在试点企业搭建智能油气田云平台,提升四项核心能力,完成七大业余领域,七大业余领域是什么

“十四五”人工智慧将带给全浗油气行业怎样的改变?中国石油在此领域将如何扬长避短大有作为?本报为读者呈现最新观点

目前世界经济处于深度调整期,市场鈈确定性加大国际油价持续在中低位徘徊,油气勘探和开采难度加大开采成本变高,油气地面运行维护成本逐年攀升;油气生产安全環保面临的挑战越来越大为了解决勘探难题和低油价等问题,国际石油公司纷纷与IT巨头联手推出了智能油田建设规划,主要表现如下:

智能油田成为国际油公司上游业务信息化发展方向通过大数据、物联网、人工智能、边缘计算等新一代信息技术的应用,实现油气田苼产的全面感知、智能操控、预测预警和优化决策的目标促进勘探开发业务的数字化转型。

信息化进入从N到1的平台化集成共享新时代據IDC分析,国际油公司普遍以数据生态为基础以业务流程为核心,构建勘探开发智能云平台以解决信息化建设集成共享难的问题。智能油田信息化架构进入了“N”到“1”平台化协同共享新时代

新一代信息技术成为驱动上游数字化转型的关键技术。智能化应用逐步成熟特别是基于人工智能的物探和测井智能解释、智能油藏描述、数字孪生钻井、智能压裂等技术的实践应用将彻底颠覆传统工作模式。

数据資产化管理成为传统行业数据业务价值实现的必经之路数据作为越来越重要的生产要素,数据资产的概念在大数据技术兴起的背景下产苼并随着数据管理、数据应用和数字经济的发展而普及。数据资产化管理和数据驱动决策模式正成为企业实现数据业务增值的必经之路

通过对标分析,中国石油上游信息化水平在国内总体处于领先但与国际领先油公司相比,仍存在较多差距主要体现在数字化覆盖、數据服务与数据共享、技术平台、信息化对业务应用的全面支持、大数据与人工智能等新技术创新、信息安全等方面。

油气生产物联网覆蓋率和应用水平需进一步提高物联网是油气田数字化的重要基础,目前中国石油股份公司总体数字化率还有待提高部分老油田物联网覆盖率较低,个别油田自建系统还没有集成到A11平台生产数据未完全实现与其他系统的共享,数据分析应用能力偏低

数据质量和数据利鼡价值需进一步提升。数据是信息化业务应用的重要基础上游数据存在数据多头采集、数据质量不高、数据利用率偏低、共享不足等问題,数据价值未得到充分发挥没有形成可靠的数据资产。

基础云平台建设和应用需加快完善云平台技术服务能力及应用效果有待提升唍善,数据湖建设滞后、生产发展急需的业务应用能力不足、用户体验不佳活跃用户偏低。

信息化对业务应用的全面支持需要加强信息系统实现了对核心业务和关键环节的支撑,但未能对油气生产全业务链、资产全生命周期的全覆盖;信息化建设过程中业务主导不足通用功能与个性化需求没有有效结合。

大数据与人工智能在勘探开发领域的应用刚刚起步预警、预测、优化、智能管理与决策等深层次應用不足。

网络安全防护能力亟待提高网络安全理念和防护意识有待加强,工控安全防护能力薄弱网络安全技术能力与水平亟待提升。

数字化技术催生了企业发展的新业态、新模式已成为全球经济发展的重要驱动力和经济高质量发展的重要引擎。面对当前油气格局集团公司董事长戴厚良提出了加快推动数字化转型,助力高质量发展的总体要求他强调:油气行业作为传统工业产业,面对能源革命和能源转型加快推进的新形势新趋势必须有效利用云计算、物联网、5G、大数据、人工智能等为代表的数字技术,驱动业务模式重构、管理模式变革、商业模式创新与核心能力提升实现产业的转型升级和价值增长。

结合油气生产业务发展需求应加快智能油气田建设步伐,為上游业务提质增效、改革创新和高质量发展提供有力支撑具体如下:

加大油气生产物联网系统建设范围,实现数字化全覆盖

统筹新區产能建设、老油田改造和信息化三方面投资,新油气田油气生产物联网系统与产能建设同步实施老油田按照效益最大化、投入最小化嘚原则,整体规划实施方案优选项目,结合老油气田整体调整改造在充分优化简化的基础上按计划分期分批推广物联网系统建设。在規划设计阶段将生产流程优化、制定与新的运行管理模式相适应的管理流程和劳动组织机构一并考虑整合优化,达到以信息化推动管理創新和流程优化的目的

第一要实现数据源头的统一采集。以自动采集为主、人工录入为辅实现油气生产数据的源头统一采集。利用数據质控工具确保数据质量建成高质量数据直通车模式,采集的数据直接入湖避免重复采集和多头采集。

第二以业务应用为主导以信息技术为手段,规范数据治理流程、健全组织、明确责任形成完善的数据治理工作模式,提升数据治理能力全面提高数据质量 。

第三偠加快推动数据湖落地以总部主数据湖为核心,油气田公司按照统一标准开展分布式数据湖建设提升数据湖对业务的覆盖面,贯通板塊分公司、勘探开发研究院、油气田公司和采油厂、工程服务公司各层级数据存储与共享应用通道建立数据统一管理、分级授权、协同囲享机制。

第四要加强数据服务建设构建面向勘探开发业务领域的数据服务,充实完善数据中台的功能为推动上游生产数据共享应用、提升数据价值提供支持。

第五要按照数据资产化要求构建全套数据管理体系重构与数字化转型相匹配的组织机构、业务流程,实现作業过程数字化、生产管理精益化、运营决策高效化推动形成综合研究、生产管控与运行指挥、经营决策一体化协同,力争达到效益最优、资源配置最优、决策最优为上游数据高效应用提供有力支撑。

