短50％，投資回收期方面縮短到少于9個月，使得最終的生產(chǎn)效率提高20％－50％。

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)深化精益制造理念，提高產(chǎn)業(yè)效率。精益制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)既有聯(lián)系也有區(qū)別，相同之處在于它們追求的都是更高的產(chǎn)業(yè)效率，區(qū)別在于精益制造更側(cè)重于使用流程規(guī)范等精益管理工具進行改進，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更側(cè)重于使用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)手段對機器的物理世界的機器本身進行改進。因此，從這個意義上講，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是精益生產(chǎn)思想的重要補充和深化。

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更側(cè)重于從設(shè)備層面提高資產(chǎn)績效，有精確性、可預(yù)測性、體系化的優(yōu)勢。從精益生產(chǎn)的原理來看，精益生產(chǎn)對每個環(huán)節(jié)進行標(biāo)準(zhǔn)化，最大程度上挖掘單一環(huán)節(jié)的改進潛力，但更多地是側(cè)重于對生產(chǎn)流程管理上的優(yōu)化，出發(fā)點是流程，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出發(fā)點是機器設(shè)備。

    （1）設(shè)備數(shù)據(jù)比經(jīng)驗更具有精確性。精益生產(chǎn)更多的是側(cè)重于使用精益管理工具，通過細節(jié)化的流程規(guī)范，降低損耗和成本，減少潛在的浪費，提高生產(chǎn)效率，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)利用機器學(xué)習(xí)等算法對收集的機器設(shè)備優(yōu)化，從維持供應(yīng)鏈運轉(zhuǎn)，到定制化生產(chǎn)，再到按時完成訂單任務(wù)，為每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供更高的預(yù)測精準(zhǔn)度。

    （2）大數(shù)據(jù)分析更側(cè)重于對未來的預(yù)測。這是大數(shù)據(jù)分析最富有魅力的地方所在，它更側(cè)重于對未來的預(yù)測，突破了精益生產(chǎn)的“歷史局限性”。以節(jié)省燃油問題為例，東方航空利用Predix平臺搜集500多臺CFM56發(fā)動機高壓渦輪葉片保修數(shù)據(jù)，結(jié)合遠程診斷紀錄和第三方數(shù)據(jù)，建立了葉片損傷分析預(yù)測模型，可預(yù)測發(fā)動機的運行情況，定制科學(xué)的重復(fù)檢查間隔，提升運營效率。

    （3）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的覆蓋。大數(shù)據(jù)對于制造業(yè)的改進可以貫穿到產(chǎn)品概念、設(shè)計、制造、供應(yīng)鏈、物流管理、市場銷售、資產(chǎn)運營、維修保養(yǎng)等一系列環(huán)節(jié)，但又不限于對單一環(huán)節(jié)的改造，通過平臺化的大數(shù)據(jù)平臺可以靈活調(diào)節(jié)和潤滑各環(huán)節(jié)之間的銜接關(guān)系，最大程度上發(fā)揮精益生產(chǎn)“一件流”的效果。

    3、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：回歸物理本原，數(shù)據(jù)重構(gòu)工業(yè)

    （一）技術(shù)要素：物聯(lián)網(wǎng)＋大數(shù)據(jù)＋人工智能

    1、物聯(lián)網(wǎng)：構(gòu)成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)構(gòu)架

    大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)構(gòu)架。在《Accenture．IndustrialInternetInsightsReportfor2015》報告中，GE將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)界定為“大數(shù)據(jù)＋物聯(lián)網(wǎng)”，其內(nèi)涵可以從以下三個方面去理解：網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，使工業(yè)數(shù)據(jù)流動無縫集成；數(shù)據(jù)是核心，包括數(shù)據(jù)的感知、采集、集成；安全是保障，構(gòu)建一個完善的安全防護系統(tǒng)。

    從聯(lián)系來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的子集，物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)構(gòu)架。物聯(lián)網(wǎng)是通過各類傳感裝置、RFID技術(shù)、視頻識別技術(shù)、紅外感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，根據(jù)需要實現(xiàn)物品互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；從結(jié)構(gòu)上看，物聯(lián)網(wǎng)包含感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，其中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是應(yīng)用層的主要應(yīng)用形式之一，其它還包括車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、智能家居等。

