中国电子信息产业发展研究院：工业互联网产业大脑平台（1.0）-工业互联网大数据应用白皮书_31页_3mb.pdf

工业互联网产业大脑平台（ 1.0）工业互联网大数据白皮书中国电子信息产业发展研究院张立2021.04.25一工业互联网产业大脑平台（1.0）为什么：构建工业互联网产业大脑的必要性是什么：工业互联网产业大脑的定位做什么：工业互联网产业大脑的能力二工业互联网大数据白皮书工业互联网创新发展工程实施全景图工业企业上云用数赋能指数工业互联网平台活跃度工业互联网投入产出工业互联网带动经济增长指数工业互联网带动产业发展指数（一）动态跟踪，实时洞察，摸清底数。智能研发精益制造智能服务智慧企业Smart IOT系列智能网关接入产品微服务：提供流程建模、仿真建模、人工智能建模、大数据分析算法库等微服务组件自建内蒙、贵州两大数据中心，拥有自主可控IaaS平台数据采集层工业PaaS工业APPIaaS 微服务：机械设备模型构件微服务、机器学习算法、资产信用评估云盒：通信模组、网关、边缘模组腾讯云工程机械预测性维护物联网金融能力分享BIOP-Link：支撑多系统部署、多协议解析的智能网关开发监测高炉的专用传感器微服务：数据挖掘和机器学习算法、反应工程学模型、传热学流体力学模型、设备诊断模型等微服务横跨炼铁、能源、空压机、工业锅炉、资产管理等7个行业设备安全预警、工艺优化、能源管控、设备诊断、决策支持等APP自建云计算中心航天云网树根互联东方国信（二）对标先进，找准差距。美、德制造企业数字化、网络化水平较高垄断了全球的工控设备和通信协议拥有强大的数据采集、协议转换、边缘计算能力美国主导全球IaaS生态演进，拥有亚马逊、微软、谷歌、IBM等领导厂商德国SAP 美、德在机械、汽车、航空、船舶等行业拥有上百年的工业知识、经验、方法的积淀（工业机理+数据科学）具备将核心经验知识固化封装为微服务能力以及平台资源整合能力美、德等垄断了传统的工业软件市场拥有Oracle、西门子、SAP等软件巨头形成了完整的开发者社区和海量开发者正在涌现出一批新型的工业APP企业 95%中高端PLC市场、50%以上的DCS市场被跨国公司垄断设备数字化率44.8%、联网率39% 阿里、华为、腾讯等云计算能力居全球前列工业技术知识薄弱，工业机理、工艺流程、模型方法经验和知识积累不足，算法库、模型库、知识库等微服务提供能力不足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缺乏工业APP开发者社区起步晚、认识不充分开发者数量少开发者社区建设经验不足整合控制系统、通信协议、生产装备、管理工具、专业软件等各类资源的能力不足集业务流程咨询、软件部署实施、平台二次开发、系统运行维护等于一体的综合能力欠缺。同步于全球水平技术实力方面中美差距不大缺乏有影响力的工控企业、通信协议缺乏完整的行业数据采集方案国外现状国内现状对标分析工业PaaS工业APPIaaS数据采集层（三）诊断 +体检：找到造成差距的根本原因找大夫企业数字化转型“体检医院”先医后药：定制改造路径、衔接服务资源覆盖细分行业电子制造、汽车零部件加工、纺织、钢铁、医药基础设施数字化/网络化水平、制造环节智能精益化水平、管理体系智能制造准备度三大维度400余位细分行业专家，100余家技术合作伙伴p 工业互联网平台建设水平：包括工业互联网平台4层建设水平指标，工业设备连接能力指标、基础设施（IaaS）建设指标、工业模型沉淀指标、工业APP服务能力指标。p 工业互联网平台应用水平：涵盖工业互联网平台应用推广方面水平指标：反映平台对制造企业的服务能力，主要包括工业企业接入情况、工业模型调用情况、工业APP使用情况、平台用户情况、平台开发者社区发展水平等。p 工业互联网平台可持续发展能力：主要从平台投资回报能力、市场认可能力和安全可靠能力三方面对工业互联网平台可持续发展能力进行评价p 工业互联网平台带动能力（平台效益指标）：包括产品质量、产量规模、生产效率、节能减排、安全生产，主要分区域、行业反映工业经济运行情况。