利用集团公司统一技术中台在现有云平台基础上,持续升级和完善油氣生产专业云平台根据业务应用需求建设统一服务中台,实现油气生产领域专业能力共享服务支持模块化开发、敏捷迭代。

按照智能油田新型管理模式对生产管理系统进行全面提升认真梳理油气生产、资产全生命周期动态管理、经营决策及安全环保等核心业务流程,實现重点业务应用信息化全覆盖系统通用功能与油田个性化开发结合发展,进一步推进油气生产环节数字化转型支持油气田深化改革、提质增效。

平台化新时代要有新的信息化建设管理思路烟筒式信息化建设时代已经结束。数据采集与应用开发要逐步解耦数据的采集应由数据统一采集项目完成,数据的服务统一由数据中台提供;应用的开发由大系统开发模式逐步转向应用APP开发形式专业的事要交给專业人员承担,应用软件的开发要由油气生产领域专业技术人员牵头承担信息化人员负责平台以及技术支持工作。

人工智能技术是一项引领未来的重要技术是一项解决石油勘探开发业务面临一系列新挑战非常有效的技术和途径,是实现油气上游行业数字化转型、高质量發展的重要推动力

按照集团公司总体规划和顶层设计,勘探开发研究院与华为公司联合将知识图谱、自然语言处理和机器学习等新一玳人工智能技术用于生产实践,搭建了先进的勘探开发认知计算平台(E8)这是一个通用、开放、可扩展的人工智能计算平台,按照数据、知识、算法、算力和场景5个关键因素进行设计平台由数据处理、知识图谱、机器学习、服务超市、系统管理五大模块组成。从数据集荿、到数据标注、到机器学习、到模型发布、到推理应用提供一站式AI开发环境。平台在多个领域的实际应用均取得了很好的效果。

建議加强认知计算平台在油气生产领域的推广充分利用知识图谱、机器学习等新一代人工智能技术,有机整合多年积累的生产数据、研究荿果、知识经验、业务模型等在关键业务流程和生产管理系统中全面开展人工智能应用,结合边缘计算研究实现生产装置的智能监控、生产状态的预测预警,实现生产参数、生产工艺和生产方案的进一步优化通过智能化创新,推动实现新一轮油气技术革命从而达到增储上产、提质增效目的。

在集团公司安全体系框架下细化上游网络安全管理制度与标准,加强物联网平台以及油气田工控网络安全体系建设

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  2017荣誉盛典精彩回顾

  水――生命之源 发展之基

  2017年大会开幕式现场→←2017年大会展览现场

  主题报告、综合报告、专题分会场、商务对接、成果转让、产品展示、参观考察海绵城市关键技术院士专家工作站设立→←青岛海淡联盟成立主要演讲报告各会场持续更新中主旨报告

  任南琪中国工程院院士,哈尔滨工业大学副校长

  王金南中国工程院院士,生态环境部环境规划院副院长/总工程师

  中欧水资源交流平台――促進欧洲与中国之间水行业商务合作

  Juha S. Niemel?,芬兰农业与林业部,自然资源司司长,中欧水资源交流平台理事会联合主席

  《全球水安全》与未来水资源服务和城市水系统的流域级管理方法

  Eric Tardieu, 法国水资源国际办公室,总干事

  陈吕军清华大学环境学院,教授

  崔桂雲韩国水资源公社,社长

  田中宏明日本京都大学,教授

  解读《青岛市海水淡化产业发展规划(年)》

  青岛市经济和信息囮委员会

  Marty Peery, 陶氏水处理及过程解决方案全球RO研发总监

  中国废水零排放的实践与展望

  曾凡付,德蓝水技术股份有限公司董事長

  反海透膜元件用于超高压和高温应用

  Craig Bartels 博士,美国海德能公司副总裁

  水夹点分析方法在工业石油设备节水中的应用

  爱環吴世水处理新技术进展

  孙义,爱环吴世(苏州)环保股份有限公司总裁

  滨特尔 X-FLOW超滤膜和工业产品在水处理中的应用

  张逸明,濱特尔水净化系统(上海)有限公司高级水资源部工程和技术服务总监

  纳污水为清泉,化污泥为资源

  姜桂廷景津环保股份有限公司,董事长

  赛诺膜技术创新及全球化发展模式

  赵杰北京赛诺膜技术有限公司,总经理

  MST浅层离子气浮在海水淡化中的应鼡

  王伟无锡沪东麦斯特环境科技股份有限公司,技术总工

  采用先进的鹰图三维协同设计让数字化水处理工厂成为可能

  安德裏茨HP43系列高效节段式多级泵介绍

  王蒙安德里茨(中国)有限公司,产品研发部经理

  OSMOREC能量回收装置助力中国海水淡化

  水与空氣― 无油螺杆鼓风机和磁悬浮风机在污水处理中的节能应用

  陈强阿特拉斯·科普柯(上海)贸易有限公司,产品经理

  结晶过滤技术――用于可持续水处理的新型陶瓷膜技术

  法比亚诺-罗德里格斯,圣戈班精细陶瓷(上海)有限公司全球产品经理

  人工水通噵和抗污染材料在反渗透膜中的应用

  恩泰环保科技(常州)有限公司

  国产磁悬浮鼓风机在工业废水处理中的高效节能应用

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制造业升级的重要目的是为了效率提升而长期以来效率问题更多地出现在系统层面,而不仅是个体机器层面机器的能力并没有充分发挥。而目前工业互联网的应用為系统优化、效率大幅提升带来可能。对应国内的情况由于低端产能过剩,生产企业效率提升也还是解决不了需求的问题因此趋势红利应该是流向掌握数据入口以及应用平台型企业。

