2023年中国工业数字化软件白皮书.pdf
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1、12023年8月2023年中国工业数字化软件白皮书2资料来源:国家统计局、沙利文研究工业增加值及占GDP比例,中国,2018-2022工业行业关乎国民经济命脉工业行业为经济增长提供稳定动力工业转型升级势在必行改革开放以来,我国工业行业一直保持较快增长速度,是国民经济的重要一环。目前,规模以上工业企业数量已突破40万家,2022年工业增加值达40.2亿元,占整体GDP比例为33.2%。工业总体实力再上新台阶。各种经济类型蓬勃发展,市场主体活力迸发,各类型工业企业快速成长,外资外贸保持增长,市场融合拓宽加深。近几十年以来,工业经济始终保持较快增长,对国民经济平稳增长形成有力支撑,从2018年至20
2、22年,工业增加值年复合增长率为7.5%,远高于世界其他主要经济体增长水平。2022年,我国工业增加值比上年增长7.2%,工业增长成为我国GDP增长的有力推动力。作为中国经济命脉,推动工业转型升级,实现从传统制造业向高端制造业、智能制造业转型,是发展的必然趋势。工业转型升级有利于优化工业结构,加快科技创新和产业升级,提升企业盈利能力,促进高端制造业和新兴产业的发展,同时提升我国工业经济的自主可控能力,使工业经济更具可持续性和竞争力。30.131.231.337.540.2010203040506002551035152030201832.831.630.932.633.220192020202
3、12022CAGR:+7.5%亿元%中国工业行业重要性工业行业作为驱动各行各业的增长引擎,长期以来是国民经济增长的关键助推器,工业结构优化转型、工业生产提质提效、高端制造与科技创新将成为工业行业未来发展趋势工业增加值占GDP比例3资料来源:沙利文研究“制造”向“智造”数字化、网络化、智能化推动工业转型升级,为产业链赋能、赋智。同时,数字化、自动化可以提高生产精度和稳定性,为企业带来提质增效的变革。打破数据孤岛,提升产能在数字化协同推动下,产业链不协同带来的资源浪费、产能浪费可以通过数据中台及业务中台得到有效缓解,降低能耗,提升生产效率,打破数据孤岛,实现信息共享和协同,优化传统生产管理流程,提
4、高生产效率和质量水平。推动产业协同发展与工业转型虚拟工厂、调度中心及产业云协同有效推动产业间协同高效运转,帮助制造业实现技术密集型转型,推动工业模式转型与产业结构升级。传统方式高消耗低质效传统工业的各个业务功能及对应数据及指标较为分散,数据和业务孤岛导致能源消耗高、环境污染严重、低质量且低效率等问题,不仅带来人力、物力及财力的损失,也大大降低了生产效率及发展质量。产业链上下游协同乏力传统工业行业产业链的上下游协同水平较低,供应链管理效率低下,存在产业孤岛及产业链不协同带来的资源浪费、环境污染与产能利用效率低等问题。生产材料利用率低下传统制造业由于工厂及业务之间缺乏工业机理积累,远程指挥及粗糙的
5、跨部门协调体系导致资本回报率低,难以高效利用材料、研发及劳动力资源。工业行业痛点数字化激活工业中国工业行业痛点及数字化赋能分析传统工业模式由于存在数据孤岛、信息孤岛、地理孤岛、产业孤岛等问题,存在高能耗、高污染及低回报等痛点,工业数字化通过数据中台控制塔、工业互联网、产业云协同等数字化解决方案推动制造业加快步伐迈入“智造时代”4资料来源:沙利文研究萌芽期200020152020-至今初期探索期推广应用期智能转型期2000年党的十五届五中全会明确信息化的战略地位,提出“信息化是覆盖现代化建设全局的战略举措”,深刻剖析了近年来信息技术的突飞猛进给全世界带来的巨变,为新世纪加快推进国民经济和社会信息
6、化积累了经验,奠定了思想基础。2015年,国务院正式印发中国制造2025规划纲要,明确提出要实现“智能制造”的目标。同时,国务院出台了促进大数据发展行动纲要,指出工业制造是国民经济的主体,大数据是工业发展的必然选择,企业是推进大数据创新的主体,再次强调了工业与数字化结合。2017年,国家启动了“工业互联网”行动计划,推动工业数字化和智能化的深度融合。随着新冠疫情的到来,企业和政府数字化转型进程加速发展。2020年,国务院印发了关于加快推进数字产业高质量发展的意见,提出要推动工业数字化绿色化融合发展,实现工业高质量发展和生态文明建设的双重目标。20102011年,国务院印发了关于加快推进工业化和
