2022年工业互联网提高产业链供应链现代化水平研究报告.pdf
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1、!#$%#&()*+,-&./0100234/!#$%#&()*+,-&./0100234/!#$%$()*+,-./0!#$%$()*+,-./0!2020#1234567$289:80;./?01234567$289:80;./?0!#$%&()*+,!#$%&()*+,!2022#$#$!#$%$()*+,-./0!#$%$()*+,-./0!2020#!当前我国面临的国际国内形势日趋复杂,产业发展环境发生深刻变化,产业链断链风险加剧,亟需增强产业链韧性,提高产业链供应链现代化水平,维护产业链供应链稳定安全。工业互联网由于其!#!$#!%的行业特性,技术创新活跃,新兴应用
2、频现,与各领域深度融合,深刻改变产业链供应链运行方式和管理模式,对推动产业体系优化升级、提升行业发展质量的战略作用日益凸显。&()*+,-./012+345367849:;?+A*+,-.BCD?EFG#HIJ#E3KLMN8O)PQ?+RST5AUVWXYZ$D)_2+3453aTbc#def#E3ghijklm。如新能源汽车产业,依托工业互联网赋能设备管理、过程管理、品控管理及全生命周期管理等,对产品生产全流程进行统一纳管,实现全链条系统智能,助力产业链供应链更加创新、协同、共享和绿色。我们在对新能源汽车行业产业链供应链现代化水平、工业互联网赋能工具等进行深度研判分析基础上,提出行业开展产
3、业链发展水平诊断方法论和诊断方案,总结提炼工业互联网赋能产业链供应链的nopqinr!*s,意在为各行业利用工业互联网对产业链供应链进行针对性整合重构和智能升级、助力产业链供应链现代化、实现行业高质量发展提供可供参考的建议,希望能对政策制定者、行业专家、相关企业等有所启示。#$一、利用工业互联网加强产业链供应链现代化是新时期发展的大势所趋.1(一)产业链供应链现代化的内涵和特征.1(二)加强产业链供应链现代化的必要性和紧迫性.4(三)加强产业链供应链现代化将面临诸多新问题和新挑战.5(四)工业互联网促进产业链供应链现代化的机理.6 二、工业互联网提升产业链供应链现代化水平分析以新能源汽车产业为
4、例 9(一)影响产业链供应链现代化水平的关键点剖析.9(二)产业链供应链关键点现代化水平的分析研判.12(三)工业互联网赋能产业链供应链现代化的典型应用.17 三、工业互联网赋能产业链供应链现代化的实践总结和启示建议.30(一)工业互联网赋能产业链供应链的一般路径.30(二)利用工业互联网促进产业链供应链现代化的策略建议.32%#$图 1 产业链供应链现代化的内涵和特征.4 图 2 产业链供应链现代化的内涵和特征.7 图 3 新能源汽车产业链视图.10 图 4 我国纯电动车 ADAS 自动驾驶各功能前装市场渗透率.11 图 5 影响新能源汽车产业链发展水平的关键环节.12 图 6 各企业围绕
5、IGBT 专利布局数量情况.13 图 7 海克斯康 Cradle 仿真分析软件助力电池热管理系统设计.20 图 8 工业互联网赋能新能源汽车产业链供应链高效创新视图.20 图 9 福田汽车工业互联网顶层架构与系统互联架构图.23 图 10 海克斯康工业互联网平台赋能制造全流程协同.23 图 11 工业互联网赋能新能源汽车产业链供应链协同联动视图.24 图 12 华为整合全链条供应商实现资源开放共享、系统整合和智能调度.26 图 13 工业互联网促进产业链供应链开放共享.27 图 14 海克斯康新能源汽车异性材建模仿真分析解决方案.28 图 15 智能温控开关管理系统示意图.29 图 16 中汽
6、企业级电池标识解析应用服务平台.29 图 17 工业互联网促进产业链供应链绿色低碳.30 图 18 工业互联网赋能产业链供应链现代化的一般路径.32 图 19 各行业利用工业互联网赋能产业链供应链现代化的方法论.34$表 1 自动驾驶技术国内外创新能力比较.14 表 2 新能源汽车行业关键环节发展水平诊断结论.16 工业互联网提升产业链供应链现代化水平研究报告以新能源汽车产业为例(2022 年)1()*+,-./012,34536789:;?ABCD产业链供应链现代化是构建新发展格局的重要内容和应对国际国内形势挑战的重要任务,工业互联网作为信息化基础设施的重要方向和主要构成,成为提升产业链
