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互聯網平臺是工業全要素鏈接的樞紐

工業互聯網是制造業數字化、網絡化、智能化的重要載體，也是全球新一輪產業競爭的制高點。工業互聯網是新一代信息通信技術與現代工業技術深度融合的產物，通過構建鏈接機器、物料、人、信息系統的基礎網絡，實現工業數據的全面感知、動態傳輸、實時分析、形成科學決策與智能控制，提供制造資源配置效率，正成為領軍企業競爭的新賽道、全球布局的新方向、制造大國競爭的新焦點。

工業互聯網平臺是工業全要素鏈接的樞紐，是工業資源配置的核心。工業互聯網構建基于海量數據采集、匯聚、分析的服務體系，支撐制造資源泛在鏈接、彈性供給和高效配置。工業互聯網平臺可以分為4個部分：

1、邊緣層：通過協議轉化和邊緣計算形成有效的數據采集體系，從而將物理空間的隱形數據在網絡空間顯性化；

2、IaaS層：將基礎的計算網絡存儲資源虛擬化，實現基礎設施資源池化；

3、工業PaaS層：工業操作系統，向下對接海量工業裝備、儀器、產品，向上支撐工業智能化應用的快速開發和部署；

4、工業APP：通過調用和封裝工業PaaS平臺上的開放工具，形成面向行業和場景的應用。

對于工業互聯網平臺來說，數據采集、工業PaaS、工業APP是核心三大要素。

A

數據采集是基礎

工業大數據有三類：生產經營相關業務數據、設備物聯數據、外部互聯網數據。其中，設備物聯數據采集受制于傳感器部署不足，裝備智能化水平低，數據采集顆粒度不足，無法支持上層應用。隨著兼容多種協議的技術產品構建，此類問題將得到改善。同時通過部署邊緣計算模塊，實現數據在生產現場的輕量級運算和實時分析。可以緩解數據的云端計算壓力。

B

工業PaaS是關鍵

現有的通用PaaS平臺尚不能滿足工業級應用需要。未來通過對通用PaaS的深度改造，構造滿足工業實時、可靠、安全需求的云平臺，將大量工業技術原理、行業知識、基礎模型模塊化，并封裝成為可重復使用的API，降低應用程序開發門檻，為工業APP的發展打下基礎。

C

工業APP是重點

目前傳統生產管理軟件云化步伐緩慢，專業的工業APP較少。隨著未來工業PaaS平臺的成熟，工業軟件的數量將快速增加。未來的發展方向包括兩個：傳統軟件云化+新型工業APP的開發。

圖工業互聯網平臺參考架構

企業借助工業互聯網平臺有助于實現智能化轉型。工業企業上云實現數據在線化，一方面可以依托工業互聯網平臺形成創新服務模式；另一方面可以借助平臺上被封裝成軟件的管理發展經驗，實現自身的產業升級；同時也可以通過數據的集中分析實現更為智能化的設備監控、資源配置和產業協同。在現階段上云的過程中，大企業具備上云基礎，有望推動核心業務和機器設備共同上云，追求價值創造，形成樣板案例；小企業生產設備數字化程度低，上云可實現具備優化和成本節約。

圖企業上云智能化轉型路徑（云棲獎產業戰略研究報告）

表 大企業與中小企業智能化轉型分析（賽迪智庫）

	大企業	中小企業
上云基礎	生產設備數字化率44.8%、數字化生產設備聯網率39.0%，具備一定設備上云基礎	生產設備數字化率、數字化生產設備聯網率較低，設備上云基礎較差
什么上云（what）	核心業務（研發設計、生產管理、銷售服務）+機器設備上云	核心業務（研發設計、生產管理、銷售服務）上云
為什么上云（why）	價值創造導向，全局優化	節約成本導向，局部優化
上云主體（who）	重點行業重點企業。重點企業是否使用某工業互聯網平臺，是判斷該平臺是否具有競爭力的重要標志	產業集聚區整體推進。產業聚集區的整體推進決定了百萬制造企業上云的目標能否實現
商業模式（how）	重點企業買單+產業基金	政府購買服務+產業基金

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政策春風拂面，市場前景可期

國家政策頻出，推進工業互聯網發展步入快車道。自2015年以來，國家陸續出臺了“中國制造2025”、“互聯網+”等多項產業政策，推動工業互聯網的建設。尤其在十九大報告中提出要“推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟融合”后，工業互聯網相關政策更是持續加碼，2017年11月國務院發布《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》，2018年2月工信部開展工業互聯網“323”行動，計劃實施工業互聯網三年行動計劃，緊接著國家制造強國建設領導小組下設立工業互聯網專項工作組，統籌協調我國工業互聯網發展工作，另外2018年的政府工作報告中也提出“發展工業互聯網平臺，創建’中國制造2025’示范區”。這些政策頻出的背后，是國家希望以推進供給側結構性改革為主線，結合實施“中國制造2025”和“互聯網+”，依托工業互聯網，促進新一代信息技術與制造業的深度融合，從而推動實體經濟的轉型升級。