7、信息化深度融合的指导意见,首次提出了“智能制造”概念,初步形成“两化”体系。20062006年国务院印发国家信息化发展战略(20062020年),提出“以信息技术促进产业升级”的战略目标,是应对国际信息化竞争的需要,是满足经济社会发展的需要,是满足我国信息化实践自身的需要。两化融合期中国工业数字化发展历程21世纪以来,我国工业数字化从顶层设计逐步落实到各行业、各产业、各生产环节的生产实践中去,工业数字化已初有成效,未来国家将着力推动信息化与工业化的两化深度融合,全力加速工业数字化转型2021年底,工业和信息化部印发“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划,2022年底,国家市场监督管理总局发布
8、2022年第13号中国国家标准公告,批准信息化和工业化融合 数字化转型 价值效益参考模型、信息化和工业化融合管理体系 供应链数字化管理指南、信息化和工业化融合管理体系 生产设备运行管理规范和信息化和工业化融合管理体系 生产设备运行绩效评价指标集四项国家标准。国家将两化深度融合作为发展工作重点,全力加速工业数字化转型。5研发设计全线协同生产控制模式升级整体优化运维服务提升经营管理效能资料来源:沙利文研究缩减研发成本数字孪生模型、虚拟仿真的协作设计平台等帮助企业“零成本”试错、高效完成等同于传统模式下的产品功能、工艺、性能、结构强度等方面的验证多部门间同步协作,模拟多种场景进行成品预演,实现产品精
9、细化、精准化研发增强研发协同数据全面赋能建设数据运营体系,强化内外数据的采集、融合、分析、应用、治理能力建设,实现数据在应用系统、软硬件设备、生产设备以及人之间的有序流动,达成“数据-信息-知识-智慧”的价值跃迁。数据运营体系为企业经营管理等提供科学决策和精准执行数据运营体系智能生产策略利用数字技术对生产机组的运行状态和运行环境等进行实时监控和模拟仿真运行,及时制定各生产机组的最优运行策略,变革传统模式,提高生产效率对生产过程进行实时监测、预警、自动控制与生产优化,提升生产自动化水平与安全管控能力,优化生产管理流程,降低生产成本,提高生产效率运行实时监测提高运营效率及时制定各生产机组的最优运行
10、策略,实现智能排产、智能控制和智能决策,改变传统行业生产运营模式,有助于提高整体运营效率,降低过程能耗与成本投入在设备健康管理、工厂生产、供应链协同、安全监控等方面,数字化体系可以整体提升运营和维护质量提升运维质量中国工业数字化必要性分析工业数字化从研发设计、生产控制、经营管理及运维服务四大核心维度全面提升企业效能,数字化体系与智能制造模式帮助企业实现精益化发展,产业实现结构性升级6资料来源:沙利文研究020301 数字化转型是推动经济转型升级的重要手段,有助于实现从传统制造业向智能制造业的转变。数字化技术能够帮助企业实现生产过程的自动化、智能化和优化,进而提高生产效率和质量,降低成本。这将有
11、助于提高中国制造业的核心竞争力,推动工业结构升级。数字化技术可以实现资源的精细管理和节约利用,降低能源消耗和环境污染,推动中国工业向绿色、可持续发展方向转变。通过引入智能制造技术,企业可以实现生产过程中能源和原材料的高效利用,从而降低废弃物排放和环境污染。同时,数字化技术还可以促进循环经济和绿色生产模式的发展,有助于实现可持续发展目标。经济转型升级提升中国制造业竞争优势 工业数字化的发展有利于优化生产流程,实现生产自动化和智能化。智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理等新模式、新业态得以发展。工业数字化有利于推动网络化、智能化发展基础更加坚实,并带动提质、增效、降本、绿色、
12、安全发展成效不断提升。与此同时,技术创新能力进一步提升、产业生态逐步健全、企业信息安全保障能力增强等均有助于全产业链各领域高质量发展。推动经济社会高质量发展 工业数字化技术在优化供应链管理、推动全平台信息互通、数据共享、标准统一方面具有重要作用。通过大数据、云计算、物联网、5G、人工智能等技术,大力发展融通应用,加快行业数据标准推广统一,帮助企业实时获取供应链各环节的数据,实现信息透明化和快速响应,进而实现产业协同发展。生产环节有机融合协同发展 发展趋势中国工业数字化发展趋势工业数字化为设备连通性、生产高效性、施策精准性提供全链条支撑,推动各行业、各平台协同发展,打造“虚实相融”的数字化工业核
13、心竞争力7 工业数字化解决方案指通过应用信息技术、通信技术、大数据、人工智能、物联网、虚拟现实等数字技术手段,对工业生产过程进行全面优化升级的一种整体方案。它将工业生产和制造企业的各个环节紧密结合,实现资源与信息高效共享,提高生产效率与管理水平,推动企业整体竞争力提升,最终实现工业行业的转型升级。工业数字化解决方案可分为工业数字化硬件与工业数字化软件两种,能够针对生产效率、生产质量、定制化研发、能源消耗、设备维护与管理、信息孤岛、市场营销与产业协同等工业行业发展痛点提供智能、灵活的解决方案。作为数字经济发展的“新引擎“不断融合制造业、采矿、能源等多个场景,拉动各行业实现技术创新、模式升级、效能