    從區(qū)別來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)強調(diào)以資產(chǎn)作為出發(fā)點，而物聯(lián)網(wǎng)主要強調(diào)的是通信和連接。較物聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更側(cè)重在生產(chǎn)和服務(wù)方面的應(yīng)用，涉及更高價值的設(shè)備和資產(chǎn)，如能源、運輸、工業(yè)控制，同時對運行安全有更高的要求，而普通物聯(lián)網(wǎng)更側(cè)重于消費領(lǐng)域，如智能家居；其次，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建立在工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施上，用于提升而非替代原有的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和設(shè)施。

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)遵循物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)路徑。從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)路徑來看，全面感知、可靠傳輸和智能處理構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)內(nèi)部傳導(dǎo)順序和技術(shù)特征，也揭示了該技術(shù)的發(fā)展路徑。第一步，是利用傳感器、RFID等對外界環(huán)境（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)指機器運行信息）進行感知，第二步，傳感器所獲取的信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)層實時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)云平臺上，第三步，利用云計算、數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)處理技術(shù)對海量的數(shù)據(jù)進行處理、對機器運行的狀態(tài)進行跟蹤和反饋。

    2、大數(shù)據(jù)：改造工業(yè)領(lǐng)域在國內(nèi)外已達成共識

    大數(shù)據(jù)市場規(guī)模未來五年增速可觀。根據(jù)中投顧問產(chǎn)業(yè)研究中心的研究，2015年，中國大數(shù)據(jù)市場規(guī)模達到115．9億元，增速達38％，預(yù)計2017－2021年，行業(yè)年均復(fù)合增長率為42．04％，到2021年，市場規(guī)模將達到898億元；而就全球范圍內(nèi)來看，預(yù)計2017－2021年，年復(fù)合增長率將達到40．98％，到2021年，全球大數(shù)據(jù)市場規(guī)模將達到2847億美元。

    工業(yè)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略已經(jīng)在國外工業(yè)企業(yè)達成共識。根據(jù)GE和Accenture跨行業(yè)的研究，研究范圍覆蓋中國、法國、德國、印度、南非、英國、美國等國家航空、風(fēng)能、發(fā)電等8個行業(yè)的高管，該調(diào)查中80％－90％的各行業(yè)公司主管表示大數(shù)據(jù)分析在公司中的戰(zhàn)略定位應(yīng)該處于最高優(yōu)先級或至少排進前三的戰(zhàn)略地位；從大數(shù)據(jù)方面的投資支出看，超過70％的公司用于大數(shù)據(jù)方面的技術(shù)占比在20％以上；細分行業(yè)看，航空業(yè)、風(fēng)能、制造業(yè)中大數(shù)據(jù)的戰(zhàn)略定位最高。

    大數(shù)據(jù)分析的工程流程。在使用大數(shù)據(jù)預(yù)測性分析工作流程中，經(jīng)由數(shù)據(jù)提取、輸入、處理、模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)后處理等過程后對未來狀態(tài)做出預(yù)判和決策。

    大數(shù)據(jù)分析的效果。通過大數(shù)據(jù)對制造業(yè)過程進行可預(yù)測性分析，GE提出可以通過流程改善使得生產(chǎn)能力提升20％，可靠能力提高10％，公共基礎(chǔ)設(shè)施材料消耗率降低4％，成品緩存降低30％，返工率降低20％，能源成本降低5％。

    3、人工智能：實現(xiàn)資產(chǎn)智能優(yōu)化與人機融合

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心要素包括“人－設(shè)備－數(shù)據(jù)”，“人”的因素在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的體現(xiàn)為模式識別、人工智能、機器學(xué)習(xí)等前沿技術(shù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，每一個工業(yè)企業(yè)基于算法的革新實現(xiàn)對原有生產(chǎn)模式更新的重要性甚至超過大數(shù)據(jù)本身，這里的生產(chǎn)模式更新包括對原有的生產(chǎn)和設(shè)計進行模擬，使得計算機通過智能化的算法對設(shè)備即時運行的狀態(tài)進行最優(yōu)化智能調(diào)整，進而挖掘企業(yè)生產(chǎn)效率的提升空間。

