量子投研 | 工业互联网行业深度研究报告

2019.06.10

第一节  工业互联网介绍

一、概念

工业互联网不是“工业的互联网”,而是“工业互联的网”,是指连接万千工业设备的平台,是IoT面向工业领域的一个分类。

工业互联网的官方定义:工业互联网是链接工业全系统、全产业链、全价值链,支撑工业智能化发展的关键基础设施,是新一代信息技术与制造业深度融合所形成的新兴业态和应用模式,是互联网从消费领域向生产领域、从虚拟经济向实体经济拓展的核心载体。

二、发展和现状

(一)全球工业互联网的起源和发展

2012年,美国通用电气GE公司提出了工业互联网的概念,希望通过工业设备与IT相融合,目标是组合高性能设备、低成本传感器、互联网、大数据收集及分析技术等要素,大幅提高现有产业的效率并创造新产业。在2012年11月,GE发布的《工业互联网——打破智慧与机器的边界》报告中,重点讨论了“旋转设备”, “旋转设备”包含全球的43,000台商用喷气机发动机、全球62,500个发电厂中的12,000个大型旋转设备和至少200,000小型旋转设备、机车行业的超过220万个旋转设备、炼油厂中的4,500个大型旋转系统以及52,000台CT扫描仪等,并于2013年推出工业互联网平台——Predix。

GE工业互联网业务发展概括起来共分为三个步骤:GE For GE、GE For Customers、GE For World。第一步,公司自己为了减少不必要的影响航空公司正常运营的维护成本(GE For GE),而在出厂的每台航空发动机上安装了各种传感器,监测发动机运行状态;第二步,在采集了足够多的数据后,通过大数据分析技术为航空公司提供运维管理、运力保证、运营优化和财务计划的整套解决方案,即GE For Customers;第三步,GE已经从自身企业的“纵向集成”、面向产品生命周期的“端到端集成”,转变为基于生态的“横向集成”,即GE For World,并希望能就此“重新定义制造业”。但由于每一个行业属性不同,差异较大,GE Predix的骤然转变,不能很好的兼容各个行业的差异,并忽略了“旋转设备”的初衷,使得GE Predix 业务发展速度和规模不达预期,导致财务上持续亏损,GE不得不将其从上市公司公司剥离,作为非上市公司继续征战工业互联网。

继GE推出工业互联网之后,IBM、西门子、NEC等巨头开始重点布局该领域,搭建自己的工业互联网平台。西门子与GE技术路径迥然不同,其倾向于在深耕专业领域的基础之上,借助IT与网络技术为客户打造数字化解决方案,而非像GE那样,将主要精力用于打造适用于所有领域的通用系统平台上。2016年4月,西门子推出了基于云的开放式物联网操作系统MindSphere。

美国创业公司UPTAKE,是2014年成立的物联网公司,Uptake的创始人是BradKeywell和EricLefkofsky,其中Lefkofsky曾是美国团购鼻祖Groupon的早期投资人兼董事长,机械大亨Caterpillar是UPTAKE的早期用户,2015年估值超10亿美金,被福布斯评为“2015年最热创业公司”, 2016年收入超过1亿美金, 2017年融资1.17亿美金,估值达到了23亿美金。

(二)中国工业互联网的发展和现状

2008年金融危机波及全球,中国经济受到很大的影响,2008-2009年中国工业增加值增速开始大幅放缓;2010-2011年在“四万亿”刺激下,工业增加值迎来短暂的“春天”但是很快就开始持续下行,近三年来增速大致维持在在6%上下小幅波动。中国制造业发展速度放缓,进入瓶颈期,急需转型升级,推动信息化与工业化深度融合,为产业发展提供新动力。