表 工業互聯網相關政策（政府網站、富士康招股說明書）

政策名稱	發布時間	部門	相關內容
《中國制造2025》	2015.5	國務院	1）加快各行業生產設備的智能化改造，提高精準制造、敏捷制造能力； 2）統籌布局和推動智能產品的研發和產業化； 3）發展基于互聯網的個性化定制、眾包設計、云制造等新型制造模式等。
《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》	2015.7	國務院	1）推動互聯網與制造業融合，提升制造業數字化、網絡化、智能化水平，加強產業鏈協作，發展基于互聯網的協同制造新模式； 2）在重點領域推進智能制造、大規模個性化定制、網絡化協同制造和服務型制造，打造一批網絡化協同制造公共服務平臺，加快形成制造業網絡化產業生態體系。
《國務院關于深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》	2016.5	國務院	1）強調制造業是國民經濟主體，是實施“互聯網+”的主戰場； 2）推進深化制造業與互聯網融合發展，打造制造企業互聯網“雙創”平臺，支持跨界融合。
《智能制造發展規劃(2016-2020)》	2016.12	工信部、財政部	1)針對制造業薄弱與關鍵環節，系統部署工業互聯網建設，推動智能制造發展； 2)在工業互聯網等重點領域，以系統解決方案供應商、裝備制造商與用戶聯合的模式，集成開發一批重大成套設備，推進工程應用和產業化。
《信息產業發展指南》	2017.1	工信部	1)提出工業互聯網是發展智能制造的關鍵基礎設施； 2）提出在工業互聯網領域布局建設若干創新中心，開展關鍵共性技術研究和產業化示范； 3）依托骨干企業，建設和完善工業互聯網產業鏈。
《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》	2017.11	國務院	1）推進企業內外網改造升級，構建標識解析和標準體系，建設低時延、高可靠、廣覆蓋的網絡基礎設施； 2）推動建設國家、企業兩級工業互聯網平臺體系，促進工業全要素連接和資源優化配置； 3）加強工業互聯網安全技術手段建設，建設覆蓋產業全生命周期的安全保障體系；
《工業互聯網“323”行動》	2018.2	工信部	1）“323”行動是指打造網絡、平臺、安全三大體系；推進兩類應用，一是大型企業集成創新，二是中小企業應用普及；構建產業、生態和國際化三大支撐。
工業互聯網專項工作小組	2018.2	工信部	1）國家制造強國建設領導小組下設立工業互聯網專項工作組，工作小組將統籌協調我國工業互聯網發展的全局性工作，審議推動工業互聯網發展的重大規劃、重大政策、重大工程專項和重要工作安排

地方政策陸續落地，推動“企業上云計劃”，加速工業互聯網落地。自2017年起，各地相繼出臺了一系列政策，如浙江省發布的《浙江省“企業上云”行動計劃（2017年）》、湖南省發布的《湖南省中小企業“上云”行動計劃（2018）》等。地方政府通過財稅支持、政府購買等方式，促進工業互聯網平臺在產業集聚區快速落地，鼓勵中小企業業務系統向云端遷移，從而實現“大企業建平臺，中小企業用平臺”的互促互進的格局。

表 地方 “企業上云”政策（政府網站）

政策名稱	發布時間	省份	補貼方式	指標
《浙江省“企業上云”行動計劃（2017年）》	2017	浙江	公共云資源及服務的費用，三年內給予服務費用50%的補貼	計劃全省新增上云企業 10 萬家，培育國內領先的云平臺服務商 3 家至 5 家、行業云應用平臺 10 個、云應用服務商 100 家，形成典型標桿應用案例 100 個；
《加快推進“企業上云”三年行動計劃的通知》	2017	江蘇	合同金額（發票）的一定比例給予補助	到2020 年底，建設10 個在國內具有一定影響力的工業云平臺、50 個省級示范工業云平臺；新增“上云”企業10萬家，創建 200 家五星級、1000 家四星級、5000 家三星級“上云”企業；培育20 家以上具有國內一流水平的云應用服務商；打造100 個工業互聯網標桿工廠；創建30 個“互聯網+先進制造”特色基地。
《山東省實行“云服務券”財政補貼助推“企業上云”實施方案(2017-2020 年)》	2017	山東	“云服務券”作為財政補貼憑證	“十三五”末，全省上云企業達到20 萬家，培育國內領先的綜合云平臺服務商5 家、行業云平臺服務商50 家、云應用服務商200 家，搭建省級體驗中心30 個
《湖南省中小企業“上云”行動計劃（2018）》	2017	湖南	“云服務代金券”作為財政補貼憑證	在2018 年實現“上云”中小企業10 萬家，培育“上云”標桿企業30 家，中小企業“上云”示范園區5 個。

2018年3月，廣東省發布全國首個工業互聯網地方政策：《廣東省深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的實施方案》和《廣東省支持企業“上云上平臺”加快發展工業互聯網的若干扶持政策（2018-2020年）》，落實“夯實網絡基礎”、“打造平臺體系”、“加強產業支撐”、“開展應用示范”、“完善生態體系”、“強化安全保障”六大任務，并出臺11條獎補紅利政策鼓勵企業“上云上平臺”實施數字化網絡化智能化升級、開展工業互聯網標桿示范應用推廣、促進工業互聯網產業生態創新發展，從而促進工業互聯網的落地，促進省內制造業降本提質增效，加快實體經濟的升級轉型。

圖 “互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的實施方案目標（廣東省人民政府網站）

表 廣東省11條扶持政策（政府網站）

目標	內容	方式
支持企業“上云上平臺”實施數字化網絡化智能化升級	降低企業信息化構建成本	公有云平臺降費支持。省統一協調公有云平臺商并達成合作協議，大幅降低我省企業按需使用公有云資源及云化軟件費用，2018-2020 年在現有基礎上給予不低于30%的整體優惠。
降低工業企業數字化網絡化智能化升級成本	財政資金支持。省財政采取服務券后補助方式，對工業企業“上云上平臺”費用按標準予以獎補
降低工業企業網絡使用成本	網絡降費支持。省統一協調電信運營商并達成合作協議，提出針對我省工業企業“上云上平臺”網絡費用的一攬子優惠措施，整體優惠比例不低于30%。
完善企業“上云上平臺”安全保障	采取政府購買服務方式，委托具有國家級授權資質的信息安全評測機構，對參與“上云上平臺”的工業互聯網平臺商和服務商，統一開展安全評估和抽查。對評估抽查不合格的平臺商和服務商，暫停其參與“上云上平臺”補貼政策的資格。
開展工業互聯網標桿示范應用推廣	支持標桿項目建設	制定全省統一的工業互聯網應用標桿示范項目遴選標準，由各地結合實際負責遴選和培育。省財政對標桿示范項目予以獎補，總結示范經驗大力推廣，并擇優推薦為國家級標桿示范項目。
支持示范基地建設	對產業集群所在地市（或縣區）政府，省經評定后授予“廣東省工業互聯網產業示范基地”，在工業互聯網應用推廣、生態創新發展等方面予以重點支持，并擇優推薦為國家級工業互聯網產業示范基地
支持新型金融服務試點示范	制定全省統一的新型金融服務試點示范項目遴選標準，由各地結合實際負責遴選和培育。省財政對試點按照標桿項目相關標準予以獎補，并總結示范經驗大力推廣。
促進工業互聯網產業生態創新發展	支持工業互聯網平臺建設	制定工業互聯網平臺遴選標準，統一組織遴選不超過20 家重點平臺企業。平臺類企業按照“廣東省企業研究開發省級財政補助資金”相關程序申請研發費用事后獎補，對省遴選的重點平臺企業予以重點支持。
支持網絡和安全共性技術研發	部省聯動組織實施國家“寬帶通信和新型網絡”專項，在省重大科技專項增加工業互聯網專題，重點支持工業互聯網關鍵共性技術研發。
支持應用服務創新	建設“廣東省工業互聯網產業生態供給資源池”，培育一批優質工業互聯網平臺商和服務商。對評價優秀的平臺商、服務商予以重點宣傳推薦，對評價較低的淘汰出資源池名單。引導廣東省產業發展基金加大對工業互聯網領域的投資力度，支持平臺商和服務商做大做強。
支持創新中心建設	省政府采取“一事一議”方式，對創新中心建設予以支持。鼓勵地市政府對創新中心建設用地、辦公場所、人才引進等方面予以優先保障。