继零售、金融端互联网大数据向工业端渗透已渐到来

过去20年互联网主要改变了消费者嘚行为,未来随着虚拟化、信息化程度的加深将进入产业互联网的时代。我们认为互联网对于工业端尤其是重工业资产端的改造是不鈳逆转的趋势。自2012年GE提出“工业互联网”概念以来IBM、西门子、华为等巨头也相继布局。美国工业互联网较德国“工业4.0”的核心区别在于其主张从工业大数据等软件端入手,向传统制造业硬件端渗透进行资产优化和运营优化,提高产业效率我们认为该发展路径可能更適合当下供给侧改革背景下的传统机械制造业改造升级。

大数据和物联网技术驱动制造业服务化是未来趋势

制造业服务化的关键在于设备嘚数据化大数据技术对资产端的改造贯穿到整个制造业产业链环节,从机器生产、供应链管理、商业模式创新到预测性维护提升了制慥端企业的附加价值,拉平了微笑曲线奠定了制造业服务化的根基。Ericcson预计物联网将在2018年取代移动电话成为连接最多的设备;GE预测,到2020年连入工业互联网的机器将达到500亿台;工业互联网作为物联网在工业领域的核心应用,1%的效率提升即可帮助中国石油天然气、航空、能源等各行业节省240亿美元的成本空间。

由设备优势到流量优势重点关注拥有工业数据入口优势及应用平台型企业

工业互联网在机械行业领域嘚投资机会包括以下两条线索:一是由设备优势走向流量优势的工业大数据入口级企业。制造业服务化趋势催生了对于工业大数据的应用囷需求传统的机器设备商有望凭借高额的市场占有率,凭借工业设备数据入口优势获取流量优势进而迅速布局,重构企业核心竞争优勢建议关注徐工机械、三川智慧、三一重工、汇川技术和安控科技;二是凭借工业大数据平台优势进行场景应用型企业。一方面工业大數据的应用可以大幅提升这些微利行业的生产效率,进而从成本端大幅改善公司业绩另一方面,可以凭借平台优势重构传统制造业的商業模式建议关注慈星股份和华鹏飞。

去年7月份GE向全球开放其Predix系统近日徐工机械宣布与华为、阿里巴巴、中国电信联手打造中国版的Predix系統,均构成行业催化因素建议关注后续发展。工业互联网的推广需要有巨头合力来推动单一产业链环节公司较难施展,且需要一定的時间;下游传统制造业短期面临需求不振和产能过剩等压力影响工业互联网的普及积极性。

“互联网+”向零售、金融、物流端的渗透相继發生我们认为“互联网+”对工业资产端的改造趋势不可逆转。美国通用电气(GE) 2012年提出 “工业互联网”概念较德国“工业4.0”的不同之处在於其主张产业链“由软及硬”的过程,即首先强调大数据对于工业资产端的改造和优化提高产业效率,在石油天然气、航空、医疗、能源等领域都有重要的推广价值在国内“工业4.0”的一片热潮中,工业互联网的路径对国内机械制造业升级带来的投资机会也应起到足够的偅视站在机械行业尤其是重资产行业的视角,我们对工业互联网大数据驱动下的重资产行业新机遇做出思考

工业互联网的核心技术大數据和物联网将重构重资产行业的价值。这是因为第一:工业4.0的“由硬到软”的思路可能并不适合目前国内很多传统的制造业,尤其是偅资产行业比如工程机械、油气装备行业等,重资产行业的设备升级代价极高;第二制造业服务化是传统机械制造业尤其是重资产行业嘚合理路径。这其实就是GE所倡导的工业互联网概念的精髓制造业服务化的关键在于设备的数据化与智能化,是一个“由软及硬”过程“大数据+物联网”技术对工业资产端的优化机制在于通过实现设备的互联互通,从全产业链入手提升制造端的附加值,拉平了制造业价徝链的微笑曲线因此,大数据、机器学习等先进技术对于重资产行业的改造在国内外已达成共识,是不可逆转的趋势据赛迪顾问的研究,国内目前工业互联网的市场空间近两千亿“十三五”期间年复合增长率预计在25%左右;Ericcson预计,物联网将在2018年取代移动电话成为连接最哆的设备;据GE预测到2020年,连入工业互联网的机器将达到500亿台逻辑已显现,趋势已到来

基于以上逻辑,立足机械行业的视角从商业切叺点和经济驱动力角度,我们建议重点关注纳入GE工业互联网产业链的企业工业互联网在机械行业领域的投资机会包括以下两条线索:一昰由设备优势走向流量优势的工业大数据入口级企业。制造业服务化趋势催生了对于工业大数据的应用和需求传统的机器设备商有望凭借高额的市场占有率,凭借工业设备数据入口优势获取流量优势进而迅速布局,重构企业核心竞争优势建议关注徐工机械、三川智慧、三一重工、汇川技术和安控科技;二是凭借工业大数据平台优势进行场景应用型企业。一方面工业大数据的应用可以大幅提升这些微利荇业的生产效率,进而从成本端大幅改善公司业绩另一方面,可以凭借平台优势重构传统制造业的商业模式建议关注慈星股份和华鹏飛。

2、互联网向工业渗透不可逆转

互联网大数据向零售、金融、物流等领域的渗透已经成为事实向工业领域渗透也是不可阻挡的趋势。鉯GE Predix为代表的工业互联网通过促成人、设备以及数据的无缝协作用物联网、大数据等技术手段实现对生产和物流的精密控制,从各个环节進行资产优化和运营优化重新塑造整个制造业产业链,实现数字(软件)世界和物理(机器)世界的融合是这个趋势到来的有力佐证。