随着我国经济发展逐渐进入新常态,原本依靠人口红利进行规模扩张的粗放发展模式难以为继。过去我国制造业发展高度依赖人口红利,以低廉的劳动力压低制造成本从而获得大量订单。随着老龄化进程的加剧,中国15岁及以上就业人口占劳动人口比重不断下降(2005年、2015年分年龄男女人口结构,以及预测2025年、2035年份年龄男女人口结构图如下图所示),用工成本不断上升,人口红利正在逐渐消失。长远来看,人力成本将继续提高,企业依靠信息化、自动化技术,降低生产成本意义重大。

新一代信息技术和制造业的第一次深度融合,产生了工业互联网,其对于当下中国制造业意义重大。

2017年11月,国务院印发《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,将我国工业互联网的发展分为三个阶段。

1、到2025年,覆盖各地区、各行业的工业互联网网络基础设施基本建成,工业互联网标识解析体系不断健全并规模化推广,基本形成具备国际竞争力的基础设施和产业体系。

2、到2035年,建成国际领先的工业互联网网络基础设施和平台,工业互联网全面深度应用并在优势行业形成创新引领能力,重点领域实现国际领先。

3、到本世纪中叶,工业互联网创新发展能力、技术产业体系以及融合应用等全面达到国际先进水平,综合实力进入世界前列。

在中国,来自不同行业的行业巨头都加入了工业互联网的角逐。

其一是传统的生产制造企业,以三一树根互联,航天云网、海尔数字科技、徐工信息、美的美云智数等企业为代表。

2017年2月,工业互联网峰会上,树根互联技术有限公司以“机器驱动世界”为主题,发布了其工业互联网平台- 根云(RootCloud)。作为面向工业企业的物联网应用与开发平台,根云提供了从硬件接入、大数据分析到金融服务的端到端解决方案。

2017年4月,汉诺威工业博览会海尔现场展出了一条互联工厂示范线,并向全球发布了COSMOPlat工业互联网平台,是用户驱动来实现大规模定制的平台。用户可以全流程参与产品交互、设计、采购、制造、物流、体验和迭代升级等环节。

2017年6月,航天云网推出了工业互联网平台INDICS,在IaaS层自建数据中心,在PaaS层提供工业PaaS服务,以及面向开发者的公共服务组件库和200多种API接口,支持各类工业应用快速开发与迭代。

无独有偶,美的美云智数也将自己定位为工业互联网解决方案提供商。此外,36天“闪电”登录A股市场的工业富联更是将自己打造成“工业互联网第一股”。

其二是互联网企业。以阿里为代表,2017年3月,阿里云发布ET工业大脑平台,通过数据、算法对传统的工业生产线进行智能化改造,ET工业大脑在协鑫的工厂里,通过分析上千个参数,来优化光伏切片的精密工艺。

其三是IT企业。用友、浪潮、华为为代表的IT企业也不甘落后,2017年8月,用友面向智能制造推出“精智”用友工业互联网平台,从PaaS和SaaS发力,与底层硬件伙伴合作,通过打通生产现场人、物、设备与信息系统,助推企业智能制造转型;浪潮于2017年推出M81工业互联网平台,以云和数为核心,从数据采集层、云支撑平台层、大数据处理与应用开发平台层、应用服务层四个层面,提供IaaS、PaaS、SaaS一体化工业互联网服务,助力企业数字化转型。

截止2019年4月,根据不完全统计,中国国内至少涌现出了269个工业互联网平台,工业互联网发展势头迅猛。但国内不少平台在核心能力与生态建设上与国际巨头存在着较大的差距。

第二节  工业互联网行业分析

一、所属行业和法规

(一)行业监管体制

1、行业监管体制及主管部门

所属行业的主管部门主要为工信部。工信部主要负责研究拟定信息化发展战略、方针政策和总体规划;拟定本行业的法律、法规,发布行政规章;组织制订行业的产业政策、产业规划,组织制订行业的技术政策、体制和标准等,并对行业的发展方向进行宏观调控。

