一、什么是工业互联网?
工业互联网是智能制造的基础设施,内涵是用信息化的手段和方式,帮助工业企业完成智能转型升级,本质是用数据模型为企业提供服务。根据2017年工信部《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,我国将工业互联网的发展概括为三大体系,即:网络、平台和安全。网络是基础,平台是核心,安全是保障。从这个角度来看,工业互联网不是一个技术、一种模式,是从工业角度出发的结合各种各样现代化技术的综合体系。工业互联网是制造业转型升级的必然选择。
二、受益5G建设,工业互联网需求旺盛,有望保持较高增速
5G提升工业互联网性能,加速行业发展。5G时代,工业互联网需求得以满足:网络流量的快速增长使传统网络架构不堪重负,工业互联网对网络的延迟、流量和连接数等性能又提出了更高的需求。5G定义eMBB(增强移动宽带)、URLLC(低时延高可靠)、mMTC(海量大连接)三大场景,以上问题将迎刃而解。9 月20 日国新办发布会工信部部长苗圩表示5G 应用场景80%将在工业互联网领域,预计将对相关投资机会产生催化。
从行业角度看,我国2013 年工业互联网市场规模为207亿,2015年规模为2800亿,2017年规模为5700亿,按每年18%的复合增长率,预计2020年市场将达到近万亿元的规模。从增长率来讲,2018-2020 年我国工业互联网将实现快速增长。
事实上,根据中国信通院的调查,目前工业企业对于数据资产管理的重要性已经形成了一定的认识,98.6%的工业企业都认为数据管理工作值得投入,且已有87.8%的企业开始投入或正在规划数据管理相关的工作。工业企业开展数据资产管理工作,60.7%的驱动力均来源于内部的业务需求,现阶段需求最大的技术工具集中在大数据处理(44.59%)、数据管理(44.59%)和报表分析(43.24%),现阶段最大的应用需求为监控生产运营情况 (68.92%)和提升资源使用效率( 62.16%)。
三、剖析产业链,投资机会多
根据工业互联网产业联盟的定义,工业互联网平台包括边缘、平台(工业PaaS)、应用三大核心层级。第一层是边缘层:通过大范围、深层次的数据采集,以及异构数据的协议转换与边缘处理,构建工业互联网平台的数据基础。第二层是平台层:基于通用PaaS叠加大数据处理、工业数据分析、工业微服务等创新功能,构建可扩展的开放式云操作系统。第三层是应用层:形成满足不同行业、不同场景的工业SaaS和工业APP,形成工业互联网平台的最终价值。数据采集是基础,工业PaaS是核心,工业APP是关键。但实际上,工业互联网产业应该划分为边缘控制、网络连接、平台汇聚、数据应用四个层次。
1、边缘控制
数据入口,构建了工业于联网平台的数据基础。边缘控制层的实体主要包含工厂内部实现智能制造的机床、传感器、工业机器人等各类现场设备。一方面可借助传统的工业控制和连接设备,实现平台对底层数据的直接集成;一方面,运用协议解析不转换、中间件等技术兼容Modbus、CAN、Profinet等各类工业通信协议,实现数据格式转换和统一;一方面可利用新型边缘计算设备实现结果向云端平台的间接集成。线下设备线上化,线上设备互联互通开展。涉及传感器与识别、RFID、无线模组、无线传感网等通信技术。
2、网络连接
网络连接层通过公网或者专网以无线或者有线的通讯方式将信息、数据与指令在边缘计算层与平台及应用层之间传递。工业互联网的网络连接可分为有线网络和无线网络。有线网络的关键技术包括双绞线以太网、工业无源光网络PON、时间敏感型网络、确定性网络等;无线网络则包括3G、4G、5G、NB-IoT等移动通信网络。工厂内网络和工厂外网络是网络连接层的两大重要场景。工业互联网接入海量设备,数据量引爆通信服务与设备需求。