我們認為，工業企業通過上云以及建設工業互聯網平臺，可以充分利用各類先進的信息化技術與手段，創新生產方式、提升生產效率、降低生產成本、提升核心競爭力，而各地政府對于工業互聯網的政策與補貼，將大大加速工業互聯網的落地。

平臺體系是工業互聯網的關鍵

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不同分類下，國內外工業互聯網平臺一覽

平臺體系是工業互聯網的核心，它將物聯網、大數據、人工智能及云計算等理念、架構和技術融入工業生產中，據e-works統計，截止2018年3月，聲稱能提供工業互聯網平臺服務的國內外廠商已經超過150家。目前廣義的工業互聯網平臺按照服務對象及應用領域可以分為三類：資產優化平臺、資源配置平臺及通用使能平臺。

圖工業互聯網平臺分類（中國信息通信研究院）

平臺競爭制高點

資產優化平臺主要運用在設備資產的管理與運營方面，它是通過現代傳感、移動通信等技術連接智能終端，并從終端收集關于設備、環境等各類數據信息，然后基于這些數據在云端利用大數據、人工智能等技術及行業經驗知識對設備運行狀態與性能狀況進行實時智能分析，再以工業App程序的形式為生產與決策提供相應的智能化服務。資產優化平臺主要的參與廠商往往是工控企業以及大型設備生產商。

資產優化平臺是未來制造業主導權競爭的制高點。它不僅能夠充分融入大數據、人工智能等先進技術，還能為第三方提供開發環境，如西門子的MindSphere及GE的Predix平臺都提供軟件開發環境及工具，旨在通過第三方開發者和應用程序的接入形成類似AppleStore的第三方開發應用生態。目前，工業巨頭是此類平臺主要的推進助力，如GE、西門子、ABB等，我國的三一根云以及徐工工業云也屬于此類平臺，但發展程度相對滯后。

表 資產優化平臺一覽表（東方證券研究所）

平臺類型	公司	平臺名稱
資產優化平臺	GE	Predix
西門子	MindSphere
ABB	ABB ability
三一重工	三一根云
徐工集團	徐工工業云

以西門子的MindSphere為例，MindSphere是一個開放的生態系統，它可以充分利用世界各地安裝的西門子設備（3000萬個自動化系統、7000萬個智能儀表、80萬個關聯產品）以及豐富的應用程序接口（API）獲取海量數據，并基于自身深厚的行業知識和經驗提供數字化服務，MindSphere平臺包括邊緣連接層、開發運營層，應用服務層三個層級，分別對應MindConnect、MindClound、MindApps三個核心要素，其中MindConnect負責將數據傳輸到云平臺，MindClound為用戶提供數據分析，應用開發環境及應用開發工具，MindApps為用戶提供集成行業經驗和數據分析結果的工業智能應用，譬如結合設備歷史數據與實時運行數據，構建數據孿生，及時監控設備運行狀態，實現設備的預防性維護，基于現場能耗數據的采集分析對設備生產線等能效使用進行合理規劃，優化能源數據管理、提高能源使用效率等。

圖MindSphere 產業價值鏈（MindSphere 白皮書）

資源配置平臺

資源配置平臺主要體現在要素資源的組織與調度方面。它在應用過程中匯聚了大量的工業數據、模型算法、研發設計等各類資源及能力，通過云接入及云處理技術分散這些積累的資源，對制造企業的資源管理、業務流程、生產過程、供應鏈管理等環節進行優化，可實現制造企業與外部用戶需求、創新資源以及生產能力的對接。這類平臺能夠有效促進產能優化以及區域協同，同時也能支持C2M定制等新型業務，滿足市場多元化需求，為供給側改革提供助力。我國已擁有一批處于領先水平的此類平臺，如航天科工的INDICS平臺、海爾的COSMOPlat等。

表 資源配置平臺一覽表（工業互聯網平臺白皮書（2017））

平臺類型	公司	平臺名稱
資源配置平臺	航天科工	INDICS
海爾	COSMOPlat
智能云科	iSESOL
美的	MeiCloud

以航天科工的INDICS平臺為例：INDICS平臺在IaaS層自建數據中心，在DaaS層提供豐富的大數據存儲、產品分析與服務，在PaaS層提供各類工業服務引擎，如面向軟件定義制造的流程引擎、大數據分析引擎、仿真引擎和人工智能引擎等務，以及面向開發者的公共服務組件庫和200多種API接口，其對外開放自研軟件與眾研應用APP共計500余種，涵蓋了智能研發、精益制造、智能服務、智慧企業、生態應用等全產業鏈、產品全生命周期的工業應用能力。