14、提升与转型发展。资料来源:沙利文研究工业企业数字化软件研发设计类 支持产品开发、设计和优化过程,包括CAD、CAE、CAM、PLM等生产控制类 支持生产过程的自动化、信息化和智能化,包括MES、PLC、DCS、SCADA等工业企业数字化硬件芯片 应用于各类工业设备、系统和工业自动化解决方案的核心微电子元件工业机器人 具有多关节自由度和可编程功能的自动化设备,包括笛卡尔坐标类、SCARA等传感器 实时监测工业生产过程中的各种参数智能仪器仪表 对工业生产过程参数智能化测量和分析的一类设备控制器 用于实现自动控制和监测生产过程的核心设备工业数字化硬件是指在工业生产和制造过程中,应用数字技术以实现自动
15、化、信息化和智能化的一类硬件设备。工业数字化软件是指应用于工业生产和制造过程中,智能化和优化工业企业各个运作环节的一类软件系统。运营服务类 支持企业的运营、维护和服务活动,包括APM、PHM、MRO等经营管理类 支持企业的日常管理、决策和协同工作,包括ERP、CRM、EAM、KA、SCM等其他类 包括过程集成类软件等,例如PLM、PDM、工业互联网平台中国工业数字化解决方案定义及分类工业数字化解决方案依托信息技术、大数据、人工智能、物联网等数字手段,以硬件及软件为工业企业的研发、生产、运营维护及管理等各环节赋能,推动工业企业数字化转型8资料来源:沙利文研究政策名称颁布主体颁布日期关键内容数字化
16、转型管理参考架构等五项数字化转型国家标准国家标准化管理委员会2023年数字化转型管理参考架构数字化转型管理能力体系建设指南数字化供应链体系架构数字化供应链成熟度模型和数字化供应链通用安全要求5项国家标准引导各类组织系统性、全局性推进数字化转型,稳定获取转型成效。关于北京市推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见北京市发改委2023年深化新一代信息技术和制造业服务业融合。加快人工智能、工业互联网、5G、大数据、物联网、云计算、元宇宙等新一代信息技术在制造业、服务业的创新应用,培育一批智能经济新业态。浙江省“415X”先进制造业集群建设行动方案(20232027年)浙江省人民政府2023年
17、加快发展工业互联网。推动基础性平台、行业级企业合作,形成1个国际领先的基础性工业互联网平台和30个以上国内领先的行业级工业互联网平台,实现100亿元以上产业集群工业互联网平台全覆盖。2023年重庆市制造业数字化转型行动工作要点重庆市经济和信息化委员会2023年提出推进园区数字化融合创新。鼓励有条件的园区建设应用工业互联网平台、标识解析二级节点平台,促进企业开展集采集销、协同创新、产能共享、物流协同、科技金融等创新应用。上海市制造业数字化转型实施方案上海市数字化办2022年到2025年,全市工业互联网核心产业规模达2000亿元。形成“12345”即10个试点示范园区、200家示范性智能工厂、30
18、个工业互联网平台、40家“工赋链主”、50个超级场景等制造业数字化转型全方位引领格局,打造国内领先的新一代信息技术与制造业深度融合发展高地。江苏省制造业智能化改造和数字化转型三年行动计划(20222024年)江苏省政府办公厅2021年提出支持综合型、特色型和专业型工业互联网平台建设,每年新认定10个省级重点工业互联网平台,推动平台汇聚工业大数据、工业APP和数字化转型解决方案等赋能资源。广东省制造业数字化转型实施方案(20212025年)广东省人民政府2021年到2023年,战略性支柱产业集群和战略性新兴产业集群加快数字化转型,全省制造业数字化、网络化、智能化水平明显提升,新模式、新业态广泛推
19、广,产业综合实力显著增强。中国工业数字化行业政策分析工业数字化相关多项政策落地,推进数字化转型,提高制造业和服务业的数字化、智能化和网络化水平,以推动产业升级和创新发展。具体措施包括制定国家标准,深化新一代信息技术和制造业服务业融合,推进工业互联网发展,促进基础性平台与行业级企业合作,推进园区数字化融合创新,支持工业互联网平台建设,加快战略性支柱产业集群和战略性新兴产业集群数字化转型等9资料来源:沙利文研究政策名称颁布主体颁布日期关键内容工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)工信部2021年结合当前产业发展实际和技术产业演进趋势,确立了未来三年我国工业互联网发展目标。到2023年,