（四）精准决策：构建工业互联网产业链全景数据图谱建设五大监测分析数据库(PaSS) 建设五大数据库工业互联网平台运行库工业APP名录库上云设备库上云工业企业库工业行业运行监测库建设五大监测分析系数据采集系统：实现数据接入和数据采集数据建模系统：建设水平评价模型、应用水平评价模型和工业经济运行分析模型；运行分析系统：工业互联网平台能力建设运行分析系统、百万工业APP培育运行分析系统、重点行业核心业务上云运行分析系统、重大设备上云运行分析系统；全景展示系统：全方位、多维度展示监测分析结果报告生成系统：形成运行类、指数类、评估类、咨询类、预测类、预警类、决策类、政策类、综合类等报告工业互联网产业大脑架构实时、精准、高效的数据采集计算、存储、网络资源池化形成满足政府、行业、企业等不同需求的监测分析服务工业互联网平台大数据资源池工业互联网产业大脑是工业互联网产业链的底座，以产业大数据为基础，以产业链图谱为核心，构建PaaS平台，提供SaaS应用，实现产业空间和数字空间的动态映射，打造形成数据驱动的产业治理和创新服务基础设施体系。采集平台数据存储平台数据数据建模 +数据分析监测分析服务展示关键技术序号采用技术详细描述1 区块链、智能合约开发工业互联网数据安全可信交换系统（TDEI）2 数据建模技术创建工业互联网数据的概念模型、逻辑模型和物理模型，确保数据模型的标准化和一致性3 工业数据空间统计分析技术提供工业互联网数据的时空标准化管理与空间统计建模计算，丰富当前的工业数据组织方式、分析模型以及展示形式4 数据可视化技术提供可视化的数据全景视图，可追溯数据血缘关系，支持多种形式的数据展示样式，具有丰富的报表展示功能5 报告自动生成技术基于智能识别和知识图谱技术，通过对报告模板的标签设定，实现报告的数据源绑定、灵活配置规则及样式设置等，自动生成报告，并支持订阅发布基于智能合约的Smart T.Ex安全可信数据采集交换技术技术特点统一公开的数据目录数据采集接入实时有效数据管理分级分类数据权属清晰节点数据交换地位平等数据交换定价明确将制造企业、工业互联网平台、工业互联网公共服务平台等机构作为节点接入数据交换网络，实现节点间数据的安全可信交换。工业数据安全可信交换系统界面工业互联网产业大脑：以国家工业互联网监测分析公共服务平台为数字基座，以工业互联网大数据应用为核心，形成从采、算、管、用体系（数据采集、数据建模算法、数据质量管理和安全保障、数据应用），实现产业要素全面监测、产业瓶颈智能分析、产业服务精准对接，面向政府、园区、企业，提供运行监测、测试测评、解决方案等一体化一站式服务。工业互联网产业大脑企业360度数字画像产业链全景图谱靶向构建生态体系产业服务精准供给工业互联网解决方案动态本体库数链融合：产业链与数字化融合工业互联网产业大脑能力工业互联网平台和产业实时运行监测产业大脑已接入100余家重点工业互联网平台数据，包括15家双跨平台和80余家区域、行业级工业互联网平台，数据覆盖全国20余个省份，实时评估15余个重点行业及京津冀、长三角、粤港澳大湾区等重点地区工业互联网平台建设应用服务水平和产业带动能力。一站式工业企业数字化转型解决方案聚集整合一批解决方案供应商和生态合作伙伴，面向行业企业提供一站式产业数字化转型解决方案。生态合作伙伴：行业支撑平台企业、网络数据技术企业、数字化转型解决方案服务商、区域运营推广企业、垂直电子商务平台企业、人才培育职业培训服务商、产业创新投资机构等。基于中国软件评测中心软硬件测试体系，面向工业互联网提供功能、性能、可靠性、易用性、安全性、兼容性，以及系统脆弱性评测服务。智能化改造项目工业互联网平台测试工业互联网智能应用与信息安全平台集成测试工业互联网平台标准管理服务公共支撑平台建设-安全测试服务传统铸造车间智能化改造项目工业互联网平台测试物联网多业务数据可信安全共享试验基础平台-物联网可信接入部件第三方测试智能数采与预防性维护云平台api网关与容器云测试激光选区熔化设备铺粉表面质量在线检测软件第三方测试蠕变时效成形回弹补偿及模具型面优化软件第三方测试中国交通信息中心系统评测项目深层油气资源评价系统、三维输导体系建模与油气运聚模拟系统软件技术鉴定测试工业互联网测试测评服务一工业互联网产业大脑平台（1.0）为什么：构建工业互联网产业大脑的必要性是什么：工业互联网产业大脑的定位做什么：工业互联网产业大脑的能力二工业互联网大数据白皮书工业互联网创新发展工程实施全景图工业企业上云用数赋能指数工业互联网平台活跃度工业互联网投入产出工业互联网带动经济增长指数工业互联网带动产业发展指数（一）工业互联网创新发展工程实施全景图2018-2020年工业互联网创新发展工程公开遴选了269个项目，重点支持关键技术攻关，公共服务平台建设，解决方案供应商。