INDICS平臺接入集團超過600家，對設計模型、專業軟件以及1.3萬余臺設備設施等進行共享，可以有效解決生產單元產能閑置與超負荷運轉同時存在的問題。譬如河南航天液壓氣動技術有限公司基于INDICS平臺實現與總體設計部及總裝廠所的協同研發與工藝設計，縮短研發周期35%，提升資源利用率30%，提高生產效率40%。另外，工業企業也可通過平臺對外開放空閑制造能力，實現制造能力的在線租用，進一步釋放產能。

圖INDICS 平臺架構（工業互聯網平臺白皮書（2017））

通用使能平臺

通用使能平臺主要提供云計算、物聯網、大數據的基礎性、通用性服務，主要由ICT企業提供。其中部分平臺側重于云服務的數據計算及存儲，如微軟的Azure、SAP的HANA、亞馬遜的AWS以及我國的阿里云、騰訊云等，部分平臺側重于物聯網的設備連接管理，如思科的Jasper、華為的OceanConnect等。這類平臺為資產優化及資源配置型工業互聯網提供技術支撐，如GE的Predix就部署于微軟的Azure平臺，此外，通用使能平臺還廣泛應用于金融、娛樂、生活服務等各行業。

表 通用使能平臺一覽表（東方證券研究所）

平臺類型	公司	平臺名稱
通用使能平臺	微軟	Azure
阿里巴巴	阿里云ET 工業大腦
亞馬遜	AWS
SAP	HANA
思科	Jasper
華為	OceanConnect

以華為的OceanConnect平臺為例，其技術架構上分為垂直和水平兩個方向。垂直方向可分為三層架構：連接管理層，主要提供SIM卡生命周期管理、計費、統計和企業Portal等功能；設備管理層，要提供設備連接、設備數據采集與存儲、設備維護等功能；應用使能層，主要提供開放API能力，同時具備數據分析、規則引擎、業務編排等能力。在水平方向，通過與平臺連接的分布式IoTagent對接行業智能設備網關，并提供邊緣計算能力，實現與云端計算的協同。OceanConnect平臺提供云網關，支持各類編解碼插件，使得設備能夠即插即用。一汽在使用OceanConnect平臺后實現了對千萬級車輛的有效連接和管理，能夠并發處理百萬車輛的信息。同時平臺也支撐一汽新業務的開發以及新設備的快速集成，提供實時分析的大數據能力。

圖華為OceanConnect 應用實例（搜狐網）

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三類平臺的比較分析及未來發展趨勢

三類工業互聯網平臺都是通過工業互聯網直接或者間接地連接物理載體，從而提供差異化的服務。其中，資產優化平臺將終端設備、生產過程作為直接優化對象，其與底層物理設備之間交互最深入和頻繁，其獲取的數據類別及體量亦十分龐大，如GE的Predix平臺運用于汽輪機要實時采集壓力、溫度、轉速等上千個類別數據，每臺機器收集的數據體量可達TB級。同時，對這些數據的處理和分析需要融合大數據、人工智能等創新技術，所以此類平臺的建設難度較大，不僅需要掌握新一代信息技術，還需要具備智能產品、高端裝備及綜合解決方案全覆蓋水平。

資源配置平臺往往基于已經成熟的網絡信息技術，其更加注重資源的跨地域、跨環節的重組整合，聚焦于網絡化協同以及個性化定制的前端對接，提供精準服務。此類平臺的垂直行業屬性較強，對于信息化集成應用及供應鏈管理水平都有很高要求。通用使能平臺主要為工業互聯網提供連接、計算、存儲等底層技術支撐，基本涉及工業互聯網產業體系的邊緣層及IaaS層，一般都由ICT巨頭提供。

未來各類平臺分工更加明確。資產優化平臺為高端產品提供優化服務，推動高端制造由高價值產品向“高價值產品+高價值服務”靠攏，資源配置平臺促進產能優化、拉動消費平衡，帶動企業發展方式轉變，而通用使能平臺為上層平臺提供技術支持，從而使得上層平臺能夠專注于與生產直接相關的服務，實現各類平臺專業分工。

未來各類平臺間的合作將更加緊密，旨為客戶提供完整方案。通過合作不僅能實現平臺的靈活部署，如GE、西門子與微軟、亞馬遜的合作，能夠有效優化基礎資源的部署，還能強化更現場數據采集能力，如航天科工、SAP與西門子的合作，通過西門子巨大的存量基礎，降低設備接入難度，實現更大范圍的數據采集。另外，合作也能提高自身的數據分析能力，如ABB、西門子與IBM的合作，都旨在提升自身平臺的計算分析能力。依靠各平臺的相互協作，為客戶應用提供完整的解決方案。

美國通用電氣公司（GE）是全球工業巨頭，其產品和服務范圍涵蓋航空、能源、醫療、金融等多個領域。其中金融業務曾經為GE創造過巨大價值，在2002年-2004年間，金融業務創造的利潤占GE總利潤的40%以上，但在金融危機之后，GE的收入及利潤遭受重創。因此，GE近年來希望通過工業互聯網領域的布局與努力，進一步加強其在工業領域的競爭優勢，同時也創造出新的商業模式與新的利潤增長點。

2012年，GE發布《工業互聯網—突破機器和智慧的邊界》白皮書，正式宣告將走數字化工業轉型的道路，實現路徑即為工業互聯網。促使GE做出這樣的選擇主要有以下3點原因：

1、工業數據處理成本增加，但數據利用率低下。工業數據正以相當于其他行業兩倍的速度習俗增長，蘊含價值巨大，但這些數據予以標記及使用的不足3%；

2、超低成本的傳感器、設備連接、數據存儲等設施的爆發式增長，大數據、人工智能等技術的成熟應用，都為工業互聯網平臺的誕生創造條件；

3、超低成本的傳感器、設備連接、數據存儲等設施的爆發式增長，大數據、人工智能等技術的成熟應用，都為工業互聯網平臺的誕生創造條件

2013年，GE推出了Predix平臺，并于2015年對外開放。Predix平臺一直是全球工業互聯網平臺的典型，已有300個合作伙伴、超過33000位開發者基于Predix進行開發。作為一個綜合的現代化平臺，Predix包含了工業環境內使用的機器設備和云系統，主要有Predix機器軟件、Predix連接、Predix云、Predix服務四個組件構成。