20、新型基础设施进一步完善,融合应用成效进一步彰显,技术创新能力进一步提升。关于推动工业互联网加快发展的通知工信部2020年将“加快新型基础设施建设”作为首条任务,推动基础电信企业建设覆盖全国所有地市的高质量外网,打造20个企业工业互联网外网优秀服务案例。新一代人工智能发展规划国务院2019年提出三步走,到2020年人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步,到2025年人工智能基础理论实现重大突破,到2030年人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平。关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见国务院2017年提出三个阶段发展目标:到2025年,工业互联网标识解析体系不断健全并规模化
21、推广;到2035年,工业互联网全面深度应用并在优势行业形成创新引领能力;到本世纪中叶,工业互联网创新发展能力、技术产业体系以及融合应用等全面达到国际先进水平,综合实力进入世界前列。国家信息化发展战略(20062020年)国务院2006年提出到2020年,我国信息化发展的战略目标是:综合信息基础设施基本普及,信息技术自主创新能力显著增强,信息产业结构全面优化,国家信息安全保障水平大幅提高,国民经济和社会信息化取得明显成效,新型工业化发展模式初步确立,国家信息化发展的制度环境和政策体系基本完善等目标。国民经济和社会发展第十个五年计划信息化重点专项规划国家信息化领导小组2000年 专项规划指出:“十
22、五”期间我国信息化发展必须努力完成信息技术推广应用、现代信息基础建设和加快发展电子信息产业三大任务,是“十五”期间我国国民经济和社会发展的十个重点专项规划之一。中国工业数字化行业政策分析工业数字化相关政策从战略目标开始逐步细化,从顶层设计到具体方案,一系列政策和规划为我国信息化和工业互联网的发展提供了充分的政策环境铺垫。政策和规划主要包括完善新型基础设施、促进技术创新和应用、加强电子信息产业的发展等。同时,政策重视各类组织系统性、全局性推进数字化转型,稳定获取转型成效。这些政策的逐步落地帮助我国初步实现了工业信息化和工业互联网的发展,数字经济发展初具成效,未来新型基础设施建设和信息化产业的发展
23、将进一步深化10中国工业数字化软件定义及分类研发设计类软件,用于支持产品研发设计过程,以提高研发设计效率、降低开发成本、缩短开发周期,提高产品质量主要包括CAD、CAE、CAM、CAPP、EDA等研发设计类软件需要工程、数学、物理和计算机等多种专业知识储备资料来源:沙利文研究工业数字化软件定义工业数字化软件综合工业知识和经验,面向工业领域,解决研发设计、生产制造、运维服务、经营管理等场景的数字化转型需求,信息资源贯穿着数据采集、分析、决策、执行等各个环节工业数字化软件使工业企业敏捷化、高效化、智能化运行。工业数字化软件能够提升设备利用效率与智能运维水平,对整个供应链和产品生命周期中所需的各种信
24、息实现记录、分析、智能决策辅助及追踪溯源,协助产品研发设计,提高人员配置效率与反应的时效性。工业数字化软件分类定义产品列举研发设计类生产制造类生产制造类软件,用于支持产品制造过程管理和控制,以提高制造设备利用率、降低制造成本、提高产品制造质量、缩短产品制造周期主要包括MES等运营管理软件,以及PLC等现场管控软件生产制造类软件需要结合业务提供产品线或智能工厂整体解决方案经营管理类经营管理类软件,用于支持企业经营管理和企业间协作,以提高企业内部及企业间信息和物流协作的效率,提高客户满意度主要包括ERP、SCM、CRM等软件,也包括企业协同办公系统等经营管理类软件的运作通常跨越多个部门,系统运行需
25、要集成化,并对指标进行动态化监控运维服务类运维服务类软件,用于支持工业产品及设备相关的运维和服务,以提高设备利用率、降低运维成本、提高反应速度主要包括PHM、MRO等运维服务类软件主要通过对数据的记录和分析,实现状态识别、健康管理、预测故障及使用寿命等功能过程集成类及其他过程集成类软件,用于支持企业内和企业间系统集成,其他软件包括支撑软件研发和测试的工具,以协同并提高企业的研发、智能生产和服务能力主要包括PLM、PDM、工业互联网平台过程集成类软件通常侧重整个供应链相关多个部门的信息的整合与管理,与其他类工业数字化软件集成特征工业数字化软件承载工业知识和经验,解决研发设计、生产制造、运维服务、
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