工业互联网垂直行业应用报告 （ 2019 版） 工业 互联网产业联盟 （ AII） 2019 年 2 月 目 录 前言 . 1 1 轻工家电行业工业互联网实践 . 1 1.1 行业基本情况及生产特点 . 1 1.2 行业对工业互联网实施的业务需求 . 3 1.3 细化应用场景一：用户交互体验 . 4 1.4 细化应用场景二：异常的及时响应和知识库 . 6 1.5 细化应用场景三：海尔互联工厂 . 8 1.6 细化应用场景四：设备的全周期物联生态解决方案 . 10 1.7 细化应用场景五：海尔 COSMOPlat 大规模定制 . 11 2 工程机械行业工业互联网实践 . 16 2.1 行业基本情况及生产特点 . 16 2.2 行业对工业互联网实施的业务需求 . 18 2.3 细化应用场景一：供应链协同创新应用 . 19 2.4 细分应用场景二：离散制造智能工厂 . 26 2.5 细化应用场景三：产品全生命周期智能服务 . 31 2.6 细化应用场景三：工业互联网 +保险创新应用 . 35 3 电子信息行业工业互联网实践 . 38 3.1 行业基本情况及生产特点 . 38 3.2 行业对工业互联网实施的业务需求 . 40 3.3 细化应用场景一：设备健康管理 . 43 3.4 细化应用场景二：人机协同一体化 . 46 3.5 细化应用场景三：生产过程质量追溯 . 49 3.6 细化应用场景四：生产质量智能管理 . 51 4 钢铁行业工业互联网实践 . 54 4.1 行业基本情况及生产特点 . 54 4.2 行业对工业互联网实施的业务需求 . 55 4.3 细化应用场景一：现场数据采集与边缘计算 . 57 4.4 细化应用场景二：轧机振动监测及抑振技术研究与应用 . 63 4.5 细化应用场景三：实施集成客户的制造工程 . 66 4.6 细化应用场景四：船板定制配送 C2M+JIT 应用 . 72 5 高端装备行业工业互联网实践 . 75 5.1 行业基本情况及生产特点 . 75 5.2 行业对工业互联网实施的业务需求 . 76 5.3 细分应用场景一：社会化协同研发与生产 . 77 5.4 细分应用场景二：知识自动化 . 79 5.5 细分应用场景三：高端装备的预测与健康管理（ PHM） . 82 6 建筑行业工业互联网实践 . 87 6.1 行业基本情况及生产特点 . 87 6.2 行业对工业互联网实施的业务需求 . 88 6.3 细化应用场景一：虚拟建造过程的设计协同管理 . 90 6.4 细化应用场景二：虚实融合的施工协同管理 . 91 7 船舶行业工业互联网实践 . 93 7.1 行业基本情况及生产特点 . 93 7.2 行业对工业互联网实施的业务需求 . 93 7.3 细化应用场景一：大型离散制造智慧物联应用 . 95 7.4 细化应用场景二：船舶工业供应链上下游协同应用 . 98 8 电力行业工业互联网实践 .103 8.1 行业基本情况及生产特点 . 103 8.2 行业对工业互联网实施的业务需求 . 105 8.3 细化应用场景一：火电机组运行特性分析 . 107 8.4 细化应用场景二：炉管在线寿命评估与状态监测 . 110 8.5 细化应用场景三：发电设备运行优化调度 . 112 8.6 细化应用场景四：齿轮箱故障预警 . 115 9 结语 . 118 9.1 发现 . 119 9.2 建议 . 120 9.3 展望 . 120 1 前 言 2017年以来，工业互联网应用范围和深度不断扩展，场景已覆盖产品、资产、生产线、商业、企业间等 全要素 、 全价值链 和 全产业链 ， 企业加速大规模实施的工业互联网项目急剧增加了投 入产出风险，也加剧了技术融合的复杂性、维护难度和持续性经费保障。 