圖 Predix 平臺架構（GE）

Predix機器軟件

Predix軟件可在工業控制系統或網絡網關等多種設備中運行，提供與工業資產間的云連接并管理工業資產，同時啟用處于互聯網邊緣的應用程序。它還未終端設備提供安全、身份驗證和管理服務，從而確保以安全的連接方式控制和管理資產并保護關鍵數據。為了滿足邊緣連接的要求，Predix機器軟件支持機器網關（M2M）、云網關（M2DC）及移動網關（M2H）三種連接選項。

圖 Predix機器軟件的邊緣連接（GE）

Predix機器軟件為工業場景提供邊緣分析、數據傳輸存儲等多種功能。其中邊緣分析可對數據進行預處理，由于工業數據體量巨大并且通常是連續生成的，傳統方法無法保持數據高效傳輸到云端進行處理，但通過邊緣分析，可把相關的有效信息傳輸到云端。

Predix連接

通過各類接入網絡，如固線、手機和衛星通信，在Predix邊界網關、控制器設備和Predix云之間提供安全可靠的端到端通信。另外，它還提供從Predix機器到Predix云的快速安全的云連接，設計和部署只需6-12個月，從而避免較長的交付周期，節省了設計和運行次優化的定制連接基礎設施所需費用。

圖Predix 連接（GE）

Predix云

Predix云是基于CloudFoundry建立的，是一個支持多開發人員協同的開源PaaS，也是集應用服務程序服務于一體的生態系統。CloudFoundry使開發人員能夠更加快速和輕松地完成應用程序的構建、測試、部署及擴展，最重要的一點是實現模擬量轉化。此外，開發人員還能夠接入CloudFoundry生態系統以及行業部門持續提供的不斷增長的服務數據庫。

Predix服務

Predix服務可以分為運營服務和工業服務兩大類。運營服務幫助應用程序開發人員管理器應用程序的生命周期和商業化，工業服務提供工業互聯網應用程序所需的核心功能。

表Predix 服務（GE）

類別	子類別	內容
運營服務	開發運維服務	在云端開發和部署工業互聯網應用程序
業務運營服務	為工業互聯網應用程序的使用帶來透明度
工業服務	資產服務	創建、導入并組織資產模型及其相關業務規則
數據服務	獲取、清理、合并并最終以適當存儲技術存儲數據，將應用程序用于最適合的場景。
分析服務	創建、登記并編排分析，用于應用程序的基礎，以創建對工業資產的洞察力
應用程序安全服務	滿足端到端安全要求的服務，包括與身份驗證和授權相關的服務。

以Predix的數據服務為例，它能提供快速的數據訪問和及時的數據分析，同時最大限度地降低存儲和運算成本，并支持插件分析引擎、語言交互及數據處理能力。數字雙胞胎（Digital）技術物理和數字世界之間搭建起一座橋梁，可以隨著時間的推移了解每一個獨特的資產。它們將來自傳感器和設備的數據與分析、模型和材料科學相結合，進而不斷改進工業部件和資產，甚至整個流程和工廠的數字模型。隨著平臺上運行的數字雙胞胎越來越多，工業學習系統將數據反饋到個別的數字雙胞胎，提高了保真度。

圖Predix數據服務（GE）

盡管目前GE陷入財務困境，但Predix平臺業務仍然保持增長勢頭。其2017年財報顯示，全年Predix平臺的訂單增長達到150%，預計2018年收入將翻倍達到60億美元。另外，GE預計2020年，全球工業互聯網市場將達到2250億美元，市場潛力仍然巨大。相對于其他企業，GE在工業互聯網領域有著諸多的優勢。

豐富的行業經驗以及客戶資源。作為工業巨頭，GE積累了大量不同行業及學科的經驗和知識，對于這些經驗和知識的提煉有利于對各類生產現象進行精確描述和分析，開發出更加貼合工業特點的應用及服務。GE可依托豐富的客戶資源，將資源往平臺遷移，實現平臺向更多領域的延伸和拓展。

表 Predix 平臺的優缺點（GE）

	優點	缺點
Predix平臺	1） GE 在工業界有深厚的專業知識； 2） 作為IT 供應商，GE 擁有豐富的人才和經驗； 3） 強大的合作伙伴生態系統可滿足各種客戶的需求； 4） 平臺強大靈活； 5） 擁有針對風險規避客戶的試點測試和實時可視化功能。通過模擬測試技術并將風險可視化的功能能夠加速新技術的采用； 6） GE 數字已經在北美市場建立了廣泛的渠道生態系統，包括大型全球系統集成商，硬件制造商和經銷商。	1） 開發人員缺乏行業領域專業知識，限制了垂直應用的開發； 2） 對預測性維護工具的工業分析選擇有限； 3） 在運營大規模公共云優勢不及AWS等老牌企業。

2016年GE將Predix平臺部署于微軟的Azure平臺，實現平臺間的相互協作，進一步加強自身優勢。另外，近年來GE通過一系列的收購來完成產業鏈的縱向整合，拓展自身平臺功能，并通過Predix平臺進一步強化自身的行業主導地位：

1、利用平臺為自身高端產品提供服務，專業智能的服務使用戶獲得更好的體驗，從而產生對其產品更強的黏性；

2、通過平臺為第三方工業設備提供優化解決方案，這需要廣大第三方為平臺開放數據，從而形成對自身企業的從屬關系，同時又促進平臺形成統一的行業標準；

3、借助平臺不斷獲取廣大用戶的海量運行數據，基于數據對企業及行業擁有更加精準的預知；另外，由于用戶海量數據置于平臺，且對平臺服務產生依賴，用戶將很難再向其他平臺遷移；