7、供应链现代化水平的重要赋能工具,作用更加凸显。!#$%&(&)*+,-./01!#$%&(&)*+,-./01 产业链是产业经济学概念,不同时期、不同学者从不同视角对产业链给出不同定义,最为典型的包括赫希曼的“组织论”、迈克尔.波特的“价值论”及国内学者提出的“过程论”等。2004-2010 年,国内学界对其内涵、功能、特征等进行了广泛讨论,但总体而言,国内对产业链的研究仍主要围绕波特价值链、制度经济学、现代产业组织和经济规则等经济理论,尚未形成特殊的分析框架和完整的理论体系。对供应链的研究则开展较早,管理学上对其也有明确定义,2017 年,我国关于积极推进供应链创新与应用的指导意见(国办发2
8、01784号)提出“供应链是以客户需求为导向,以提高质量和效率为目标,以整合资源为手段,实现产品设计、采购、生产、销售、服务等全过程高效协同的组织形态”。党的十九届五中全会从国家层面提出“推进产业基础高级化、产业链现代化,提高经济质量效益和核心竞争力”。此后,国内掀起研究“产业链供应链现代化”的高潮。从研究视角来看,国内学者对“产业链供应链”的主要视角可以分为三大类。ntUuvwxLIJy6,如刘志彪(2020)认为,工业互联网提升产业链供应链现代化水平研究报告以新能源汽车产业为例(2022 年)2 增强产业链供应链自主可控能力,至少要实现:产业创新性、产业安全可控性、产业间联系的紧固性、区域
9、间产业的协同性、产业组织灵敏性和柔性、产业链治理的现代性。ztU%3LIJy6,如黄群慧(2020)认为,提升国家产业链供应链现代化水平是指一个国家推进其产业链供应链向高附加值延伸、强化其产业在全球价值链各环节的增值能力、实现在全球价值链的地位升级的过程。|tUbc#ef#EHIJy6)对产业链供应链现代化做出界定,如盛朝迅(2019)提出,现代化的产业链一般具有强大的创新能力、高端的引领能力、坚实的基础能力、良好的协同能力、较强的全球产业链控制力和治理能力、较高的盈利能力、完善的要素支撑能力和可持续的绿色发展能力等特征。综合对政策文件和理论文献的系统研究,本报告认为,2+3453aT)t/5
10、1c67L)1Lic“”L)8O2+3453d45)sbc#ef#wBC#gh)4 2iL_。/w?iJE)-2+3453aT/3iTJ(如图 1)。具体来说,3t2+33)sn#L_)即面对国际科技封锁和突发事件等风险冲击,能够及时进行风险应对和弹性恢复,保证各环节稳定运行,包括原材料供应、零部件生产、资源配置等各方面的可控、可替代和柔性。wx是产业链供应链自主可控、不被其他国家和地区“卡脖子”的能力,包括工业互联网提升产业链供应链现代化水平研究报告以新能源汽车产业为例(2022 年)3 产业链整体国产化、核心部件/设备自主可控、智能产线/关键装备自主可控等。w指产业链供应链集中度相对分散,
11、一旦某环节供应商、生产基地等出现供应中断,能够迅速从其他地区的供应商、生产基地等进行资源物料调度补充的能力,包括硬件、软件和原材料供应等具有可替代性。是指产业链供应链具有多元生产组织或管理方式而非限于一种方式、一种渠道,以更好地适应外部环境变化和充分结合生产主体的技术水平、生产能力、行业特性等,包括生产制造灵敏性和柔性、物流供应灵敏和柔性等。Tt2+34533L(_L7iO)即坚实牢固的前提下产业链供应链更具效率和竞争力,具体包括创新能力、运行协同能力、要素资源协调配置能力和可持续发展能力。bc是指产业链供应链利用新的创新要素、创新工具、创新技术、创新模式等打破固有组织模式、管理方式等,进行生
12、产、管理、产品等创新的能力。是指产业链供应链通过统筹协调、技术创新应用等使产业链供应链用更少的成本、更优的运行等显著降低和减少信息不对称,面向全流程、全生命周期、全产业生态实现更高设备运行效率、要素利用效率、组织协同效率的能力。wBC是指产业链供应链的运行和发展不超过环境承载能力,以更少的资源投入和能源消耗实现更多的产出效益的能力,包括设备可持续运行、资源材料可持续利用、能源可持续利用等。工业互联网提升产业链供应链现代化水平研究报告以新能源汽车产业为例(2022 年)4 来源:中国信息通信院 图图 1 产业链供应链现代化的内涵和特征产业链供应链现代化的内涵和特征!2#34$%&(&)*+,56