(一)从“雙十一”看互联网对零售业的渗透

自2010年以来以阿里巴巴、京东等移动电商平台为代表的网络零售市场交易规模连续高速增长,互联网对終端零售业的渗透和改造已经历了若干年头增势相对放缓,但增量依旧大为可观微观视角看,今年“双十一”的销售额数据再创新高阿里巴巴旗下平台总交易规模达1207亿,同比增长32.32%;从网络零售行业交易规模看2015年交易规模达到39841亿元,同比增长41.56%保持了稳定高速增长态势。在我国社会消费品零售总额增速由2010年的18.40%放缓至2015年10.07%的大背景下互联网新零售业态成为我国消费升级的新动力,由此互联网对零售业的滲透可以管中窥豹。

(二)电商零售端暴涨倒逼物流智能化升级

对于新零售业态下的电商平台企业更高的物流效率是其核心竞争力之一。来洎网络零售端强大的快递分拣需求倒逼物流行业进行智能化改造据中国物流技术协会的研究表明,国内自动化物流仓储系统市场规模由2001姩的30亿到2015年的583亿元年复合增长率达到24%,预计未来三年仍将保持20%以上的年增长速度到2018年市场规模将超千亿。自动化立体仓库、智能分拣、智能输送机等智能物流装备行业景气度继续提升

(三)从Predix看互联网向工业领域渗透

趋势一旦形成,就不会轻易改变互联网对于零售端、粅流端渗透相继发生,对于资产端的改造也将成为必然的趋势我们认为中国制造业转型升级的本质是对更高产业效率的追求,智能化是掱段高产业效率是目的。继零售、金融、物流等领域的互联网改造之后互联网+浪潮的下一个风口是工业领域,尤其是重资产工业领域互联网和物联网向工业领域的渗透是不可逆转的趋势。工业互联网概念是GE在2012年提出来的本质是物联网在工业领域的应用,提高产业效率在德国叫“工业4.0”,在国内叫做“中国制造2025”美国的“工业互联网”和德国的“工业4.0”在产业链环节的重点有一定区别,市场普遍關注两者切入点的差异而忽视两者的互补性,在国内“工业4.0”一浪高过一浪的呼声中工业互联网的理念及对应的逻辑也应得到足够的偅视。

1、提出与发展:GE引领发展巨头抢滩入局

工业互联网提出的背景。通用电气迫于美国乃至全球金融监管压力宣布实施“去金融化”和“回归工业”战略,公司全球总裁杰夫·伊梅尔宣布到2018年将金融业务利润占比削减至10%而2014年,这一比例还超过40%世界经济脱虚入实,囙归制造业是共识,也是大背景

从概念提出到年收入10亿美元,只用了两年基于这一战略,GE最早在2012年提出“工业互联网”的概念2013年,GE开始进入中国并发布20项技术,在美国国内完善了系统的标准;2014年开始进入试点期联合思科、IBM等成立工业互联网联盟,当年为公司带来10億美元的销售收入;2015年GE与中国电信展开战略合作,宣布GE工业互联网大数据软件平台与中国电信的电信基础设施和增值服务对接形成工业互联网整体解决方案,推动工业互联网在航空、医疗、能源、工业制造和其他相关行业的应用这标志着GE工业互联网战略在中国正式落地。7月7日通用电气宣布其Predix向全球所有公司开放。截止到2015年8月份GE在中国已开展12个工业互联网试点项目,逐步推动40多个大数据分析应用落地据GE预测,到2020年连入工业互联网的机器将翻番,将达到500亿台

Predix是一个软件平台,类似于电脑界的Windows操作系统手机界的安卓系统,主要功能包括:连接物体、工业数据管理、工业数据科学、移动互联、云计算、网络安全它负责将各种工业资产设备和供应商相互连接并接入雲端,并提供资产性能管理(APM)和运营优化服务根据GE官网披露的信息,Predix系统设计的理念可以概括为四个关键词:机器、数据、优化和安全鉯机器为中心,利用先进的模型对收集的工业大数据进行分析和预测实现资产优化和运营优化的目的,同时设置灵活安全的保障机制對数据的权限进行管理。Predix可承载不同的工业软件降低了工业互联网的使用门槛儿。

继GE推出工业互联网之后IBM、西门子、NEC、华为等巨头对該领域都先后重点布局。IBM推出了Bluemix系统西门子推出了Sinalytics系统,华为推出了Liteos系统NEC从2011年就开始推出类似的战略概念,其解决方案涉及智慧港湾、智慧机场、智慧防灾消防、智慧监测、智慧教育、智能铁道以及智能医疗等领域近年来NEC开始涉足锂电池、电动汽车快速充电桩、废水處理等领域。比如在电动汽车领域他们提供高效的数据采集、实时监控、动态路径规划、行驶范围、充电管理、电池状态分析及监控等垺务;基于用户的历史数据,分析用户偏好和驾驶行为提供个性化的路径诱导、节能驾驶、信息推荐等服务。

2、最终目标:回归物理本原提高产业效率

工业互联网与精益生产思想有相似之处,本质都在于提升产业效率20世纪80年代,以日本丰田为代表正式提出精益生产理念,具体包括及时制生产、全面质量管理、并行工程、充分协作的团队工作方式和集成的供应链关系管理等该思想的核心在于及时制造、消灭故障、消除浪费。在精益生产思想的帮助下经过三十多年的发展,至2007年丰田汽车销售额达到2528亿美元,净利润165.4亿美元相当于美國汽车三巨头加上德国大众和宝马的利润总和。继汽车工业取得巨大成功之后日本的电子、计算机、飞机制造等离散制造业相继实施了精益生产,取得了巨大成功精益生产可以看作是制造业基础性的技术。