4、依托平臺培育開放的開發者生態，形成良性循環，像蘋果或谷歌那樣通過APP服務產生收益。

隨著工業互聯網行業的快速興起，GE將面臨更多來自工業、互聯網等領域的競爭對手，除此之外，GE還面臨著其他諸多挑戰。首先，Predix平臺未建立起類似AppleStore一樣的應用軟件生態，平臺上的應用軟件大部分仍是GE內部開發。另外，GE整體陷入財務困境，對GE數字化業務的發展造成未知影響。在平臺推廣上存在阻礙，由于Predix平臺需要對數據進行采集分析，同行業的競爭對手不愿將自己設備或產品的信息泄露，使得Predix平臺布局仍主要集中在集團內部。

2018年12月13日，通用電氣（GE）宣布，該公司已達成出售部分通用數字（GEDigital）業務的協議，且剩余業務將被組成為一家獨立公司。此舉標志著GE終于開始漸漸褪去伊梅爾特對于公司數字化改造的雄心，對軟件業務的抱負不再像過去那么遠大。關于工業互聯網，新任不久的CEOLawrenceCulp難掩蓋其驕傲的心情，他表示，“作為工業互聯網早期的領導者，同時也借助GE的行業知識和軟件技能，與我們的工業客戶建立了一個強大的業務。（通過新設公司）作為一個獨立運行的軟件公司，我們的數字業務將獲得更好的定位，推進我們的戰略，讓我們專注到核心行業客戶的需要。”

工業軟件應用構成工業互聯網平臺的重要資源

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工業軟件豐富程度決定工業平臺整體競爭力

工業軟件豐富程度決定工業互聯網平臺的整體競爭力。數字化的工業軟件將為企業的研發設計、經營決策、組織管理提供新的工具，也為產業鏈上下游協同提供新的基礎。工業軟件一般按照應用分為研發設計類、生產調度和過程控制類、業務管理類三大領域，具有分析、計劃、配置、分工等功能，能夠從機器、車間、工廠層面提升企業生產效率、促進資源配置優化、提升生產線協同水平，對工業化與信息化融合、數字世界與物理世界融合有舉足輕重的作用。

表 工業軟件的分類情況（互聯網）

工業軟件類型	工業軟件產品類型	為企業帶來的效益
運營管理類	企業資源管理計劃（ERP） 客戶管理系統（CRM） 質量管理系統（QM） 供應鏈管理（SCM）	企業數字化推動管理精細化，實現降低成本，縮短生產周期，提升周轉能力。同時為上下游產業鏈協同打下基礎
研發設計類	計算機輔助設計（CAD） 產品數據管理系統（PDM） 產品生命周期管理系統（PLM）	好的研發設計工具是智能產品生產的基礎和保障，研發設計類軟件有利于增強協作，降低研發成本
生產控制類	生產制造執行系統（MES） 數據采集與監視控制系統（SCADA）	實現人與機器，機器與機器之間的控制和交互，提升生產效率

智能制造背景下，工業軟件市場規模有望快速增長。2014年全球企業級軟件市場規模為3175億美元,同比增長5.5%，從2011年以來，全球工業軟件市場規模以每年6%的速度增長。工業軟件構成中主要以生產管理為主，占比超過50%，生產控制類及嵌入式軟件占比25%，其中研發設計類軟件的重要性有所提升，增速更快。同時，MES是連接管理層和執行層的重要軟件，隨著MES軟件的普及率提升，生產層面與管理層面的數據交互頻次和深度有望提升，進一步打開工業軟件市場規模空間。2014年全球MES行業市場規模約為67億美元，過去5年保持年均21.65%的高速增長，到2020年，MES行業市場規模有望達到150億美元，未來保持年均18%的復合增速。

圖中國工業軟件行業市場規模及預測（中商產業研究院）

圖2016年全球工業軟件市場結構（前瞻產業研究院）

生產控制類軟件的普及是精細化管理的基礎，研發設計類軟件成為產業升級的助力。國內制造業ERP等管理軟件相對普及，但應用深度不高，數據反饋速度慢，這是因為車間生產層面的自動化與信息化程度低，管理無法深入到車間層，管理精細化程度和效率受到限制。我們認為，智能制造背景下，車間設備的自動化程度以及MES軟件的覆蓋率提升將成為趨勢，實現基于數據深入到生產制造過程中的精細化管理。另一方面，隨著制造業的升級，產業形態逐步向“制造業微笑曲線”的兩端遷移，基于自主研發設計的智能化產品將是企業重點攻克方向，在此背景下，研發設計類軟件在國內的普及以及應用有望提升，基于產品全生命周期管理的仿真軟件有望成為產業升級的助力。

從市場格局的角度：

1、管理類軟件的格局相對穩定，國外SAP和Oracle拔得頭籌，國內用友網絡和金蝶國際等ERP廠商處于領先地位。

2、研發設計類軟件，這類軟件以國外龍頭為主，CAD產業的主導者是Autodesk和達索系統；仿真設計等產品的參與者包括Autodesk、西門子等公司。國內公司有一定市場份額，但穩定性和專業性有待提升。

3、生產控制類軟件：MES軟件帶有很強的行業屬性，定制化程度高，行業差異大且處于發展初期，競爭激烈程度一般。

表 工業軟件代表企業與發展特點（東方證券研究所）

細分領域	代表型企業	發展特點
研發設計	西門子PLM	通過并購實現全功能集成和整合，深耕行業定制化解決方案
歐特克Autodesk	業務線從設計到制造延伸，通過創新型產品拓展市場
達索Dassult Systems	增強CAD、CAE 集成能力，布局中高端市場
生產調度和過程控制	西門子、GE	啟動業務重組，通過自研和收并購布局工業軟件，建立工業互聯網平臺（GE建立Predix 平臺，西門子建立Mindsphere 平臺）整合跨行業的深度應用
ABB	重點布局機器人等智能裝備業務
業務管理	SAP、Oracle	業務向云端發展，深化ERP 的制造應用模塊
用友網絡	業務向云端發展，與中國地方政府簽訂工業互聯網平臺協議