    機器學(xué)習(xí)：從維持供應(yīng)鏈管理，到定制化生產(chǎn)，再到按時完成訂單任務(wù)等產(chǎn)品全生命周期任務(wù)，機器學(xué)習(xí)算法可以為每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供更高的預(yù)測精準(zhǔn)度。

    可穿戴技術(shù)：可穿戴技術(shù)可用于工廠自動化過程中的監(jiān)測工具。HumanConditionSafety建立了一個結(jié)合可穿戴技術(shù)、人工智能和建筑信息模型（BIM）技術(shù)的平臺，為制造、能源、倉儲、建筑等行業(yè)的工人提供安全防護。XOEyeTechnologies則通過可穿戴軟硬件平臺為制造、建筑等行業(yè)提供協(xié)同工作與通信解決方案，以提高工作效率。

    （二）市場空間：大數(shù)據(jù)對制造業(yè)改善空間巨大

    1、改進機制：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對制造業(yè)價值鏈的循環(huán)

    從影響機制來看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的開放結(jié)構(gòu)使技術(shù)和信息難以壟斷，進而拉平整個工業(yè)鏈條的“微笑曲線”。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從生產(chǎn)流程、物流等多個環(huán)節(jié)對制造業(yè)價值鏈進行優(yōu)化和再造。

    在生產(chǎn)流程方面，利用機器和產(chǎn)品運行的實時數(shù)據(jù)，制造商能采用無縫連接，對產(chǎn)品的整個生命周期進行追蹤和控制?？梢詫@些數(shù)據(jù)進行預(yù)測性分析，以確定可能的設(shè)備或零部件故障，從而制定預(yù)防型維護計劃，縮短設(shè)備宕機時間，實現(xiàn)平穩(wěn)運營。生產(chǎn)流程的優(yōu)化減少了機器的使用成本，提高了生產(chǎn)效率的同時，也提高了生產(chǎn)制造端的附加價值。

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對于傳統(tǒng)重資產(chǎn)行業(yè)具有革命性意義。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從資產(chǎn)端出發(fā)，構(gòu)建工業(yè)云，逐步把設(shè)計、供應(yīng)、采購以及制造等融合在一個平臺上，實現(xiàn)制造資源的云化。基于對資產(chǎn)特別是重資產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)分析，可以提升價值鏈中制造環(huán)節(jié)的附加值，拉平工業(yè)鏈條的“微笑曲線”。

    通過拉平制造業(yè)的微笑曲線，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了價值鏈的循環(huán)。以GE為例，從工業(yè)機器數(shù)據(jù)收集出發(fā)，經(jīng)由工業(yè)云的計算，將數(shù)據(jù)分析的結(jié)果以指令的形式發(fā)送給操作人員，操作人員將根據(jù)設(shè)備運行的狀態(tài)，及時作出反饋，從而實現(xiàn)了“設(shè)備－數(shù)據(jù)－人”三者的閉環(huán)系統(tǒng)。

    2、改進空間：市場空間近兩千億，“十三五”CAGR預(yù)計在25％左右

    物聯(lián)網(wǎng)將在2018年取代移動電話成為最連接的設(shè)備。Ericcson預(yù)計物聯(lián)網(wǎng)（IoT）傳感器和設(shè)備將超過移動電話，成為2018年最大的連接設(shè)備類別，從2015年到2021年以23％的復(fù)合年增長率（CAGR）增長。2015年蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備達到4億臺，預(yù)計2021年將達到15億臺，亞太地區(qū)增長潛力最大。

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)最大的細分領(lǐng)域之一。中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模目前達到7500億元，預(yù)計未來15年將為中國創(chuàng)造1960億美元的GDP，其中制造業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域。工信部副部長懷進鵬在今年10月31日的首屆世界物聯(lián)網(wǎng)大會上指出，2015年中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到7500億元，同比增長29．31％，“十二五”期間聯(lián)合增長率達到25％。根據(jù)埃森哲的研究表明，到2030年物聯(lián)網(wǎng)能給中國帶來5000億美元的GDP累計增長，其中僅在制造業(yè)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)就可創(chuàng)造1960億美元的GDP，如果中國采取進一步措施，制造業(yè)的經(jīng)濟效益將有望達到7360億美元，對制造業(yè)累計GDP影響的分配比例為40％，比重最高。

