互联网时代，我国工业制造业数字化转型正处于哪个阶段

来源：博观科技日期：2023-03-22 17:56:39

2023年政府工作报告中指出，“五年来，我国深入实施创新驱动发展战略，推动产业结构优化升级……支持工业互联网发展，有力促进了制造业数字化智能化”。当前，我国工业互联网应用范围从个别行业加速延伸向千行百业演进，我国制造业转型呈现快速发展的局面。

工业互联网作为数字经济和实体经济深度融合的关键路径，推动了经济高质量发展。一方面，工业互联网是数字产业化的新增长极，为数字经济发展提供各种技术、产品、服务和解决方案；另一方面，其依托网络、平台、安全、数据四大功能体系，成为传统产业数字化转型的重要支撑。

据新华网报道，工业互联网试点示范企业中有83%的企业应用工业互联网后生产经营效率提升。目前，工业互联网已全面融入我国45个国民经济大类中，进入到规模发展的新阶段，将在带动传统工业体系变革、引领技术产业换道超车、打造我国经济新增长点等方面持续释放价值。

一、工业互联网是数字中国的重要组成部分

工业互联网是互联网技术（信息、数字、云和智能等）与工业知识和制造体系的深度融合和应用，通过价值创造过程中各职能部门的网络化连接，人、物、系统形成价值创造网络，实时获取相关信息并从数据中推断并不断优化其网络价值创造（成本、反映速度、创新等）的能力。

由此可见，工业互联网同消费互联网有很多共性，但也有几点本质上的不同。首先，工业制造业企业是工业互联网的主体，主要围绕着工业制造业产业升级、高质量发展，其本质活动多是围绕着企业和其生态系统的数字化、网络和智能化转型。工业互联网的端点、路径、用户以及所连接的内容（物品）与消费互联网不同，所连接并提供服务的产品和设备来自工业，形成不同的平台和生态系统。工业互联网是整个数字中国的重要组成部分，影响范围广且深远，带来商业革命与经济奇迹；改变劳动力市场（数字劳动力和人类劳动力；之间的协同），也会创造新的价值和新的工作岗位，并推动消费互联网的近一步健康、可持续发展。

二、工业制造业转型升级将长期驱动工业互联网发展

1、长期看，工业制造业是我国经济的根基，寻求数字化转型为必然趋势

当前，工业制造业是我国经济发展的根基。工业在我国经济发展中处于主导地位，根据世界银行，我国改革开放以来 工业增加值占 GDP 比重始终维持在 40%以上。近几十年来我国工业规模持续提升，根据国家统计局，2018 年我国工 业增加值首次突破 30 万亿元，至 2022 年首次突破 40 万亿元达 40.16 万亿元，2000-2022 年均复合增速达 9.01%，全 球领先。同时根据世界银行，我国工业增加值占全球工业增加值的比重始终保持上升趋势，至 2021 年占比已达 19.99%， 中国工业地位重要性日渐突出，从规模来看，中国是当之无愧的工业大国。

但我国制造业大而不强，寻求数字化转型为必然趋势。作为工业大国，我国制造业的高质量发展面临劳动生产率、产 能利用率及行业利润率偏低等多方面挑战，在多因素作用下，行业有着迫切的向智能制造、工业互联网转型升级的诉求： 1）经济结构转型：我国正处于转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期，智能制造助力效率提高 和技术创新，是传统工业转型的必由之路；2）制造业产业转移：受人力成本制约明显的劳动密集型产能逐渐从我国 向东南亚、墨西哥、巴西等国家和地区转移，同时发达国家凭借其在品牌、知识产权、技术等方面的优势大力发展先 进制造业并引导先进生产力回流；3）人口红利消退：我国面临劳动力短缺及用人成本快速上涨的双重压力，根据国 家统计局，近年来我国老龄化问题不断加剧，15-64 岁的人口占比从 2012 年的 74.10%下降至 2021 年的 68.30%，同时 城镇单位就业人员平均工资每年增长超过 8%，制造业劳动力成本相应增加。