目前具有一定行业和区域影响力的平台超过100家，连接设备数超过7000万台套，工业APP数量超过40万个。9 3 9 0 8 68 28 48 68 89 09 29 42 0 1 8 年 2 0 1 9 年 2 0 2 0 年项目数量（个） 7 9 项3 0 %8 6 项3 3 %9 7 项3 7 %2 0 1 8 -2 0 2 0 年工业互联网创新发展工程类别网络类安全类平台类2018年网络、平台和安全类项目数量分别为20项、38项和28项，分别占比23%、44%、33%；2019年网络、平台和安全类项目数量分别为33项、28项和29项，分别占37%、31%、32%；2020年网络、平台和安全类项目数量分别为26项、31项和29项，占分别占30%、36%、34%。网络类项目 , 2 0项 , 2 3 %安全类项目 , 2 8项 , 3 3 %平台类项目 , 3 8项 , 4 4 %2 0 1 8 年网络类项目 , 3 3项 , 3 7 %安全类项目 , 2 9项 , 3 2 %平台类项目 , 2 8项 , 3 1 %2 0 1 9 年网络类项目 , 2 6 项 , 3 0 %安全类项目 , 2 9 项 , 3 4 %平台类项目 , 3 1 项 , 3 6 %2 0 2 0 年（一）工业互联网创新发展工程项目实施全景图p 网络类项目：标识解析占主导地位，三年项目总数45项；内网外网改造和行业应用13项；关键网络技术试验验证7项；公共服务平台和解决方案供应商项目6项；5G从2019年开始设置，两年共8项。 p 平台类项目：解决方案应用推广公共服务平台28项；测试床20项；行业平台17项；公共服务平台、实训等10项；双跨平台8项；区域平台6项；应用创新中心8项。5 7 %1 6 %9 % 8 % 1 0 % 标识解析单位或行业应用关键网络技术试验验证公共服务平台5 G 2 9 %2 1 %1 8 %1 0 %8 % 6 % 8 % 解决方案应用推广公共服务平台测试床行业平台公共服务平台、实训双跨平台区域平台应用创新中心 2 4 %2 1 %1 3 %1 0 %1 0 %7 % 6 % 5 % 4 % 行业安全基础和综合安全网络安全解决方案供应商省级工业互联网安全态势感知平台工业企业网络安全综合防护平台数据安全平台企业安全综合防护系统网络安全公共服务平台省级安全监测与态势感知管理平台p 安全类项目，行业安全21项；基础和综合安全18项；网络安全解决方案供应商11项；工业单位网络安全综合防护平台9项；数据安全6项；平台单位安全综合防护系统5项；网络安全公共服务平台4项；安全监测与态势感知管理平台12项。（一）工业互联网创新发展工程项目实施全景图2018-2020年共534家单位获批。p 北京因拥有众多的龙头企业、央企总部、科研院所，共208家单位中标，占38.95%，已成为工业互联网发展的先导区。p 广东、上海、山东、江苏、浙江5省市占比在7%到4%之间，这五个省市实力比较均衡，已成为工业互联网发展的主力军。p 湖北、湖南、重庆、辽宁、天津、四川、黑龙江、贵州、福建、陕西、新疆、安徽、河南、山西14省市区占比在5%到1%之间。p 内蒙古、河北、云南、江西、甘肃、青海、吉林、广西、海南、西藏、宁夏11省区占比均低于1%，这些省份与工业互联网发达地区差距较大。（一）工业互联网创新发展工程项目实施全景图（二）工业企业上云用数赋能指数 5 2 .1 1 5 8 .27 0 .0 56 1 .7 96 4 .97 1 .0 56 5 .7 4 6 3 .4 7 平台用户情况工业 APP应用设备上云数据汇聚研发工具使用研发工具供给工业模型沉淀工业 APP服务能力上云用数赋能指数：反映企业数字化转型能力和工业互联网平台对数字化转型的赋能作用。