垂直行业工业互联网应用报告 旨在 从各 行业角度， 指导工业互联网 应用 项目 落地实施 ，以驱动 技术 创新、 业务转型 与 商业变革 。 本 行业应用报告 分别阐述了 工业互联网 在轻工家电、高端装备制造、电子信息、工程机械、 钢铁行业 、建筑行业、能源电力和船舶行业 的 特别 应用，通过在八 大行业的不同应用场景的应用案例，详细描述了工业互联网平台在垂直行业 领域 的应用 场景与实施案例。 指导编写单位： 工业和信息化部信息化和软件服务司 牵头 编写 单位 ： 海尔数字科技 有限公司 ，中国信息通信研究院 组织编写单位： 工业互联网产业联盟垂直行业 组 主要编写人员： 李胜民、 蒋昕 昊、 丛力群 、 邓尧刚 、文博武、曹凯、高峰、赵野、田洪川 编写组成员、单位 ： 轻工家电： 李胜民，海尔数字科技 有限公司 副总经理 官祥臻，青岛海尔工业智能研究院 智能制造服务总监 阎 新华，施耐德电气（中国）有限公司 标准总监 史 喆 , 北京天泽智云科技有限公司 解决方案副总 裁 滕忠伟，海尔数字科技有限公司 市场商务经理 钢铁 制造 ： 丛力群 ， 上海宝信软件股份有限公司 技术总监、教授级高工 迟京东，中国钢铁工业协会 副会长 陈国康，中国钢铁工业协会 信息统计部主任 符鑫峰，中国钢铁工业协会 信息统计部信息化处副处 长 2 董 钢，首钢集团有限公司 副总工程师、教授级高工 封一丁，河钢集团钢研总院 正高级工程师、副院长 汝金同，南京钢铁联合有限公司 高级工程师 张吾胜，马钢集团企管部 正高级工程师 、 经理 高秀敏，本钢集团信息化中心 副经理 高端装备 ： 柴旭东，航天云网公司 总经理、研究员 秦 鹏，中国航天科工集团 产业发展部主管、工程师 王 恒，航天智造公司 总经理助理、研究员 曹 凯，航天智造公司 高级工程师 吴妍娴，航天智造公司 工程 师 敖志强，东方国信公司 副总裁 邓尧刚，东方国信公司 工业事业部战略规划总监 时 培昕，寄云科技 CEO 王 战，索为系统 总工程 师 电子信息 : 高 峰，中兴通讯股份有限公司 标准总监 朱红军，中兴通讯股份有限公司 技术总工 周 嵘，中兴通讯股份有限公司 部长 赵 惟（博士），中国信息安全研究院有限公司 教授级高工 郝新兵，中国信息安全研究院有限公司 高级工程师 赵 野，中国信息安全研究院有限公司 高级工程师 刘丰洋，中国信息安全研究院有限公司 高级工程师 刘尊义，施耐德电气（中国）有限公司 工程师 阎新华，施耐德电气（中国）有限公司 工业标准总监 李 凯，施耐德电气（中国）有限公司 智能制造业务负责人 郑承斌，富士康科技集团 资深总监 许雅宁，施耐德电气（中国）有限公司 组长 赖峰甫，施耐德电气（中国）有限公司 工程师 3 工程机械 ： 文博武，树根互联技术有限公司 战略总监 贺东东，树根互联技术有限公司 CEO 周 颖，树根互联技术有限公司 解决方案总 监 张启亮，江苏徐工信息技术股份有限公司 总经理 韩 键，江苏徐工信息技术股份有限公司 工业互联网事业部副总经理 韩 超，江苏徐工信息技术股份有限公司 系统实施部部长 建筑工程： 张 鸣，北京建谊投资发展（集团）有限公司 总裁 朱晓斌，北京建谊投资发展（集团）有限公司 战略总监 黄 刚，北京建谊投资发展（集团）有限公司 战略运营经理 船舶行业： 姜 涛，中船黄埔文冲船舶有限公司 研究员级高工 鲁 文，中船工业互联网有限公司 高级工程师 朱仁贵，中船工业互联网有限公司 研究员级高工 朱 宇，中船工业互联网有限公司 高级工程师 梁绍翔，中船工业互联网有限公司 工程师 张 琳，北京中船信息科技有限公司 