IaaS是基二虚拟化、分布式存储、并行计算、负载调度等技术,实现网络、计算、存储等计算机资源的池化管理,根据需求进行弹性分配,并确保资源使用的安全与隔离,为用户提供云基础设施服务。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、平台汇聚
平台层是指基于PaaS叠加大数据处理、工业数据分析等功能,构造满足工业实时、可靠、安全的云平台,构建可扩展的云操作系统。工业PaaS是工业互联网的核心。基于工业技术原理、行业知识、基础工艺构建的数字化模型是工业PaaS 平台的核心,平台集成的数字化模型决定了该平台支持的应用场景。主要原因是,数字化模型是知识壁垒的直接体现。工业机理复杂度越高,数字化模型开发难度越大。中国工业门类齐全,工业数据多,形成工业PaaS环境良好,但是工业数字化网络化基础薄弱,IT与OT融合度差,导致数字化模型目前很少,构建生态有待加强。
4、数据应用
数据是平台的核心资产与价值来源,数据分析、挖掘、利用的程度决定了平台的应用价值。工业SAAS(工业APP)是基于工业互联网,承载工业知识和经验,满足特定需求的工业应用软件,是工业技术软件化的重要成果。工业和信息化部日前发布的《工业于联网APP培育工程实施方案(2018—2020年)》提出,到2020年,将面向特定行业、特定场景,培育30万个具有重要支撑意义的高价值、高质量的工业于联网APP。目前国内起步晚,高端工业软件主要依赖进口。开发了少量工业APP,在数据科学研究领域有一定基础。但缺乏工业APP开发者社区。
工业互联网安全问题从实施角度可分为设备安全、控制安全、网络安全、平台安全和数据安全等几个部分。
附:推荐个股汇总
1、网络体系
东土科技:(连接层到平台层)通过智慧工厂布局5G业务,从工业自动化通信起步,已拥有自主安全以太网交换芯片,同时拓展MES以及工业物联网和CPS工业互联网操作系统(Intewell)。
汉威科技:(边缘控制到平台层)成为以传感器为核心的物联网解决方案引领者,形成了"传感器+监测终端+数据采集+空间信息技术+云应用"的系统解决方案。
紫光股份:(网络层)子公司新华三是ICT 基础设施领先企业,路由、交换机等市占率位居市场前列。
2、平台体系
科远智慧:(平台层、应用层)公司智慧能源大数据诊断工业互联网平台成功入选12家工业互联网平台解决方案试点示范平台。公司推出“科远EmpoworX工业互联网平台”,支撑企业持续改进和创新,最终实现面向智慧能源等流程型制造提供工业知识的赋能。
能科股份:(应用层)以工业互联网为核心的,公司依托西门子工业软件平台,提供软件实施服务和数字化、网络化、智能化系统解决方案。
工业富联:(平台层、应用层)转向整体解决方案的平台提供者,由制造转向服务。基于自主研发的“雾小脑”、工业云平台(Fii Cloud),构建了Micro Cloud(专业云)体系,当前已经获得政企订单。
浪潮信息:(平台层、应用层)浪潮云工业互联网平台已面向工程机械、电子信息、电力等10大行业,构建了多个领域的解决方案,成为国家级跨行业、跨领域的工业互联网八家平台之一。
东方国信:(平台层、应用层)工业互联网平台cloudiip跨十个行业应用,搭建数百个工业微服务、工业App,大数据能力核心优势成就平台层龙头。
汉得信息:(平台层、应用层)国内最早从事高端ERP实施服务的专业咨询公司之一,百度战略入股,提供基于MES、PLM、CPQ等软件平台的智能制造解决方案。
用友网络:(平台层、应用层)核心工业Knowhow从平台层实现制造过程的全生命周期管理。用户积累、生态基础、产品力、云研发等体现工业互联网平台优势。
3、安全体系
中新赛克:(安全层)作为5G后周期核心标的,将充分受益于各行业流量爆发;工控安全是工业互联网重要保障,通过流量分析实现工业安全事件的溯源取证,安全经验与客户导入,产品在相关部门及工业企业初步应用。
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