p我国工业企业上云用数赋能指数为63.41，企业上云上平台态势明显，工业互联网平台建设成效显著，资源汇聚能力较高，数据驱动生产方式初步形成，企业数字化转型整体水平较好。p设备上云、研发工具供给、工业模型沉淀等方面表现突出，在数据汇聚、平台用户使用及付费、工业APP应用等方面存在明显短板。 2020年工业企业上云用数赋能指数p 工业互联网平台赋能20多个重点工业行业数字化转型。p TOP10行业：服务业、食品、轻工、农业、机械、电子信息、建筑业、建材、石化化工、汽车。采矿1 .2 0 %黑色金属2 .7 8 %有色金属0 .1 9 %石化化工3 .5 0 %建材4 .0 3 % 医药0 .9 8 %纺织1 .3 3 %家电1 .9 0 %食品7 .4 0 % 烟草0 .8 4 %轻工7 .2 8 %机械4 .6 2 %汽车2 .9 7 %航空航天1 .9 8 %船舶0 .1 1 %轨道交通0 .3 7电子4 .3 7 %电力热力和燃气0 .3 9 %建筑业4 .1 1 %农业6 .7 1 %服务业1 8 .6 6 %其他2 4 .2 6 % 轻工设备3 .6 3 %采矿设备0 .9 6 % 农林机械1 .2 2 %建材设备0 .7 1 % 仪器仪表1 3 .6 2 %交通设备1 5 .3 6 %化工设备2 .0 0 %电力设备9 .5 4 %其他1 7 .5 8 %冶炼设备4 .8 9 %电工电子设备7 .9 6 %工程机械8 .3 3 % 物流设备6 .9 3 %机床3 .0 5 %机器人0 .8 9 %动力设备3 .3 2 %（二）工业企业上云用数赋能指数p 2018年以来，工业企业设备上云爆发式增长。p 交通设备上云占所有设备上云的比重达到15.36%，其次是仪器仪表、电力设备、工程机械、电工电子设备、物流设备。p 全国31个省份已开展设备上云，连接设备数超过7000万台套。p 广东、江苏、山东、四川、浙江处在第一梯队。p 长三角、珠三角、京津冀、成渝地区已成为设备上云先行区。设备上云区域分布（二）工业企业上云用数赋能指数p 工业APP开发呈现如火如荼态势，截至目前全国工业APP数量超过40万个，比2019年增加3倍。p 运营管理、运维服务、生产制造、研发设计、节能减排五类工业APP占比达到83%。p 研发设计类APP数量偏低，表明工业APP在研发设计环节仍待发力。安全生产8 % 节能减排1 0 % 质量管控3 %供应链管理3 %研发设计1 0 %生产制造1 7 %运营管理2 5 %仓储物流3 % 运维服务2 1 %工业APP种类分布（二）工业企业上云用数赋能指数工业APP和工业机理模型是企业用数能力的集中体现。p 行业机理模型占45%，数据算法模型和研发仿真模型占比仅为17%和15%，显示当前工业领域研发仿真和数据开发能力不足。业务流程模型2 3 %数据算法模型1 7 %行业机理模型4 5 %研发仿真模型1 5 %工业机理模型种类分布（三）工业互联网平台活跃度p工业互联网平台活跃度由平台工业APP服务、平台设备上云、平台用户服务、平台开发者服务、平台订单等指标构成，反映工业互联网平台普及、应用和服务能力。工业互联网平台活跃度反映平台工业APP订阅情况与部署在公有云上的工业APP日活跃情况平台用户服务情况平台设备上云情况平台工业APP服务情况平台开发者服务情况平台订单情况反应平台工业设备连接情况以及连接到公有云上的工业设备日运行情况主要反映平台注册用户数以及用户的月活跃度情况主要反映平台上开发者注册情况以及开发者月活跃情况主要反映平台订单数量以及其中付费订单数量情况p2021年工业互联网平台活跃度达到67.6，比2018年提升了22.2%。