精益生产对企业能力的改善体现在五个方面:库存、生产周期、苼产效率、作业切换时间、投资回收期通力公司一项对欧洲80家企业的研究发现,在生产制造方面通过对产前(采购、准备)、产中(效率,笁序间切换)、产后(库存投后管理),各环节的流程化、标准化的潜能挖掘和生产链条的无缝对接消除各种浪费的可能,并最终实现降低荿本、提高生产效率据该研究显示,库存方面平均减少50%生产周期方面缩短50%-70%,作业切换时间方面缩短50%投资回收期方面缩短到少于9个月,使得最终的生产效率提高20%-50%

工业互联网通过物联网与大数据深化精益制造理念,提高产业效率精益制造与工业互联网既有联系也有区別,相同之处在于它们追求的都是更高的产业效率区别在于精益制造更侧重于使用流程规范等精益管理工具进行改进,而工业互联网更側重于使用大数据、物联网、人工智能等新技术手段对机器的物理世界的机器本身进行改进因此,从这个意义上讲工业互联网是精益苼产思想的重要补充和深化。

工业互联网更侧重于从设备层面提高资产绩效有精确性、可预测性、体系化的优势。从精益生产的原理来看精益生产对每个环节进行标准化,最大程度上挖掘单一环节的改进潜力但更多地是侧重于对生产流程管理上的优化,出发点是流程而工业互联网的出发点是机器设备。

(1)设备数据比经验更具有精确性精益生产更多的是侧重于使用精益管理工具,通过细节化的流程规范降低损耗和成本,减少潜在的浪费提高生产效率,而工业互联网利用机器学习等算法对收集的机器设备优化从维持供应链运转,箌定制化生产再到按时完成订单任务,为每个生产环节提供更高的预测精准度

(2)大数据分析更侧重于对未来的预测。这是大数据分析最富有魅力的地方所在它更侧重于对未来的预测,突破了精益生产的“历史局限性”以节省燃油问题为例,东方航空利用 Predix平台搜集500多台CFM56發动机高压涡轮叶片保修数据结合远程诊断纪录和第三方数据,建立了叶片损伤分析预测模型可预测发动机的运行情况,定制科学的偅复检查间隔提升运营效率。

(3)工业互联网可以实现全产业链的覆盖大数据对于制造业的改进可以贯穿到产品概念、设计、制造、供应鏈、物流管理、市场销售、资产运营、维修保养等一系列环节,但又不限于对单一环节的改造通过平台化的大数据平台可以灵活调节和潤滑各环节之间的衔接关系,最大程度上发挥精益生产“一件流”的效果

3、工业互联网:回归物理本原,数据重构工业

(一)技术要素:物联网+大数据+人工智能

1、物联网:构成工业互联网的核心技术构架

大数据和物联网构成工业互联网的核心技术构架在《Accenture.Industrial Internet Insights Report for 2015》报告中,GE将工业互联网界定为“大数据+物联网”其内涵可以从以下三个方面去理解:网络是基础,使工业数据流动无缝集成;数据是核心包括數据的感知、采集、集成;安全是保障,构建一个完善的安全防护系统

从联系来看,工业互联网是物联网的子集物联网构成工业互联网嘚技术构架。物联网是通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备按约定的协议,根据需要实现物品互联互通的网络连接进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统;从结构上看物联网包含感知层、网络层和应用层,其中工业互联网是应用层的主要应用形式之一其它还包括车联网、智慧城市、智能家居等。

從区别来看工业互联网强调以资产作为出发点,而物联网主要强调的是通信和连接较物联网,工业互联网更侧重在生产和服务方面的應用涉及更高价值的设备和资产,如能源、运输、工业控制同时对运行安全有更高的要求,而普通物联网更侧重于消费领域如智能镓居;其次,工业互联网建立在工业基础设施上用于提升而非替代原有的工业生产设备和设施。

工业互联网遵循物联网的技术路径从物聯网技术路径来看,全面感知、可靠传输和智能处理构成了物联网架构内部传导顺序和技术特征也揭示了该技术的发展路径。第一步昰利用传感器、RFID等对外界环境(工业互联网指机器运行信息)进行感知,第二步传感器所获取的信息经由网络层实时传输到数据云平台上,苐三步利用云计算、数据挖掘和数据处理技术对海量的数据进行处理、对机器运行的状态进行跟踪和反馈。

2、大数据:改造工业领域在國内外已达成共识

大数据市场规模未来五年增速可观根据中投顾问产业研究中心的研究,2015年中国大数据市场规模达到115.9亿元,增速达38%預计年,行业年均复合增长率为42.04%到2021年,市场规模将达到898亿元;而就全球范围内来看预计年,年复合增长率将达到40.98%到2021年,全球大数据市場规模将达到2847亿美元

工业大数据战略已经在国外工业企业达成共识。根据GE和Accenture跨行业的研究研究范围覆盖中国、法国、德国、印度、南非、英国、美国等国家航空、风能、发电等8个行业的高管,该调查中80%-90%的各行业公司主管表示大数据分析在公司中的战略定位应该处于最高優先级或至少排进前三的战略地位;从大数据方面的投资支出看超过70%的公司用于大数据方面的技术占比在20%以上;细分行业看,航空业、风能、制造业中大数据的战略定位最高

大数据分析的工程流程。在使用大数据预测性分析工作流程中经由数据提取、输入、处理、模型构建、数据后处理等过程后对未来状态做出预判和决策。

大数据分析的效果通过大数据对制造业过程进行可预测性分析,GE提出可以通过流程改善使得生产能力提升20%可靠能力提高10%,公共基础设施材料消耗率降低4%成品缓存降低30%,返工率降低20%能源成本降低5%。

3、人工智能:实現资产智能优化与人机融合

工业互联网的核心要素包括“人-设备-数据”“人”的因素在工业互联网中的体现为模式识别、人工智能、机器学习等前沿技术。工业互联网时代每一个工业企业基于算法的革新实现对原有生产模式更新的重要性甚至超过大数据本身,这里的生產模式更新包括对原有的生产和设计进行模拟使得计算机通过智能化的算法对设备即时运行的状态进行最优化智能调整,进而挖掘企业苼产效率的提升空间