工业互联网是解决传统制造业痛点问题的核心手段之一。从生产环节来看，传统制造业在研发设计、生产制造、经营 管理、运维服务等各环节普遍存在着信息传递不及时、产业数字化程度不够、部门、企业间数据互通不充分、生产排 程不高效等问题，工业互联网则可以通过连接各市场参与者、数据实时传输共享等途径有效提升制造业的生产效率。 具体来看，工业互联网可以：1）实现设备的现场连接，助力制造业实现无人工厂，对生产、排程、资源等进行全方 位管控跟踪，提升生产效率，有效缓解劳动力成本上升；2）通过网络技术整合全球各区域资源，在研发设计等阶段 实现协同制造，降低研发和制造成本；3）进行产品追溯和跟踪，对导致产品质量产生问题的生产环节进行及时调整， 同时及时根据平台监测情况进行故障维修或预测维护；4）通过供需精准对接，紧密连接消费者与生产端，统筹生产 线各环节，使企业实现大规模定制生产成为可能。

2、短期看，制造业触底回升有望带来信息化投入的一波浪潮

库存周期和制造业生产周期有密切关联。库存周期可以划分为被动去库存、主动补库存、被动补库存、主动去库存四 个阶段。被动去库存和主动补库存阶段市场需求上升并到达顶部，此时由于滞后性，生产先慢于需求增长随后赶超，企业库存先下降然后上升，制造业处于上行阶段；被动补库存和主动去库存阶段市场需求下降，生产的滞后性导致企 业库存先增加随后下降，制造业处于下行阶段。被动去库存往往是制造业新一轮周期的起点，主动去库存一般标志着 制造业周期的末期。

通用设备订单是制造业周期的先行指标，预计制造业即将触底回升，短期将带动工业互联网需求提升。历史数据表明， 通用设备订单往往早于企业库存变化 6 个月左右，因此可以将通用设备订单视为制造业周期的先行指标。本轮制造业 周期从 2019 年末开始，目前库存和通用设备订单尚处于下行阶段，但库存周期已接近底部，预计通用设备订单需求 有望触底回升，进而带动制造业工业互联网相关投入提升。

三、全球工业互联网发展尚处早期阶段，未来仍大有可为

1、从海外制造业信息化进程看制造业数字化转型的三个阶段

当制造业发展到一定阶段，人口红利消退、经济结构转型、行业利润率降低等因素开始逐步限制制造业发展，此时通 过技术手段提升生产效率和质量成为企业的自然需求，制造业的数字化转型便应运而生。复盘海外制造业信息化进程， 我们认为制造业的数字化转型大致可分为以下几个阶段： 第一阶段：围绕企业经营核心环节的独立信息系统的开发及普及。信息技术在企业经营的各环节细分领域逐步应用， 形成相应的独立工业控制系统或软件：

1）底层的工控系统于 20 世纪 70 年代产生，霍尼韦尔、通用电气等国际巨头厂商陆续推出分散控制系统 DCS、可编 程逻辑控制器 PLC 等工业控制核心产品并逐渐迭代成熟，工厂可以进行最基本的自动化生产，为上层的工业软件应 用奠定了基础。

2）独立工业软件。随着工控系统的出现及普及，企业逐步步入（局部）自动化生产，此时围绕企业经营活动的核心 环节如研发、生产、营销、运维等以及相应支持环节如人力、财务等的各细分领域的独立工业软件于上世纪 80 年代 被相继开发出来，典型的包括负责进行企业内部财务、人力等资源整合的 ERP 管理软件、计算机辅助设计 CAD 等研 发类软件陆续由头部厂商 SAP、Oracle、达索等推出。随后，库存管理、设备管理、生产调度等工业软件也逐渐走向 成熟，企业逐步由自动化阶段步入信息化阶段。

第二阶段：企业各经营环节的协同互通。实现产品从市场到计划、设计（研发）、工艺、生产、销售、售后，再到运 维等的全流程环节上的数据纵向互通、协同运作，是这一阶段企业信息化的终极需求，大致又分为两个阶段：

1）部分核心经营环节之间的协同互通。20 世纪 90 年代开始，SAP、西门子、达索等陆续推出 PLM 等产品尝试对企 业产品进行全生命周期管理，并开始联通产品内容管理、订单管理、企业资源管理、供应链管理等功能实现不同环节 的独立工业软件的协同运作，以此实现企业不同经营环节之间的数据互联互通及信息集成。这种工业软件的协同互通 使得企业跳出业务单元的束缚，开始从整个企业的维度实现降本增效。