13、7/897!2#34$%&(&)*+,567/897 2+3453aTt1N#67vQL)s 中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五年远景目标的建议在“推进产业基础高级化、产业链现代化”中提出“锻造产业链供应链长板”和“补齐产业链供应链短板”等重点。相关内容明确了其对经济发展和国家安全的地位作用,为指导产业链供应链建设、促进全链条增值提供了方向和指引。!E2+3i1L)01c67)2+3i67c#cnF)E67yaW#W)L2+345367金融危机后,产业链输出国推动回归,输入国推动产业链延伸,全球产业链呈收敛态势。特别是疫情以来,多数国家都遭受生产中断、供应链停摆冲击,各
14、国纷纷聚焦产业运行“效率”和“安全”开展行动。工业互联网提升产业链供应链现代化水平研究报告以新能源汽车产业为例(2022 年)5 全球产业链部分出现明显收缩,呈现分散化、多中心化的新特征。nF)1PD67K)ETO2+#PQ12+Ot67vQLapq从产业基础看,我国制造业规模庞大、体系完备、配套齐全,具有较强的产业链生态优势。从经济总量看,2021 年我国 GDP 总量连续第二年超过 100 万亿人民币,有了超大规模的经济基础。从消费需求看,我国是全球第二大市场,人均 GDP 连续第三年超过 1 万美元,消费升级逐步加快。总体来说,我国已成为全球产业链供应链的重要节点,发展高质量内循环条件成
15、熟,为未来构建自主可控、安全可靠的国内生产供应体系奠定了现实基础和发展环境。!:#34$%&(&)*+;?AB/CD!:#34$%&(&)*+;?AB/CD!)3#$%)2+3&ETZ(T)2+3453*+l,n)012+3453x_-.)E2019 年,工程院对 26 类有代表性的制造业产业开展产业链安全性评估,评估结果显示,6 类产业自主可控,占比为23%;10 类产业安全可控,占比为 38.5%,但有 2 类产业对外依赖度高,占比为 0.77%,8 类产业对外依赖度极高,占比高达 30.8%。,z)/01v#V2v34)2+34536756当前全球化遭遇逆流,大国博弈不断加剧,由此带来的
16、产品断供和科技脱钩威胁使得我国关键零部件和核心技术受制于人的“卡脖子”风险大幅度上升。特别是美近年来持续利用实体清单、贸易审查等各类手工业互联网提升产业链供应链现代化水平研究报告以新能源汽车产业为例(2022 年)6 段对我国重点企业和产业加以遏制,冲击我国产业链供应链安全稳定。,|)E789:)012+345356;。2020 年以来,新冠肺炎疫情全球大流行,世界经济陷入深度衰退,全球性外贸订单减少,生产能力下降,叠加原油市场大幅波动、金融市场剧烈震荡等因素,作为全球经济贸易的深度参与方,我国产业链供应链不可避免受到较大冲击。IJ)(?|i?ABCDE/:;F。动力电池1在新能源汽车中成本占
17、比最高,约 40%,其次是电机和电控,占比分别为 15%和 12%。新能源汽车后市场服务市场空间更大。行业机构预计,到 2035 年整车销售及零配件的利润占比将从目前的 64.8%下降到 46.6%,智能网联和移动出行的利润占比将从目前的 0.8%上升到 27.4%,软件服务成为行业利润新增长点。2.hijklmIHalmn$op(&qrgRST U67GH)I$.-J3KL#?dM$T2Nc453LO)tcPQM67L:;1 动力电池流程复杂、相对独立,暂不在本报告中详细展开分析。工业互联网提升产业链供应链现代化水平研究报告以新能源汽车产业为例(2022 年)11 F。(?F,新能源汽车借助
18、工业互联网实现与$.-的叠加交汇。未来智库统计,2020 年我国 ADAS 主动刹车渗透率高达 33.1%,智能座舱、自动驾驶、车联网等功能加速推进(如图 4)。?dMNF,$T2成为企业提升市场竞争力的必然选择。消费者对个性化、定制化的产品需求日益增强。453F,多方企业参与的“.RS”逐步形成。新型供应链体系加快重塑,涵盖了宁德时代、比亚迪等动力电池提供商、华为、百度、腾讯等互联网巨头、吉利、上汽、一汽等传统车企,以及未来、小鹏等新势力厂商。数据来源:未来智库 图图 4 我国纯电动车我国纯电动车ADAS自动驾驶各功能前装市场渗透率自动驾驶各功能前装市场渗透率 3.stuv_wxalmIHg
19、RST U“”TUIJ)cPQM(?LVQi$.-FZL$T2WXYZ)-J(cPQML67_#a等短板威胁产业安全健康发展,汽车研发用的设计与模拟软件、车规级计算芯片、车规级功率半导体、高精度传感器等严重依赖国外。b:;cd待突破,高品质电工钢、非晶合金铁芯等材料仍在探索研究中。:;e进口依赖严重,特别是搭载工业互联网提升产业链供应链现代化水平研究报告以新能源汽车产业为例(2022 年)12 于新能源汽车的智能核心系统部件以外资占主导。总体来看,|F降成本空间较大,技术壁垒高,与国际先进水平差距大,$.-#$2发展可满足上游分散化的供给和下游差异化的需求,部分元器件、关键材料等与国际先进水平