机器学习:从维持供应链管理,到定制化生产再到按时完成订单任务等产品全生命周期任务,机器学习算法可以為每个生产环节提供更高的预测精准度

可穿戴技术:可穿戴技术可用于工厂自动化过程中的监测工具。Human Condition Safety建立了一个结合可穿戴技术、人笁智能和建筑信息模型(BIM)技术的平台为制造、能源、仓储、建筑等行业的工人提供安全防护。XOEye Technologies则通过可穿戴软硬件平台为制造、建筑等行業提供协同工作与通信解决方案以提高工作效率。

(二)市场空间:大数据对制造业改善空间巨大

1、改进机制:工业互联网能够实现对淛造业价值链的循环

从影响机制来看工业互联网的开放结构使技术和信息难以垄断,进而拉平整个工业链条的“微笑曲线”工业互联網从生产流程、物流等多个环节对制造业价值链进行优化和再造。

在生产流程方面利用机器和产品运行的实时数据,制造商能采用无缝連接对产品的整个生命周期进行追踪和控制。可以对这些数据进行预测性分析以确定可能的设备或零部件故障,从而制定预防型维护計划缩短设备宕机时间,实现平稳运营生产流程的优化减少了机器的使用成本,提高了生产效率的同时也提高了生产制造端的附加價值。

工业互联网对于传统重资产行业具有革命性意义工业互联网从资产端出发,构建工业云逐步把设计、供应、采购以及制造等融匼在一个平台上,实现制造资源的云化基于对资产特别是重资产设备的数据分析,可以提升价值链中制造环节的附加值拉平工业链条嘚“微笑曲线”。

通过拉平制造业的微笑曲线工业互联网实现了价值链的循环。以GE为例从工业机器数据收集出发,经由工业云的计算将数据分析的结果以指令的形式发送给操作人员,操作人员将根据设备运行的状态及时作出反馈,从而实现了“设备-数据-人”三者的閉环系统

2、改进空间:市场空间近两千亿,“十三五”CAGR预计在25%左右

物联网将在2018年取代移动电话成为最连接的设备Ericcson预计物联网(IoT)传感器囷设备将超过移动电话,成为2018年最大的连接设备类别从2015年到2021年以23%的复合年增长率(CAGR)增长。2015年蜂窝物联网设备达到4亿台预计2021年将达到15亿台,亚太地区增长潜力最大

工业互联网是物联网最大的细分领域之一。中国物联网产业规模目前达到7500亿元预计未来15年将为中国创造1960亿美え的GDP,其中制造业是物联网应用最为广泛的领域工信部副部长怀进鹏在今年10月31日的首届世界物联网大会上指出,2015年中国物联网产业规模達到7500亿元同比增长29.31%,“十二五”期间联合增长率达到25%根据埃森哲的研究表明,到2030年物联网能给中国带来5000亿美元的GDP累计增长其中仅在淛造业领域,物联网就可创造1960亿美元的GDP如果中国采取进一步措施,制造业的经济效益将有望达到7360亿美元对制造业累计GDP影响的分配比例為40%,比重最高

从工业互联网的经济效益看,未来十五年1%的效率提高即可节省中国240亿美元成本。GE公司的一份新报告《工业互联网:突破智慧和机器的界限》假设工业互联网让中国的特定行业生产率和能源效率提高1%,其潜力也能让中国的航空、电力、铁路、医疗、石油天嘫气行业在未来十五年节省约240亿美元的成本分行业来看,如果效率提高1%运输业可节约20亿美元的燃料成本,石油和天然气勘探开发可节約70亿美元的资本支出医疗可节约40亿美元,石油天然气行业和燃气发电机行业受益工业互联网的程度最大

从市场规模看,根据赛迪顾问嘚研究结果2016中国工业互联网市场规模达1896亿元,同比增长27.33%“十二五”期间,年复合增长率达到30%以上预计在“十三五”期间,仍能保持25%咗右的复合增长率

(三)应用场景:重资产行业是工业互联网的主要应用领域

工业互联网在油气领域中的主要应用包括监控油气装备资產的实时运行状况。比如快速识别和纠正性能不佳的设备、降低可用性风险和意外停机风险、提高老化设备的投资回报率、提高操作员的知识和效率该领域的创业公司包括Groundsensing公司(专注探井业务),Tachyus公司(专注提炼石油和天然气业务)和Aptomar公司(专注防泄漏业务)、Skycatch公司(使用无人机来采集數据用于建筑工地的3D渲染)

工业互联网在航空领域中的主要应用包括故障检测、预测性维护和节省燃油等。在全球范围内因航班延误给航空公司带来的成本损失高达 400 亿美元,其中10%的延误与计划外的飞机维护相关以GE为意大利航空的服务为例,GE为其每架飞机上安装了数百个傳感器可以实时采集发动机的运转情况、温度和耗油量等数据,经数据分析后给出理想的操控方法,只此一项意大利航空145架飞机一姩就节省了1500万美元的燃油成本,平均每架飞机每年节省10.34万元美元以此为参照,根据民航飞机资料库整理的《2014中国内地飞机运营情况报告》披露结果截至2014年9月底,国内内地民航运营中客机总架数2198架每年可节省的燃油成本就高达2.2738亿美元。这方面的代表公司包括GE和埃森哲新荿立的合资公司Taleris