高级工程师 金 松，上海外高桥造船有限公司 高级工程师 伍英杰，沪东中华造船（集团 )有限公司 高级工程师 总体： 余晓晖，中国信息通信 研究院 总工 朱 敏，中国信息 通信研究院 信息化与工业化融合研究所 副所长 刘 默，中国信息通信研究院信息化与工业化融合研究所智能制造 部 主任 田洪川，中国信息通信研究院信息化与工业化融合研究所智能制造 部 副主任 蒋昕昊，中国信息通信研究院信息化与工业化融合研究所智能制造 部 高级 工程师 1 1 轻工 家电行业工业互联网实践 1.1 行业基本情况及生产特点 家电业是中国民族企业的骄傲，是中国市场上少数几个有定价权的行业。“ 十二五 ” 时期，中国家电业取得了长足的发展与进步。尽管 2015 年主要产品销售增速放缓，但家电消费升级态势良好。企业以创新为突破口，加大研发投入，践行中国制造 2025，通过产业结构调整、产品结构升级、销售渠道变革，转型升级健康发展，经济运行质量明显提高。 2015 年，家电业规模以上企业总数 2702 个，家电业的从业人员在 2011 年峰值时期一度达到超过 137 万人。随着工业自动化水平迅速升级，机器换人日益普遍，生产效率提升 ，用工人数逐年下降。近年全行业减员增效继续，主流企业减员幅度约 5% 8%，全行业接近 5%， 2015 年全行业从业人员约 115 万人。 2016 年，家电业完成主营业务收入 1.46 万亿元，比上年同期增长 3.78%。“ 十二五 ” 时期，家电业经济效益始终保持高于主营业务收入的增长速度，经济效益明显提升，转型升级成效显著。 整个家电行业运行特点体现在以下 5 方面： 一是产业结构迅速升级。家电产品结构不断升级，产品档次进一步提高，各类大容量、变频、智能、健康产品不断涌现，努力满足消费者不断变化和升级的需求。厨房电器和小家电产品结构升级显著，呈现同样的高端化趋势。 二是研制投入加快，企业自主创新能力大幅提高。 2016 年家电内外销市场均面临一定压力，但行业总体实现小幅增长，尤其是行业龙头企业，整体表现优于行业平均水平，海尔、美的、格力营业收入增速均超过两位数。原因在于，核心企业保持持续研发投入，努力打造长期可持续发展的竞争优势。主要家电企业仍然顶住压力继续保持对研发的高投入 ，一方面对生产线进行 优 化改造，提升生产效率；另一方面，进一步完善自身研发体系，站在全行业、全世界的高度规划未来，加大对基础技术、前沿技术的投入和研究，加大对高素质人才的积累，加大对全产业链创新资源的整合，努力改善用户体验，拓展新业务成长空间。 2016年仅 35 个家电相关上市企业 的 研发投入合计 已经 超过 240 亿元，同比上年增长超过 80%，高于营业收入增长速度超过 20个百分点。其中青岛海尔、老板电器、 2 爱仕达、天际股份等 企业 研发投入增速较高，在 30%左右。 三是运营模式不断创新，线上渠道快速增长。为适应市场快速变化及 传统营销模式失效的风险，海尔、美的等家电核心企业颠覆以往大规模制造、大规模压货、大规模销售的营销模式，重构以市场需求为中心的客户订单式产销模式，已经开始收到成效。家电企业的销售渠道实现了多元化突破。线上业务快速增长、线下推进 O2O 转型，线上线下融合、微店等新渠道方式不断涌现。线上渠道销售强劲， 2016 年家电各品类（不含彩电）合计线上销售额增长 20.8%，全行业合计线上销售额占市场销售总额的 24.9%。 四是制造技术加速升级。 2016 年，家电行业通过提升生产工艺装备的自动化、智能化水平，努力提升精益制造管理能 力，挖掘生产效率提升的红利，制造技术进一步升级。