2、行业协会及其他组织

行业协会为工业互联网产业联盟,联盟是在工业和信息化部的指导下,2016年2月1日由工业、信息通信业、互联网等领域百余家单位共同发起成立工业互联网产业联盟。

(二)行业主要法规及政策

2015年发布《国务院关于积极推进“互联网 +”行动的指导意见》提出推动互联网与制造业融合,提升制造业数字化、网络化、智能化水平,加强产业链协作,发展基于互联网的协同制造新模式。

2016年出台《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》,提出充分释放“互联网+”的力量,改造提升传统动能,培育新的经济增长点,加快推动“中国制造”提质增效升级,实现从工业大国向工业强国迈进。

2017年,国务院正式发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,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。

2018年5月,工业和信息化部关于印发《工业互联网APP培育工程实施方案(2018-2020年)》,到2020年,培育30万个面向特定行业、特定场景的工业APP,全面覆盖研发设计、生产制造、运营维护和经营管理等制造业关键业务环节的重点需求。

2018年6月,工业和信息化部印发了《工业互联网发展行动计划(2018-2020年)》和《工业互联网专项工作组2018年工作计划》,到 2020 年底,初步建成工业互联网基础设施和产业体系。

2018年7月,工业和信息化部印发了《工业互联网平台建设及推广指南》和《工业互联网平台评价方法》。指南提出,到2020年,培育10家左右的跨行业跨领域工业互联网平台和一批面向特定行业、特定区域的企业级工业互联网平台。

2018年12月,工业和信息化部关于印发《工业互联网网络建设及推广指南》,旨在加快建立工业互联网平台体系,加速工业互联网平台推广。

二、工业互联网产业链

工业互联网产业链较长,上游通过智能硬件实现工业设备数据的收集;中游为工业互联网平台;下游为工业企业客户,任何单一层次或企业无法实现产业链通吃。

(一)上游

硬件设备。上游设备厂和软件商主要是提供平台所需要的智能硬件设备和软件,支持数据采集、存储、分析和开发。需要的硬件设备主要包括各类传感器、工业级芯片、 控制器、智能网关、智能机床、工业机器人。

(二)中游

工业互联网平台。从架构看,工业互联网分为边缘层、IaaS 层、PaaS 层和 SaaS 层。具体如下。

1、边缘层(即工业大数据采集过程)是工业互联网发展的基础。

2、IaaS 层主要解决的是数据存储和云计算,涉及到的设备如服务器、存储器等。

3、PaaS 层提供各种开发和分发应用 的解决方案,如虚拟服务器和操作系统。

4、SaaS 层主要是各种场景应用型方案,如工业 APP 等。

工业互联网平台中代表性的公司,见下图所示。

综上,工业互联网产业发展涉及多个层次、不同领域的多类主体。云计算、数据管理、数据分析、数据采集与集成、边缘计算五类专业技术型企业为平台构建提供技术支撑。装备与自动化、工业制造、信息通信技术、工业软件四大领域内领先企业加快平台PaaS层的布局。垂直领域用户和第三方开发者通过应用部署与创新不断为平台注入新的价值。

(三)下游

典型应用场景的工业企业。当前最有潜力上云的工业设备企业包括五类:一是高耗能设备,如炼铁高炉、工业锅炉等设备;二是通用动力设备,如柴油发动机、大中型电机、大型空压机等设备;三是新能源设备,如风电、光伏等设备;四是高价值设备,如工程机械、数控机床、燃气轮机等设备;五是仪器仪表等专用设备,如智能水表和智能燃气表等。

三、工业物联网市场容量

根据全球第二大咨询公司MarketsandMarkets最新调查报告显示,2018年全球工业物联网市场规模约640亿美元(中国大约266亿美金,2018-2023年每年增速15.5%),预计将在2023年成长至914亿美元,2018年-2023年的五年间复合年成长率(CAGR)为7.39%。