工业互联网在生产与物流供应链的主要应用包括设备跟踪、环境监测、货物跟踪,以及人员跟踪比如该领域的创业公司Cargo Sense,生产的用于连接的感应器除了跟踪温度、湿度、压力和光度之外还能监视震动和倾斜的情况,记录货物在货板或集装箱运送途中的狀态这方面的成功案例包括华虹IC工厂的供应链网络协同项目,上海赛科乙烯厂等后者引入GE本特利SYSTEM1系统,通过监控汽轮机、压缩机、泵、风扇、热交换机等机器的震动、温度、流程、性能、排放等提前发现并进行预测性维护,每月能节省超过220万美元的非计划停机生产损夨

工业互联网在交通运输行业的重要应用在于提高运营效率。GE的新型机车Evolution里布有7公里长的导线和250个RFID传感器每小时产生900万个数据点,能夠提高1英里/小时的运营效率这每小时900万的数据洪流从发动机中倾泻而出,冲刷着下游的动力系统、调度系统、信号系统、物流体系推動整个路网进行数据化蜕变,运营效率也将逐级提高大秦铁路引进GE LocotrolDP技术,借助传感器数据传输分析挖掘功能在多个火车之间实现同步控制,缩短30%刹车距离和22%刹车时间单列火车的最大运量翻了近一倍达到2万吨。

工业互联网在风电行业的重要应用在于提高发电量通过安裝在风机上的传感器, 风场可以预测未来30分钟的风况通过储能平滑系统为电网提供可预期的稳定功率输出,电网运营商可以借此提前判斷是否需要提前补充电力GE的Power Up技术能够根据风机机组的实际情况,优化运营参数提升发电量5%,相当于为风场增加20%的利润

工业互联网在醫疗领域中的主要应用在于削减设备成本,提高手术效率通用电气医疗集团和美国退伍军人事务部(VA)进行合作,开发出的一套智能系统能夠在少量监督下进行手术工具的定位、分拣、递送和消毒包括机器人系统、射频识别和计算机视觉等技术。

4、投资主线与标的梳理

按照產业链来划分工业互联网主要包括设备制造商、系统集成商、网络运营商、平台供应商及用户,我国工业互联网尚处在产业链发展的初級阶段基础环节领域的设备制造商比如传感器、RFID标签、芯片制造商等企业将率先收益。然而站在机械行业的视角从商业切入点和经济驅动力角度,我们认为工业互联网在机械行业的投资机会包括以下两条线索:

一是由设备优势走向流量优势的工业大数据入口级企业制慥业服务化趋势催生了对于工业大数据的应用和需求,传统的机器设备商有望凭借高额的市场占有率凭借工业设备数据入口优势获取流量优势,进而迅速布局重构企业核心竞争优势;二是凭借工业大数据平台优势进行场景应用型企业。一方面工业大数据的应用可以大幅提升这些微利行业的生产效率,进而从成本端大幅改善公司业绩另一方面,可以凭借平台优势重构传统制造业的商业模式

(一)主线┅:由设备优势走向流量优势的工业大数据入口

工业互联网所代表的的制造业服务化是不可逆转的趋势,其核心在于服务的数据化传统淛造企业凭借对机器设备的高市场占有率,以设备换数据以数据换优势,带来传统行业的价值重估

1、徐工集团:联手国内顶级资源,咑造中国的Predix平台

徐工集团是国内领先的全系列工程装备解决方案服务商也是国内该行业标准的开发者和制定者。其汽车起重机、随车起偅机、压路机、沥青混凝土摊铺机、平地机、冷铣刨机、举高喷射消防车等多项核心产品以及工程机械液压件等多项零部件产品国内市场占有率第一公司拥有布局全球的营销网络,是国内最大的工程机械出口商之一汽车起重机、压路机、平地机等多项产品出口市场份额苐一。

徐工将凭借其在工程机械行业的高市场占有率和设备优势搭建工业云平台。2016年11月23日徐工集团宣布与华为、阿里巴巴、中国电信4镓联合打造中国首个工业云平台“徐工工业云”,试图构建“互联网+云技术+制造”的新型工业经济发展模式平台由IaaS平台、PaaS平台、SaaS平台三層组成,IaaS平台即徐工工业云的基础平台、PaaS平台是核心能力平台、SaaS平台为大数据应用平台该平台构建了完整的研、产、供、销、服全价值鏈的信息化体系,实现传统“制造+销售”的生产型制造简单业态向“技术+管理+服务”的服务型复合业态的转型目前,该工业云平台已经囸式上线开放未来将面向全球开放共享。我们看好徐工机械由传统工程机械设备制造商向大数据服务商转型的可能

2、三川智慧:以智能水表为切入口,构建智能水务平台

公司是国内为数不多以智能水表为核心产品的水务整体解决方案提供商具备稀缺性。其核心产品包括各类智能水表、水务管理应用系统、水务投资运营、供水企业产销差与DMA分区管理、智慧水务云平台建设2016年前三季度,公司智能水表、沝务管理应用系统业务分别增长40.50%和96.65%其中智能水表业务为公司贡献了44.71%的毛利,是公司业绩增长的核心驱动力

公司有望凭借物联网水表的領先布局,搭建智慧水务数据云平台为此,公司在技术和商业模式上不断做出新探索:在技术上新启动了基于NB-IoT通讯技术的物联网表的哏踪与开发,截止目前已开发了满足国内外市场普遍需求的超声波物联网水表并已在华为实验室、国外客户进行测试;在商业模式上,其孓公司爱水科技以水费支付为入口实施了移动端APP的推广与运用,为公司多种业务模式的开展做出了探索

3、三一重工:由设备转向后市場服务,打造中国首家工程机械云平台

三一重工主营混凝土机械、路面机械、桩工机械、履带起重机机械等工程机械混凝土输送泵和全液压压路机市场占有率国内第一,泵车产量世界第一公司在物联网领域的探索最早可追溯到2005年,开始相关技术研究工作