    從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)濟效益看，未來十五年，1％的效率提高即可節(jié)省中國240億美元成本。GE公司的一份新報告《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：突破智慧和機器的界限》，假設(shè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)讓中國的特定行業(yè)生產(chǎn)率和能源效率提高1％，其潛力也能讓中國的航空、電力、鐵路、醫(yī)療、石油天然氣行業(yè)在未來十五年節(jié)省約240億美元的成本。分行業(yè)來看，如果效率提高1％，運輸業(yè)可節(jié)約20億美元的燃料成本，石油和天然氣勘探開發(fā)可節(jié)約70億美元的資本支出，醫(yī)療可節(jié)約40億美元，石油天然氣行業(yè)和燃氣發(fā)電機行業(yè)受益工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的程度最大。

    從市場規(guī)?？矗鶕?jù)賽迪顧問的研究結(jié)果，2016中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模達1896億元，同比增長27．33％，“十二五”期間，年復(fù)合增長率達到30％以上，預(yù)計在“十三五”期間，仍能保持25％左右的復(fù)合增長率。

    （三）應(yīng)用場景：重資產(chǎn)行業(yè)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

    1、石油天然氣

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在油氣領(lǐng)域中的主要應(yīng)用包括監(jiān)控油氣裝備資產(chǎn)的實時運行狀況。比如快速識別和糾正性能不佳的設(shè)備、降低可用性風(fēng)險和意外停機風(fēng)險、提高老化設(shè)備的投資回報率、提高操作員的知識和效率。該領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司包括Groundsensing公司（專注探井業(yè)務(wù)），Tachyus公司（專注提煉石油和天然氣業(yè)務(wù)）和Aptomar公司（專注防泄漏業(yè)務(wù)）、Skycatch公司（使用無人機來采集數(shù)據(jù)用于建筑工地的3D渲染）。

    2、航空

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在航空領(lǐng)域中的主要應(yīng)用包括故障檢測、預(yù)測性維護和節(jié)省燃油等。在全球范圍內(nèi)，因航班延誤給航空公司帶來的成本損失高達400億美元，其中10％的延誤與計劃外的飛機維護相關(guān)。以GE為意大利航空的服務(wù)為例，GE為其每架飛機上安裝了數(shù)百個傳感器，可以實時采集發(fā)動機的運轉(zhuǎn)情況、溫度和耗油量等數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)分析后，給出理想的操控方法，只此一項，意大利航空145架飛機一年就節(jié)省了1500萬美元的燃油成本，平均每架飛機每年節(jié)省10．34萬元美元。以此為參照，根據(jù)民航飛機資料庫整理的《2014中國內(nèi)地飛機運營情況報告》披露結(jié)果，截至2014年9月底，國內(nèi)內(nèi)地民航運營中客機總架數(shù)2198架，每年可節(jié)省的燃油成本就高達2．2738億美元。這方面的代表公司包括GE和埃森哲新成立的合資公司Taleris。

    3、生產(chǎn)與物流供應(yīng)鏈

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)與物流供應(yīng)鏈的主要應(yīng)用包括設(shè)備跟蹤、環(huán)境監(jiān)測、貨物跟蹤，以及人員跟蹤。比如該領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)公司CargoSense，生產(chǎn)的用于連接的感應(yīng)器除了跟蹤溫度、濕度、壓力和光度之外，還能監(jiān)視震動和傾斜的情況，記錄貨物在貨板或集裝箱運送途中的狀態(tài)。這方面的成功案例包括華虹IC工廠的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)協(xié)同項目，上海賽科乙烯廠等，后者引入GE本特利SYSTEM1系統(tǒng)，通過監(jiān)控汽輪機、壓縮機、泵、風(fēng)扇、熱交換機等機器的震動、溫度、流程、性能、排放等，提前發(fā)現(xiàn)并進行預(yù)測性維護，每月能節(jié)省超過220萬美元的非計劃停機生產(chǎn)損失。