20、存在较大差距,ABCDE将衍生新模式新业态,增值空间较大。上述关键节点对新能源汽车的产业链供应链现代化水平有较大影响(如图 5)。来源:中国信息通信研究院 图图 5 影响新能源汽车产业链发展水平的关键环节影响新能源汽车产业链发展水平的关键环节!2#$%&(&RST)*+PQ,yVz!2#$%&(&RST)*+PQ,yVz 按照不断链、高级化两大维度,新能源汽车产业链供应链现代化发展仍存在电机电控创新性不足,自动驾驶可控、可替代水平亟待提升,智能化生产的可控、可替代、柔性化水平不足等问题。1._L_|)*+PQz fxF)snwx)ghijkl):;mn)bco8wxiwF)电工业互联网提升产业
21、链供应链现代化水平研究报告以新能源汽车产业为例(2022 年)13 机电控总体国产化程度较高。国产新能源汽车品牌在国内市场占比超过 50%,且市场份额排名前 5 的企业均为国产品牌。但高端核心部件外部依赖度仍然较大,如高端 IGBT(绝缘栅双极型晶体管)器件 90%仍依赖进口。2+pqrsiF)新能源汽车供应模式灵活多样。一方面,比亚迪、精进电动等龙头企业依托自身优势uvn电驱动系统。另一方面主机厂与第三方配套商开展多种形式Lt:一是通过技术并购迅速切换赛道,例如博格华纳先后收购供应商雷米国际、电控专家 Sevon、电驱动公司 Rinehart Motion Systems 等实现电动化。二是
22、通过股份合作实现优势互补,例如日本电产株式会社、广汽零部件有限公司合作投资建设广州尼得科,合作开发集成驱动系统。bcF)我国电机电控厂商与国外头部企业相比仍存在差距。一是研发投入较低,如中车时代电气 2020 年研发支出为 16.9 亿元,远低于意法半导体和英飞凌科技的101亿元和89亿元研发投入。二是专利布局的广度和深度明显低于国外头部企业。龙头企业比亚迪围绕 IGBT 的专利产出数量明显少于国外头部企业(如图 6)。!#$%&(&)*+,-./&012345678-9:;图图 6 各企业围绕各企业围绕IGBT专利布局数量情况专利布局数量情况 2.lmIH)*+PQz$.-F)b$Tha#u
23、vEkDw)工业互联网提升产业链供应链现代化水平研究报告以新能源汽车产业为例(2022 年)14 _iijxyzL|)wx#wl-l!wxiwF)多传感器融合、计算芯片、线控制动等核心技术目前掌握在国外少数企业手中。从感知层来看,国产乘用车毫米波雷达渗透率不足 5%。从执行层来看,电控制动领域基本被博世等国外 Tier1 巨头垄断,电控转向领域,博世、采埃孚、捷太格特、日本精工等国际巨头领先地位稳固。2+pqrsiF)企业参与自动驾驶产业链建设方式多元。一是部分车企开放系统平台寻求多方合作。比亚迪搭建智能驾驶技术平台 D+向全球开发者开放341 个传感器和 66 项控制权。二是传统主机厂通过合
24、作提高前沿技术研发效率。宝马、奔驰与奥迪通过持股 Here 地图进一步控制自动驾驶的核心技术。三是造车新势力通过高度自研持续构建产品竞争力与技术壁垒。特斯拉早期外采 Mobileye 的 EyeQ3 芯片+摄像头半集成方案,随着定制化需求的增加,目前自研定制 AI 算力的 FSD(全自动驾驶)芯片。bcF)国内企业在芯片、算法、传感器等关键领域与国际头部企业相比还有较大差距(见表 1)。表表 1 自动驾驶技术国内外创新能力比较自动驾驶技术国内外创新能力比较 毫米雷达波 毫米雷达波 车规级芯片 车规级芯片 芯片算力 芯片算力 主流车载总线技术主流车载总线技术 国外国外 英飞凌、恩智浦等早已实现
25、ASIL D 等级芯片大规模量产 英飞凌、恩智浦已实现 ASIL D等级芯片大规模量产 英伟达已量产大计算能力系统级芯片计算能力达30 TOPS 以上 主机厂已研发、试验应用 10Mbit/s左右带宽的加密传输控制命令总线技 2 自动驾驶是智能网联的高级形态和重要内容,其现代化水平将对智能网联的发展水平具有重要影响,本报告将自动驾驶作为研判智能网联现代化水平的重点。工业互联网提升产业链供应链现代化水平研究报告以新能源汽车产业为例(2022 年)15 术 国内国内 刚涉足前装市场,量产经验不足 具备车规级自主研发能力的芯片企业较少,目前没有量产产品 主要以深度学习加速芯片为发力点,目前单芯片计算
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