四、工业互联网平台竞争现状

(一)工业互联网平台参与企业种类

工业互联网平台企业主要有以下四类:

一是装备与自动化企业,从自身核心产品能力出发构建平台,如 GE、西门子、ABB、和利时等。

二是生产制造企业,将自身数字化转型经验以平台为载体对外提供服务,如三一重工(树根互联)、海尔(COSMOPlat)、航天科工(航天云网)等。

三是工业软件企业,借助平台的数据汇聚与处理能力,提升软件性能,拓展服务边界,如 PTC、SAP、Oracle、用友等。

四是信息技术企业,发挥IT技术优势将已有平台向制造领域延伸,如 IBM、微软、华为、思科等。详见下表所示。

序号

企业类型

企业名称

平台名称

1

装备与自动化企业

GE

Predix

2

装备与自动化企业

ABB

Ability

3

装备与自动化企业

西门子

MindSphere

4

装备与自动化企业

和利时

Hia Cloud

5

生产制造企业

树根互联

根云

6

生产制造企业

海尔集团

COSMOPlat

7

生产制造企业

航天科工

INDICS

8

生产制造企业

徐工集团

Xrea

10

生产制造企业

富士康

BEACON

11

工业软件企业

PTC

Thingworx

12

工业软件企业

SAP

Leonardo

13

工业软件企业

Oracle

Oracle

14

工业软件企业

索为

SYSWARE

15

信息技术企业

阿里

ET工业大脑

16

信息技术企业

用友

精智

17

信息技术企业

IBM

IBM

18

信息技术企业

微软

Azure

19

信息技术企业

华为

智造云

20

信息技术企业

思科

思科云

(二)工业互联网平台的业务模式

综合考虑目前工业互联网平台的几种业务模式,业务范围由小至大,大致可分为三类。

第一类,工业物联网平台(IIOT,Industrial Internet of Things)。以设备联网、数据分析和应用开发为核心,特点是 PaaS层均为独立开发,开发少数通用的SaaS层应用。例如国外著名的GE Predix,PTC Thingworx,国内的树根互联等。主要构建工厂、客户、开发者的生态,目的是要打造一个通用化的类似手机生态中安卓或者IOS类似的平台,也是最具野心的模式。

第二类,工业互联网平台。在工业物联网平台基础上,将工厂各种相关运营、管理的云服务都纳入进来,实现了产品全生命周期运维的上云化。富士康BEACON是此类的代表,生态中增加了企业上下游各种合作伙伴,首要是服务企业自身业务。

第三类,综合性工业互联网平台。在工业互联网平台基础上,增加了工业B2B对接、产品个性化定制等功能,构建工厂和用户、不同企业间基于网络的大生态。航天云网、海尔数字COSMOPlat等属于这种,对于这种平台商业模式创新占比更大。

无论是什么性质的平台,平台型企业最大的优势是汇聚了大量的数据,未来是数据的时代,有了数据便有了变现数据价值的可能。

第三节  工业互联网投资策略与风险分析

一、投资策略

(一)谨慎看待工业互联网IaaS层的创业和投资

放眼全球,IaaS层市场格局基本形成,几乎全被大公司垄断,在国外基本是亚马逊AWS、微软和Google的天下,在中国市场也差不多被阿里云、中国电信、腾讯云、金山云几家巨头瓜分,云计算服务也确如几年前所说的那样,像用水、用电一样提供给众多企业,国内外巨头通过集中采购,使其的价格更便宜、反应更迅速,服务更优质,虽然近年出现了个别的数据丢失事件,但用户的习惯已逐步养成,创业公司难以在价格和服务方面提供更具有竞争力的服务,除非创业企业具备独特的资源或者技术优势,这个领域不属于创业的好方向,对于寻找投资机会也更加难,私有化部署可能还有少些机会。