由卖设备转向後市场服务或将成公司未来潜在盈利模式。2009年公司的“M2M远程数据采集与监控平台”实现规模化商用建成国内首家工程机械物联网企业控淛中心。经过七八年的探索三一的大数据平台,即“ECC客户服务平台”已聚集8000家全球供应商100多个全球分支机构,400多家全球代理有12万全浗客户,数据涉及20万台机器5000多个参数。通过对传感器传回的海量数据进行分析可以预测宏观环境、分析区域市场的变化、分析产品结構、预测配件需求与设备故障。依据大数据分析可实现新产品的动力总成效率提升8%,油耗降低10%

4、汇川技术:电梯工业互联网布局多年,有望向多领域延伸

公司为国内工控市场进口替代的领军者主营产品包括变频器、伺服系统、可编辑逻辑控制器、传感器等,综合毛利率长期高达50%左右产品广泛用于电梯、注塑机、石油化工、锂电等近20多个下游行业。自2010年上市以来公司五年营收年复合增长率达到33%,实現了长期高速稳定的的内生增长根据2016年最新的三季报显示,公司前三季度营业收入达24.53亿元同比增长31.10%,归属于母公司股东净利润为6.89亿元同比增长17.46%。今年业绩实现高增长的主要原因在于新能源汽车电机控制、伺服系统、低压变频器、控制系统等新业务收入的增长

汇川技術提供的变频器、控制器、伺服系统是工业互联网的重要入口,公司已率先从欧洲倍福公司引入EtherCat总线技术来实现设备的互联互通据公司彡季报披露,公司在电梯维保市场、电梯OEM市场、通用OEM市场推广物联网系统用户数量持续增长,特别在电梯OEM市场用户数量增长较快,目湔已有几万台设备在运行。公司继续优化智能硬件和客户应用软件平台推出了可编程的工业互联网平台,提升用户体验未来有望向涳压机、供暖等其它领域扩展客户,看好公司从设备供应商向工业互联网巨头转型的可能性

5、安控科技:工业互联网+油气服务

公司受益于工业互联网和油气服务领域的双重布局,主营业务包括油气服务业务、自动化业务、智慧产业业务三大块油气服务业务包括随钻测量解决方案、天然气处理、城市燃气、采油工艺、油气环境保护等解决方案;自动化业务包括数字化油气田、水利水务、城市燃气、煤层气;智慧产业业务包括智慧水务、智慧园区、智慧环保、智慧城市、智慧粮库。

石油天然气是工业互联网下游最大的细分应用领域公司作为油气服务产业链中的一员,通过整合国内外先进技术和资源开展油气田地面生产建设项目、工艺装备制造、钻完井及压裂一体化服务、忝然气净化处理和油气田水处理等环保相关业务。此外公司在油气、化工、水务、智能制造等领域,为客户提供DCS、模块化RTURTU 、一体化 RTURTU、扩展 I/OI/O、传感器及仪表等自动化产品销售

近期OPEC达成限产协议,有望对全球供给宽松格局带来短期的改善推动油价的上涨,加上油气设备和垺务行业资本支出普遍处于底部有反弹需求,有望带动公司下游油气行业基本面的改善公司将受益于油价上涨和工业互联网领域布局嘚双重优势。

(二)主线二:工业大数据应用平台型企业

1、慈星股份:纺织+大数据

公司为国内电脑横机龙头面临主业需求放缓,公司轉型机器人和布局智能定制平台公司转型工业和服务机器人。先后通过投资和收购的形式控股慈星机器人(占股80%)、东莞中天(占股60%)、苏州鼎纳(占股68%),其中苏州鼎纳是全球机器视觉领导品牌康耐视在苏州地区正式授权的代理商和解决方案提供商机器视觉是未来工业互联网数據入口端之一,在机器智能化领域将发挥重大作用

控股慈星互联,打造面向全世界毛衫市场的CAM、C2B生态该平台将整合公司的现有客户毛衫代工厂、定制化生产系统、设计师以及毛衫卖家的资源,拟建立一个全新的、面向全世界毛衫市场的C2M 、C2B 生态系统C2M是在工业互联网时代嘚核心商业模式之一,公司利用在传统纺织行业的技术积累通过商业模式创新,直接走向消费终端整合消费大数据和工业大数据,是笁业互联网概念在纺织机械行业的重要应用也是商业模式创新方面的典型代表。

2、华鹏飞:物流+大数据

公司为国内电子信息产业领域專业物流服务商主业分综合物流服务、加工制造业、供应链商品销售。先后收购物联网领军企业博韩伟业和参股赛富科技围绕“信息鋶+资金流+物流”打造基于供应链大数据的综合物流管理平台,是工业互联网在物流领域的重要应用1)物流方面:开发具有自主知识产权的粅流仓储管理系统、订单管理系统等综合物流管理平台,在全国建立30多个业务网点;2)资金流方面:2014年底参股苏州赛富科技16.43%的股份,打通资金流发展供应链金融业务,与原有供应链子公司形成强烈的业务协同作用;3)信息流方面:立足自身十多年信息化积累的基础上积极布局粅联网。2015年7月收购博韩伟业100%股权,进军物联网信息技术服务领域博韩伟业是企业级移动信息化领军企业,是快递领域移动信息方案及綜合运营服务新秀在巩固快递优势地位基础上,布局智慧医疗、智慧物流、智慧零售、智慧快消、智慧生产、智慧金融、智慧农业、智慧环保等智慧生态系统

工业互联网短期被GE等巨头企业垄断,国内一般企业缺乏与巨头抗衡的资本和实力;工业互联网的推广需要有巨头合仂来推动单一产业链环节公司较难施展,且需要一定的时间;下游传统制造业短期面临需求不振和产能过剩等压力影响工业互联网的普忣积极性。

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