截至 2016 年，家电行业已有海尔、长虹、创维、美的、海信、海立、九阳、老板 （等） 8 家企业先后成为工信部 “ 智能制造综合试点示范 ” 项目。到 2017 年底，海尔已建成 9 个数字互联智能工厂，整个生产过程可以保证运行时间缩短 50%，半成品库存减少 80%，用人减少 85%，最终实现产能效率翻番。截至 2016 年，美的空调智能制造累计投入 10 亿元，拥有机器人 562 台，减少人工 2.2 万人，平均自动化率达 16.9%，效率提升 195%。老板电器建成年产225 万台厨电产品数字化智能制造基 地，通过设备自动化、物流自动化、产品设计数字化，以及信息化管理，生产效率提升 30%，制造周期缩短 30%，节省人工成本 30%，产品品质一次优良率提升 20%以上。 五是家电智能化趋势明显。智能家电两大特点：一是通过软件技术完成整合、协调，各种智能产品互联互通不孤立 ,并依托云计算和大数据集成智能产品，实现人和产品之间、产品和产品之间的交互，最终构建一体化的智慧家庭；二是紧紧粘合消费者的细节需求、情感需求、关爱需求等等，从而提供可以无限延伸的、个性化的服务。但是现在涌现的智能家电还只是在控制智能化上做文章，有些智能 家电产品的设计甚至不是出于对用户需求的真正考虑，而是对现有产品的拼凑，以至于许多智能家电产品基本的操作设置不够人性化，基本不具备灵活的远程控制、基于大数据的智能分析以及通过改变人们的生活方式实现低碳、节能、舒适的能力，而这三点恰巧是追求智能化的企业需要建立的核心。提高家电产品的智能性还需要家电企业连同产业链上下游伙伴在技术研发方面进行更深入的探索。 3 1.2 行业对工业互联网实施的业务需求 家电行业发展到现在，随着新一代信息技术的不断成熟和应用以及新的商业模式的成功演变，行业产品对工业互联网有着以下几点需求： 一是产品智能化需求。通过硬件的升级和软件技术完成整合、互联， 使 各种智能产品互联互通，并依托云计算和大数据实现人和产品之间、产品与产品之间的交互，最终构建一体化智慧家庭；再者通过与消费者的持续交互，不断结合消费者细节需求、情感需求、关爱需求，更新迭代产品功能，为消费者提供个性化、贴心的管家服务。 二是广泛联结的需求。智能家电的互联互通包括智能冰箱、洗衣机、电视、空调等各类家电产品能够通过互联网相互联接，包括通过移动互联网、 PC 互联网对其进行整体控制与管理，并且家电产品自身与电网、放置的物品、使用者等能够物 物相联，通过智能感知，达成人们追求的低碳、健康、舒适、便捷的生活方式。 三是大数据挖掘应用的需求。数字经济是一个以数据驱动的满足消费者新需求的时代，移动化、数字化、社会媒体、物联网技术、云计算、人工智能捆绑发力引发的技术趋势，彻底颠覆了人们的生活和消费方式，用户需求变得更加个性化，用户表达的社交平台更多，用户活跃度显著提升，用户需求数据变得可视化与量化，消费者从以前被动接受服务的角色逆转成为需求的主动提出者。 家电行业的大数据主要分成四大板块：一是交易数据，即销售的结果，终端交易的数据；二是交互数据，包括在 物联网、互联网、微信、微博、社区等 平台，每一个用户与智能产品、用户和消费者都在不断发出声音和不同领域交流互动，形成交互数据；三是行为数据，即消费者想买什么，想看什么，想听什么，它的过程是什么；四是运营数据，即企业运营过程中产生的数据。只有将这四种不同类型的数据准确并有效地融合在一起，才能真正体现大数据技术的增值价值，才能有效地预测未来并服务于企业各项决策。 四是用户参与全流程交互和体验的需求。大部分家电行业产品的最终用户是消费者，消费者的使用体验和对产品的评价将直接影响家电产品的市场生命力。鉴于此特点，家电 产品全生命周期中的两大场景将对工业互联网有着迫切的需求，