軟件企業主動上云并研發工業APP。從上表可以看到，業務管理軟件廠商紛紛將向云端發展作為重要戰略。我們認為，未來制造行業逐步向“網絡化協同制造”和“C2M”發展，供應鏈管理和客戶管理軟件增長快，可鏈接可交互、數據在線化的云模式將扮演重要角色。ERP企業紛紛推動軟件上云，云化軟件在線化多租戶等特征，一方面有助于實現工廠產品的全生命周期管理，實現從設計到生產到運維的無縫鏈接與過程控制；另一方面有助于推動不同工廠不同部門的協同生產。國內外制造業管理軟件廠商均推動軟件上云。根據年報，SAP2017年上半年云服務收入占比達到16.6%；Oracle2016年云服務收入占比達到12%。國內ERP廠商中金蝶國際2017年云業務收入占比達到25%，而用友網絡云業務收入體量為4億元。

MES軟件是向上連接管理軟件，向下連接車間的重要樞紐

MES（生產過程執行系統）通過打通車間信息交互進行精細化管理，提升工廠自動化與智能化水平。ERP系統產生生產計劃后，MES系統將ERP產生的生產計劃落實到車間、生產線、設備、人員上面，進行車間排產計劃的制定與物資情況的追蹤，最終實現精細化管理。所以說，MES是向上連接管理軟件，向下連接車間的重要樞紐，是實現工業軟件大幅滲透的基礎。

表 ERP系統和MES系統的區別與聯系（互聯網）

	ERP	MES
總結	人機交互信息系統。業務管理級。企業的生產計劃是由上層管理系統ERP 來完成。	機器與機器交互信息系統。現場作業級。車間排產計劃則是由MES 的計劃管理系統來完成的
產品重點	重點在于財務，也就是從財務的角度出發來對企業的資源進行計劃，相關的模塊也是以財務為核心的展開，最終的管理數據也是集中到財務報表上。	MES 重點在于制造，也就是以產品質量、準時交貨、設備利用、流程控制等作為管理的目標。MES 有助于提升生產環節數據反饋效率。
管理范圍	ERP 管理的范圍比MES 大。	MES 管理比ERP 細。
管理對象	ERP 的生產計劃是以訂單為對象的前后排列，考慮到時間因素，以日為排列單位，先后日期依據銷售訂單和銷售預測的時間、制造提前期和原材料采購提前期、庫存等因素MRP（物資需求計劃）的邏輯來計算；是基于訂單的無限產能計劃。	MES 的生產計劃以生產物料和生產設備為對象，按照生產單元進行排程；以執行為導向，考慮約束條件，把ERP的生產訂單打散，重新計劃生產排程；是基于時間的有限產能計劃。
實現方式	ERP 主要采用填寫表單和表單拋轉的方式實現管理，現場收到的制造任務是通過表單傳達，現場制造數據也是通過填寫表單完成收集。	MES 是采用事件的方式實現管理，生產訂單的變化和現場的制造情況，通過MES 內置的WIP 引擎立刻觸發相關事件，要求相關人員或設備采取相應的行動。因此，MES可以減少數據的輸入工作，減少差錯，也提高了及時性。
適合客戶類型	自動化程度很低，甚至沒有底層控制系統的企業，ERP 中的車間管理和MES 具有相同的功能，沒有必要采購MES。	流程工業和高度數控化的離散制造業，生產排產管理比較精細的企業，對企業自動化程度有一定要求，穩定高效的數據采集方式是關鍵。
兩者聯系點	兩者的核心是滿足客戶的生產交付。MES 生產計劃是ERP 生產計劃的基礎和保證。MES 生產計劃接收上層管理系統ERP 傳遞下來的生產計劃。能夠保證即時將車間生產的實績信息傳遞給ERP，以使ERP 可以了解計劃執行情況，進行倒沖，排產。將ERP 制定的生產計劃以生產物料和生產設備為對象，進行打散，重新排產。

圖從信息傳遞看ERP和MES（速威）

圖從事件反映事件看ERP和MES（Smarttimes）

圖MES產品的軟件模塊（嘉益仕）

MES軟件未來市場空間廣闊，復合增速保持在40%左右。2014年全球MES行業市場規模約為67億美元，過去5年保持年均21.65%的高速增長，到2020年，MES行業市場規模有望達到150億美元，未來保持年均18%的復合增速;國內市場來看，我國國內2014年MES行業市場規模約為26億元，同比增長25%，預計到2018年市場規模將達到100億元，未來平均增幅保持在40%左右。并且從增速對比，國內MES市場相對于國際市場增速顯著更高，這也得益于國內較大的工業自動化改造實踐。

MES軟件行業有以下特點

01

定制化程度高，行業差異大：一方面，不同工廠，不同車間，甚至到不同的生產線，其信息化需求各異；另一方面，MES對于時間要求高，MES宕機一分鐘，可能生產線就得停。需要貼近現場量身定制，甚至可能是代碼級的變化。對于不同行業的MES軟件，其差異化更大。

表 不同行業MES 軟件的高頻使用模塊與核心痛點（東方證券研究所、互聯網）

行業	高頻使用模塊	核心痛點	相關廠商
機械裝備	工序詳細調度、生產單元分配模塊	提高勞動生產率
汽車及零部件	過程管理與數據采集模塊，追溯與產品清單管理模塊	物料信息及時反饋、產品追溯與追蹤以及提高勞動生產率	羅克韋爾，易往信息，嘉益仕
電子電器	質量管理、資源分配和狀態管理模塊	提高勞動生產率
冶金及石化	數據采集、質量管理、追溯與產品清單管理模塊	物料及時反饋、及時防錯與預警以及多工廠的應用	Honeywell(高端)、國內的中控、和利時、石化盈科
煙草和飲料	質量管理、追溯與產品清單管理模塊	物料及時反饋、及時防錯與預警	GE和西門子