    4、交通運輸

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在交通運輸行業(yè)的重要應(yīng)用在于提高運營效率。GE的新型機車Evolution里布有7公里長的導(dǎo)線和250個RFID傳感器，每小時產(chǎn)生900萬個數(shù)據(jù)點，能夠提高1英里／小時的運營效率。這每小時900萬的數(shù)據(jù)洪流從發(fā)動機中傾瀉而出，沖刷著下游的動力系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、物流體系，推動整個路網(wǎng)進行數(shù)據(jù)化蛻變，運營效率也將逐級提高。大秦鐵路引進GELocotrolDP技術(shù)，借助傳感器數(shù)據(jù)傳輸分析挖掘功能，在多個火車之間實現(xiàn)同步控制，縮短30％剎車距離和22％剎車時間，單列火車的最大運量翻了近一倍達到2萬噸。

    5、風(fēng)電

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在風(fēng)電行業(yè)的重要應(yīng)用在于提高發(fā)電量。通過安裝在風(fēng)機上的傳感器，風(fēng)場可以預(yù)測未來30分鐘的風(fēng)況，通過儲能平滑系統(tǒng)為電網(wǎng)提供可預(yù)期的穩(wěn)定功率輸出，電網(wǎng)運營商可以借此提前判斷是否需要提前補充電力。GE的PowerUp技術(shù)能夠根據(jù)風(fēng)機機組的實際情況，優(yōu)化運營參數(shù)，提升發(fā)電量5％，相當(dāng)于為風(fēng)場增加20％的利潤。

    6、醫(yī)療

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療領(lǐng)域中的主要應(yīng)用在于削減設(shè)備成本，提高手術(shù)效率。通用電氣醫(yī)療集團和美國退伍軍人事務(wù)部（VA）進行合作，開發(fā)出的一套智能系統(tǒng)能夠在少量監(jiān)督下進行手術(shù)工具的定位、分揀、遞送和消毒，包括機器人系統(tǒng)、射頻識別和計算機視覺等技術(shù)。

    4、投資主線與標(biāo)的梳理

    按照產(chǎn)業(yè)鏈來劃分，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要包括設(shè)備制造商、系統(tǒng)集成商、網(wǎng)絡(luò)運營商、平臺供應(yīng)商及用戶，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)尚處在產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的初級階段，基礎(chǔ)環(huán)節(jié)領(lǐng)域的設(shè)備制造商比如傳感器、RFID標(biāo)簽、芯片制造商等企業(yè)將率先收益。然而站在機械行業(yè)的視角，從商業(yè)切入點和經(jīng)濟驅(qū)動力角度，我們認為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在機械行業(yè)的投資機會包括以下兩條線索：

    一是由設(shè)備優(yōu)勢走向流量優(yōu)勢的工業(yè)大數(shù)據(jù)入口級企業(yè)。制造業(yè)服務(wù)化趨勢催生了對于工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用和需求，傳統(tǒng)的機器設(shè)備商有望憑借高額的市場占有率，憑借工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)入口優(yōu)勢獲取流量優(yōu)勢，進而迅速布局，重構(gòu)企業(yè)核心競爭優(yōu)勢；二是憑借工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺優(yōu)勢進行場景應(yīng)用型企業(yè)。一方面，工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以大幅提升這些微利行業(yè)的生產(chǎn)效率，進而從成本端大幅改善公司業(yè)績，另一方面，可以憑借平臺優(yōu)勢重構(gòu)傳統(tǒng)制造業(yè)的商業(yè)模式。

    5、風(fēng)險提示

    工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)短期被GE等巨頭企業(yè)壟斷，國內(nèi)一般企業(yè)缺乏與巨頭抗衡的資本和實力；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推廣需要有巨頭合力來推動，單一產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)公司較難施展，且需要一定的時間；下游傳統(tǒng)制造業(yè)短期面臨需求不振和產(chǎn)能過剩等壓力，影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的普及積極性