一文带你了解工业互联网:探究工业4.0的发展基础

2022-12-19

“十四五”期间,我国工业互联网创新发展新格局加速构建,展现出新型工业化进程的强劲动力和壮阔前景。工业软件、工业互联网以及工业互联网平台分别是什么?它们有着怎样的联系?本文从政策背景、行业生态、技术创新水平等角度进行梳理总结,一窥工业软件产业未来发展趋势与机遇。


全球工业4.0相关政策


运用工业互联网、人工智能等新兴技术推动行业数字化转型,已成普遍共识。目前全世界各国发布的战略与政策其本质都是把握国际竞争优势,抢抓数字化发展新机遇。


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全球各重点地区工业4.0相关政策


传统工业软件分类


以产业链来看,工业软件产业上游是工业软件发展的基础,包括软、硬件技术;中游为产品研发,提供解决方案;下游则是工业软件的实际应用与服务市场。


按照工业软件形式一般分为嵌入式和非嵌入式工业软件,按照工业软件应用的业务环节分类可分为研发设计类、生产制造类、运维服务类、经营管理类,目前也发展出新型工业软件类型。


当前,国内工业软件在生产管理、运维服务和经营管理等领域借助本土化优势发展较好,但在研发设计类工业软件方面,国内工业软件存在技术薄弱和空白,与国外厂商存在较大差距。


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传统工业软件分类


工业软件与工业互联网


工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态,是第四次工业革命的重要基石,与工业软件处于长期共存的状态,包括网络、平台、数据、安全四大体系。


目前工业互联网市场的三条主线分别是:5G、AI、IoT技术的工业应用;工业全环节数据的收集、汇集和利用;工业企业IT架构向云端的迁移。由以上三条主线发展出工业互联网的7大子市场,并且均是相对热门的增量市场,不同子市场的市场发展空间、阶段、参与厂商各不相同,产品形态与边界较为模糊,行业处在成长期,机遇与挑战并存。

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工业互联网7个子市场


工业互联网平台


工业互联网平台是工业互联网重点市场之一。根据中国工业互联网研究院调研分析,工业互联网平台在全球呈现美国、欧洲、亚太地区三大集聚格局。欧洲依托制造业自动化基础,发展平台生态,而亚太地区基于庞大的市场需求,探索平台新模式。加之新兴技术的不断创新突破,推动与工业互联网平台加速融合,实现一系列创新应用。Gartner预测,到2025年,工业互联网平台将在分布式、轻量化方向加速发展。


中国工业互联网生态


中国工业互联网以“综合型+特色型+专业型”平台体系为主。工业互联网平台将数字技术与行业特有的知识、经验、需求相结合,加速工业机理模型的汇聚沉淀,催生出平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理六大新模式。截至2022年第二季度,开展网络化协同和服务型制造的企业比例分别达到了39.5%和30.1%,有效促进实体经济降本、提质、增效发展。



市场规模


根据中国工业互联网研究院的数据,2021年,我国工业互联网产业增加值规模突破4万亿元,占GDP比重达3.58%,名义增速达到14.53%,高于GDP增速。预计2022年规模将达到4.45万亿元。


在建筑业,据中国工业互联网研究院测算,2021年工业互联网带动建筑业的增加值规模为35.97亿元,名义增速达到10.62%,预计2022年增加值规模为38.5亿元。


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工业互联网带动建筑业发展情况

(数据来源:中国工业互联网研究院)



知识产权


随着工业互联网深入发展,工业互联网网络技术边界不断融合、专利布局持续深化、应用推广分级分业推进。据中国工业互联网研究院不完全统计,2013-2021年,在全球主要国家/地区专利局专利数据中,工业互联网简单合并同族专利数据申请量超过3000个,其中,约70%为发明专利,专利授权比例超过90%。从总体看,全球专利申请的年均增速持续增长,年均增速超过20%。从主体看,洛克威尔、STRONG FORCE、西门子、东土科技等传统工控企业专利申请量位居前列,美国企业高价值专利持有比例相对较高。


在工业网络连接方面,美国占据专利申请的 50%以上,同时在 OPCUA、Handle、TSN、传感器、无线电、无源光网、切片技术领域具有领先优势。中国在5G、工业以太网专利申请具有领先优势。2021年,我国5G标准必要专利声明数量位列全球首位。


根据国家知识产权局统计,截止到2022年12月,全国工业软件产业申请专利总量共702件,其中申请发明专利613件,申请实用新型专利73件,申请外观设计专利4件。自2013年以来,工业软件产业专利申请量连年递增,可见相关技术创新正处于蓬勃发展阶段。


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全国工业软件授权发明专利词云图

(图片来源:上奇研究院)


参考文献:

[1]杜雁泽, 崔粲. 工业软件与工业互联网发展趋势[EB/OL]. [2022.12.13].

[2]IDC. 中国工业互联网市场发展[EB/OL]. [2022.12.13].

[3]中国工业互联网研究院. 全球工业互联网创新发展报告[EB/OL]. [2022.12.13]. https://www.china-aii.com/achievements?id=754ae9ca-9f42-46f4-9f1d-2a7bc7b28936&ty=2.

[4]中国工业互联网研究院. 中国工业互联网产业经济发展白皮书(2022年)[EB/OL]. [2022.12.13]. https://www.digitalelite.cn/h-nd-5387.html


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