02

需要與ERP和自動化設備對接集成：若要打通從辦公室到工廠車間的信息化道路，MES與ERP的對接必不可少，其中涉及接口對接、二次開發等內容。同時，若要實現自動化的信息輸入與設備的調配，則需要與自動化設備對接集成。在已實施MES的企業中，集成主要與ERP實現集成，僅有43%的企業實現了與自動化設備集成。

03

行業分散，參與廠商數量多：由于MES高度定制化的特點，中國MES廠商數量多。包括下表中不同類型的廠商。

表 MES行業參與方類型與特點（e-works、東方證券研究所、互聯網）

類型	特點	代表廠商
自動化廠商	有自動化硬件設備背景、與底層自動化生產相銜接有先天優勢	GE、Siemens、Rockwell、Honeywell 等跨國企業
自動控制軟件商	具有SCADA、HMI 等自動控制軟件背景	Wonderware、施耐德電氣、AdAstr、浙江中控
原MES 組件商	自動識別、質量管理、組態系統等某個MES專業領域出身，逐步向MES 整個領域滲透	艾普工華、易往信息、嘉益仕、速威、靈蛙
大中型制造企業的自動化部門	背靠母公司、具有行業優勢和客戶優勢	石化盈科、寶信、韓國浦項
管理軟件和咨詢服務提供商	ERP、PLM 軟件商，實施經驗豐富	SAP、甲骨文、西門子、明基逐鹿、開目
高校背景企業	依托高校技術中心和研究人才逐漸發展	浙江中控（浙江大學）、艾普工華（華中科大）、大連華鐵海興（大連理工）、嘉益仕（南工程）
獨立MES 開發商		Camstar

MES發展前期，主要機會在于實施服務商。MES軟件帶有很強的行業屬性，定制化程度高，行業差異大。所以MES軟件行業形成了參與者眾多，市場分散的格局。基于MES軟件的實施服務市場規模將大于MES軟件本身，國內ERP軟件實施服務商如漢得信息、賽意信息等公司均進入MES軟件及實施服務領域。

PLM軟件提升產品力，將迎來加速滲透

根據業界權威的CIMDATA的定義，PLM是一種應用于在單一地點的企業內部、分散在各個地點的企業內部、以及在產品研發領域具有協作關系的企業之間的，支持產品全生命周期的信息的創建、管理、分發和應用的一系列應用解決方案，它能夠集成與產品相關的人力資源、流程、應用系統和信息。PLM、CRM（客戶關系管理）、SCM（供應鏈管理）和ERP四者共同管理了制造業企業的整個業務流程。來自Aberdeen公司的分析顯示，企業全面實施PLM后，可節省5~10%的直接材料成本，提高庫存流轉率20~40%，降低開發成本10~20%，進入市場時間加快15~50%，降低用于質量保證方面的費用15~20%，降低制造成本10%，提高生產率25~60%。

圖PLM系統架構（Oracle PLM）

PLM是制造業轉型不可缺少的核心技術

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PLM支撐個性化定制服務：目前工業品消費需求朝著客戶定制型產品發展，產品的個性化離不開PLM的支撐。PLM提供合適的部件，能保證用戶所選的部件能與其他部件一起正常運轉，且保證產品質量。個性化定制的產品交付用戶以后，后續服務仍然需要PLM的信息支持。

02

PLM支撐工業向“微笑曲線”的兩端轉型：目前我國制造業仍處于利潤最低的中間制造階段。PLM可以在開發、生產、服務過程協同企業已有資源，同時提升研發和服務效率，幫助企業向著附加價值大的研發和營銷端轉型。

圖PLM在整個生產流程都有重要作用（Oracle PLM）

PLM市場參與方主要有3類，隨著工業互聯網的普及行業應用將更加廣泛。據CIMData分析，到2020年中國主流PLM市場將達到17.8億美元。根據起源和發展方向的不同，PLM廠家可分為三類：

1、CAD（管理軟件計算機輔助設計）背景的PLM廠商：CAXA、Siemens、PTC、Dassault；

2、ERP背景的PLM廠商：SAP、Oracle、金蝶、用友、鼎捷；

3、獨立背景的PLM廠商：上海思普、清軟英泰、浙江大天。

PLM產品具備行業屬性，我們認為隨著工業互聯網的普及，PLM行業化應用將更加廣泛。

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工業互聯網平臺助力軟件企業打開發展空間

軟件企業參與工業互聯網平臺具備優勢。軟件是工業互聯網平臺的關鍵部分。軟件企業從SaaS向PaaS邁進將有望參與工業互聯網平臺的競爭。而軟件企業由于具備客戶基礎和應用場景，在工業互聯網平臺當中具備優勢。

軟件企業參與工業互聯網平臺，PaaS能力是關鍵。建設工業PaaS平臺有助于知識經驗復用與開發者集聚：將細分領域的工業技術、知識、經驗、模型等工業原理封裝成服務功能模塊，有助于海量的細分領域工業APP的開發，與工業用戶之間形成相互促進、雙向迭代的生態體系。ERP軟件廠商具備海量用戶，疊加PaaS技術能力，將有望吸引開發者聚集在工業互聯網平臺上，形成生態體系。用友的“精智”工業互聯網平臺，其PaaS層提供設備管理、安全認證、數據分析、機器學習等服務，SaaS層提供云化工業軟件如協同辦公，營銷采購等應用。

圖用友工業互聯網平臺架構圖（用友）

軟件企業圍繞自身業務拓展需求，借助工業互聯網平臺實現能力拓展。軟件企業通過布局工業互聯網平臺，全面獲取生產現場數據和遠程設備運行數據，并通過這些數據與軟件的結合，提供更精的決策支持并不斷豐富軟件功能。其中，管理軟件企業依托平臺實現從企業管理層到生產的縱向數據集成，提升軟件的智能精準分析能力：例如SAPHANA平臺，基于平臺接入BI分析功能，實現管理軟件的智能化。設計軟件企業借助平臺獲取全生命周期數據，提升軟件性能，進而形成基于數字孿生的創新應用：例如PTCThingworx平臺基于大量的設計模塊，實現產品研發設計，大幅節約設計研發周期。