（三）工业互联网平台活跃指数2021年工业互联网平台活跃度榜单浪潮云洲工业互联网平台COSMOPlat工业互联网平台精智工业互联网平台Sup ET工业互联网平台INDICS工业互联网平台根云工业互联网平台Cloudiip工业互联网平台FusionPlant工业互联网平台H-IIP工业互联网平台supOS工业操作系统年份工业互联网平台活跃度2 0 1 8 5 5 .32 0 1 9 6 2 .42 0 2 0 6 0 .82 0 2 1 6 7 .65 5 .3 6 2 .4 6 0 .8 6 7 .601 02 03 04 05 06 07 0 2 0 1 8 2 0 1 9 2 0 2 0 2 0 2 1工业互联网平台活跃度指数名次省份/直辖市工业互联网平台活跃度指数1 山东 77.782 浙江 68.263 重庆 67.444 北京 67.045 上海 66.976 江苏 66.27 广东 65.838 福建 58.66工业互联网平台活跃度最高的前三个省份（直辖市）分别为山东、浙江、重庆。名次行业工业互联网平台活跃度指数1 烟草 71.942 家电 71.193 采矿 70.844 有色金属 70.845 食品 70.566 农业 70.477 电子 70.228 石化化工 70.169 黑色金属 70.1610 建材 70.06工业互联网平台活跃度最高的前五个行业分别为烟草、家电、采矿、有色金属和食品。（三）工业互联网平台活跃度（四）工业互联网投入产出p 2020年工业互联网领域投入产出比达到3.48，比2019年增长30.34%。p 北京工业互联网领域投入产出比达到9.32，远超其他省份。p 江苏、陕西、广东、湖南、天津、辽宁等省份工业互联网领域投入产出比均大于4，位居第二梯队。9 .3 2 5 .6 3 5 .4 7 5 .4 5 4 .6 54 .2 6 4 .2 5 3 .0 3 3 2 .4 9 1 .9 1 .7 6 1 .3 1 .2 9 1 .0 1 0 .8 401234567891 0北京市江苏省陕西省广东省湖南省天津市辽宁省山东省新疆维吾尔自治区广西省福建省河南省河北省贵州省吉林省黑龙江省重点省市工业互联网领域投入产出比 p 工业互联网平台发展不均衡，平台间投入产出比差异较大。p 约30%的平台，投入产出比小于1；70%的平台投入产出比大于1 。（五）工业互联网带动经济增长指数工业互联网带动经济增长指数反映工业互联网对区域工业经济GDP增长的拉动作用。2020年全国工业互联网带动经济增长指数达到48.8，表明工业互联网平台正处于建设应用初期，赋能作用尚未充分发挥。p 地区间工业互联网平台经济带动指数差距显著。p 东部高于西部，南部高于北部。反映东部和南部的工业互联网经济综合实力较西部和北部良好。p 黄河流域、粤港澳大湾区、长三角等区域工业互联网经济带动指数显著高于全国平均水平。序号名称指数序号名称指数1 山东 89.1 17 广西 50.92 江苏 85.0 18 陕西 50.43 广东 81.2 19 天津 49.74 四川 75.8 20 山西 37.75 浙江 74.9 21 内蒙古 31.46 河南 73.8 22 贵州 31.17 河北 73.5 23 甘肃 27.78 北京 71.4 24 吉林 22.39 上海 71.2 25 云南 22.310 湖北 71.1 26 黑龙江 22.311 湖南 69.7 27 新疆 16.812 安徽 53.7 28 海南 16.613 重庆 53.6 29 宁夏 10.714 福建 53.1 30 青海 10.415 辽宁 52.2 31 西藏 10.216 江西 52.0经济带动指数工业互联网带动经济增长指数 TOP10p 山东、江苏和广东在工业互联网平台连接设备数量、平台服务企业数量等方面具有较强优势，工业互联网带动经济增长成效显著。p 北京和上海在工业互联网发展领域基础雄厚，平台经济带动指数均超过70，带动经济增长能力较强。工业互联网带动经济增长指数TOP10：山东、江苏、广东、四川、浙江、河南、河北、湖南、北京、上海。其中，TOP3省份分别为山东（89.1）、江苏（85.0）和广东（81.2）。（五）工业互联网带动经济增长指数（六）工业互联网带动产业发展指数工业互联网带动产业发展指数：反映工业互联网对产业发展的促进作用。2020年我国工业互联网带动产业发展指数达72.8。其中，工业互联网对制造业和信息服务业的带动作用最高，指数均超82。2020年工业互联网带动重产业发展指数分布2020年工业互联网带动产业发展指数预祝大会圆满成功！谢谢！