(二)看好工业互联网平台型头部公司

目前,平台公司基本上出身于装备与自动化企业、生产制造企业、工业软件企业、和信息技术企业,身后“大树”可以为平台公司提供草根创业公司难以企及的市场、行业知识、资金等方面的资源,使得平台公司推出的平台在推出时,就已经是一个历经大量数据训练的平台,可以直接复制到其他客户,为客户提供商业价值,如果单凭几位创始人的教育和职业经历,从技术上完成一个完整PaaS平台的开发和持续迭代,并在市场上获得龙头客户的青睐,几乎不可能。我们认为,未来在工业领域平台型企业想要占有一席之地,有几点不可或缺:其一,平台应该有明确的定位,鉴于GE的经验,全行业全品类通用型平台的搭建还为时尚早,特定或同类别的行业解决解决方案,是现阶段开拓市场的有效途径;其二,具有独立的数据获取能力,有数据才能变现,未来一定是数据为王。其三,具备相当的行业知识,服务好平台中的客户,让客户付费的同时真正获得价值。其四,稳定可持续的盈利模式,不依赖于政府的政策或者补贴。其五,平台需要能同时保持一定的独立性和客观性,有利于其在产业类横向拓展。

(三)重点关注工业互联网SaaS层的创业

SaaS层的创业方向众多,每个行业客户的痛点也大多不同,且亟需解决,市场需求巨大。SaaS层的初期投入也不会像PaaS层创业那么巨大,每一个客户也都可以快速形成收入,所以公司在细分领域知识的深度尤为关键,未来对于资深的行业专家个人无论创业或者知识变现都是很好的机会,未来工业互联网类似IOS和安卓的生态一旦形成,SaaS层的创业机会将一直持续数十年甚至更久,和手机APP服务个人消费者类似,SaaS APP服务于企业客户。

(四)工业互联网行业在质疑中前行,趋势不容置疑

工业互联网是制造业变革与数字经济发展实现历史性交汇的产物,无论从全球乃至国内对于传统制造业产业升级带来的效应明显,虽然目前市场仍处于客户教育阶段,但是价值已初步显现,主要分为几个方面,其一是直接大大减少客户在维保方面的费用支出,其二是使用大数据和人工智能技术对物联设备进行能源优化和健康管理等,其三,为客户提供全天候、全路径设备运行转态,其四、对设备故障进行事前预判,大大减少设备运行的中断时间,其五是在为银行、保险等金融机构提供技术支持,。大趋势不容置疑。

二、风险分析

(一)制造业基础设施建设水平参差不齐

当前,我国制造业企业的信息化和自动化建设水平参差不齐。有的停留在自动化阶段、有的停留在信息化阶段,在谈工业互联网时其实还有很多铺垫的工作要做。另外,工业网络标准、技术等标准很多,做到互通仍需时间。

(二)政府政策对行业的影响

2018年至今的工业互联网“热”和中央和地方政府的政策和资金补贴支持密不可分,据测算,中央和地方每年补贴总金额预计在1300亿左右,部分种子客户的获得和政府补贴有关,未来政府降低或者停止补贴,可能会影响工业上云客户的持续使用意愿,继而对工业互联网产业链中的企业的业绩造成较大影响。

(三)发生数据安全事件对行业的影响

2018年某云计算服务商出现了数据丢失事件,虽然后来得以解决,但是对广大客户使用云服务的信心产生了影响,未来若发生较大或者多次数据安全事件,势必会影响整个行业上云的发展。

附录

参考文献

1、2017年工业互联网平台白皮书工业互联网联盟

2、GE折戟工业互联网的启示 新华网客户端赵敏 朱铎先

3、初创企业一举成为独角兽 Uptake的秘诀是什么中国智能制造网

4、中国制造新力量智能制造之先进制造研究报告 亿欧 崔粲

5、我国工业互联网的发展分为三个阶段,国家政策大力扶持 电子发烧友

来源:杨威 梅术强 陈俊希


(文章来源:鼎兴量子微信公众平台)