2）企业整个经营活动的纵向一体化集成。2012 年美国通用电气首次提出工业互联网概念，对未来企业的软硬件设备 和数据互通提出了畅想，也正是自此开始，发达国家开始从国家战略的角度支持和推进工业互联网的建设，并出台一 系列规划。2012 年以后 SAP、西门子、GE 等陆续研发推出自己的工业互联网平台，各类软件依托平台进行集成，客 户（企业）可以通过平台获得相关服务。以西门子 MindSphere 工业互联网平台为例，MindSphere 实现 SCADA、DCS、 MES、MOM、PLM、ERP、质量管理 (QM)、供应链管理 (SCM) 以及其他系统和服务平台的连接，当前平台上已经 集成了 3000 万个自动化系统，超过 100 万个现场互联产品。目前工业互联网主要服务于企业内部生产和业务环节的 协同，如 MindSphere 已经在食品饮料、机械、钢铁等各行业代表型公司内部实现了数据互通，降低企业生产运营成 本。

第三阶段：产业链上下游的协同互通，即成熟状态的工业互联网，是未来主要的发展方向。当前的工业互联网主要致 力于打通企业内部各经营环节，企业内部得以打通之后，产业链层级的要素资源协同成为新的发展方向。产业链层级 的信息化依靠工业互联网人、机、物互联实现，随着数据的积累、技术的成熟，工业互联网将致力于企业间的数据互 通与协同集成，从整个产业链的层面实现效率的提升。

2、我国制造业数字化转型正处于工业互联网发展初期

国内工业软件的发展以为海外高端工业软件厂商做实施交付起步，当前自研工业软件开始逐步对海外形成替代，同时 工业互联网发展开始追赶国际步伐，因此我国工业制造业的数字化转型虽也展现出跟海外相似的发展特征但细节不完 全一致：

第一阶段：独立信息系统的逐步普及与国产替代。 1）工控系统的普及与国产替代：在海外自动化设备逐渐成熟并进入我国市场的背景下，1981 年我国吉化公司化肥厂 首次引进横河 DCS 产品，自此工控系统开始逐渐进入中国市场，随后逐步推广至冶金、建材、电力、轻工等重点行 业。90 年代国内企业如中控技术、汇川软件、和利时开始尝试 DCS、PLC 等工控系统自研，2007 年中控技术逐渐切 入 DCS 高端市场，2011 年至今在我国 DCS 市场中市占率保持领先，工控系统持续实现国产替代。 2）海外工业软件的实施交付与国产自研产品的陆续推出：我国努力实现工控系统国产替代的同时，海外工业软件逐 渐兴起并开始应用。20 世纪 90 年代热门工业软件如 ERP 等已经开始放量，随后工业软件产品矩阵逐渐完善，满足了 研发设计、生产制造、经营管理、运维服务等不同业务环节的需求。进入 21 世纪，相关产品陆续进入中国市场，国 内工业软件厂商开始为海外巨头如 SAP、Oracle、西门子等提供实施交付服务。这一阶段，国内厂商开始在不断积累 学习海外工业软件经验的基础上进行国产软件研发，相关自研产品陆续推出。

第二阶段：企业各经营环节的协同互通。随着自研工业软件的逐步成熟，相关厂商如用友、金蝶、能科、赛意等纷纷 投入工业软件协同平台（中台）的研发布局当中，尝试实现企业经营各环节的数据联通。例如，用友推出的 YonBIP 实现了 ERP、SCM、MES 等多种业务的工业软件的协同，覆盖财务、人力、采购、营销、供应链、研发等多个领域， 从企业整体运营的角度促进降本增效的实现。2017 年以来，我国工业互联网平台陆续推出，2021 年起工业互联网开 始出现大量落地案例。根据工信部，截至 2022 年 6 月我国已有超过 150 家较大型的工业互联网平台，连接工业设备 超过 7800 万台。以用友精智互联网平台为例，当前平台应用案例涵盖了水泥、机械、航空、石化、钢铁、中草药、 汽车等多个行业，具体解决方案均为通过企业内部生产环节的打通实现降本增效。

第三阶段：产业链上下游的协同互通。与国外类似，企业内部纵向一体化集成之后，企业间的要素资源协同将成为工 业互联网未来主要的发展方向，未来成熟阶段的工业互联网将有望联通产业链各企业的所有相关要素资源，实现更深 层次的协同，带领企业数字化转型进入第三阶段。

总之，相较于国际发达国家总体趋势，我国工业制造业数字化转型阶段变迁有以下几个特征：1）工业软件的兴起晚 于国外，早期主要以为海外顶尖工业软件实施交付为主；2）采取先为海外软件做实施，然后自研追赶的模式，逐步 国产替代；3）较快进入工业互联网落地推广阶段，与国际主流趋势基本保持同步。

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