工业互联网案例分析

优秀工业互联网案例分析

我国的工业互联网供应商应当把实践一系列成功应用案例作为首要工作，分类别、分行业、

分地区'实施。值得欣慰的是，我们已经发现J'一些做得不错的企业和解决方案。

一、工业互联网应用，重点是做好两个层面的工作

如何判断一个工业互联反应用案例是否成功？从技术角度来看，我们认为最需要关注的领

域并不是云和通信设备，而是这两个层面的工作：

一个层面是工业互联网架构的底层，能够接近100%地完成企业生产要素的连接和数据采

集工作，能够支持企业设备的所有工业互联网总线和协议。

另一个层面是工业互联网架构的顶层，能够打通所有企业所使用的工业软件（如ERP、CRM、

财务软件等等），实现数据的共享，能够对企业所有工业软件的数据进行采集、建模、分

析并自动提出优化方案，为企业带来直接的经济效益。

之所以只强调工业互联网架构顶层和底层的工作，而没有强调工业互联网架构中层的云服

务/设备/软件和通信设备（如各种交换机和路由器）等，是因为这些云服务和通信设备的

通用解决方案非常多，因此它们并不是工业互联网建设最核心的问题。

我们接触的优秀工业互联网案例企业中，不管是为别的企业提供解决方案的平台型很务

商，还是为了自身的数字化转型而实施工业互联网改造的生产制造型企业，基本都做好了

这两个层面的工作。

二、工业互联网解决方案的三个类型

这些企业实现的工业互联网解决方案，按照覆盖的范围大致可分为三类：

第一类，只覆盖一个企业内部的所有生产要素・，只提供少量外部供应链和合作方的对接应

用；

第二类，不但覆盖了一个企业内部的所有生产要素，还覆盖了大量的上下游合作企业以及

客户，这样的工业互联同能够形成以•个企业为核心的生态系统：

第三类，能够覆盖一个产业的大量中小企业群，将整个产业链统一起来，对大量中小企业

的生产进行优化配置

这三类工业互联网适合不同类型的企业，在我国都有成功的案例.

（-）华为基于5G的工业互联网解决方案

5G是工业互联网中不可或缺的先进技术，而工业互联网是5G的URUC（高可靠性低延时

通信）和大上行带宽最好的应用场景.

在MWC2021展会上，华为公司展示了利用5G技术构建工业互联网的成功案例。

案例1：华为的5G设备PCB（印刷电路板）生产线

MWC展会现场的华为专家向记者解释，之所以使用5G技术来构建工业互联网，是因为5G

技术满足高可靠性、低延时、大带宽(上行和下行)的要求。在现场展示的模型中，我们

看到PCB生产线的印刷机、贴片机、回流炉、自动光学检测(AOI)设备、装配机械臂等

设备均通过华为的5G技术连接至工业互联网。

华为将5G制造专网技术首先应用在了自家的5G设备生产线E

5G技术的UREC和大上行带宽在这条生产线上起了关键作用。为了加弓虽可靠性，华为5G

工业互联网方案采用了多发选收、1+1容错的配置。为了实现高密度大上行带宽，华为使

用了高密度的5G基站配置方案，基站频点高密度复用，并且上行配比更大。

5G技术大「99.99%的高可靠性使得全部制造设备无线化成为可能；在自动光学检测AOI

设备上，需要将焊接完元器件的电路板的高清照片上传至云服务器，由专业AI软件来检测

焊接质量，在这里，5G技术的15Gbps高密超大上行带宽就成为最重要的功能；而53技

术20~50亳秒的低时延，使得多个机械臂能够协同装配电路板和设备。

案例2：5G汽车智能制造

华为5G工业互联网技术应用在国外某家汽车制造商的生产线上

华为的5G工业互联网方案已被国外某汽车制造商采用°主要用在三大场景匕

一是汽车软件包5G自动下载。随着现代汽车的电子部件正进化得越来越复杂，尤其是在

自动驾驶时代的曙光即将到耒之时，车载电脑的预装软件包正变得越来越大，从几个GB

到•几个GB不等，未来甚至更大。在传统的汽车生产线上，向车载电脑里下载、安装软

件包有专门的工位来完成，通过有线网络或者存储卡来复制，每辆汽车都要单独进行，耗

时很长，称为汽车生产流水线上的一个堵点。通过华为5G工业互联网方案进行改造后，

这个软件安装工位就可以取消，汽车在生产线上各个工位移动的过程中，通过5G无线网

络就可以自动下载软件包，生产线的整体效率大大提高。

二是汽车生产线上的机械臂更换各种不同的工具头模块，传统做法是通过工具头上的插针

进行有线通信，但插针容易损耗，影响通信。通过5G工业互联网改造后，每个工具头上

都有一个5G通信模块，能够实时地与机械臂交换各种参数，消除了插针损耗，减少了机

械臂停机检测时间，提高了生产效率。

三是柔性生产线管理。使用5G无线工业互联网替代传统的有线工业互联网后，对于需要

灵活配置、移动设备和材料的工位来说，免去了线缆拆除和安装的麻烦。远程PLC通过5G

无线配置和控制工位的设备和材料生产不同的产品。在流水线的故障工位处理，灵活配置,

绕过故障工位方面，也有很大的优势。

华为的5G工业物联网关产品

华为的解决方案，在底层能够提供完备的数据采集方案，兼容大量的工业总线和协议；在

上层能够打通所有工业软件，进行数据共享。

（二）华龙讯达的数字李生解决方案

当工业互联网对生产要素的数据采集详细到一定程度，就能够对生产要素进行虚拟建模，

形成“数字挛生"。数字挛生是工业互联网的重要解决手段之一，也是国内外一批供应商的

主攻方向。

深圳华龙讯达信息技术股份有限公司（以下简称"华龙讯达〃）规模虽然不大，但已经在工

业互联网领域深耕了将近20年时间，积累了非常丰富的客户服务经验和工业互联网核心

技术，在近些年国内工业互联网领域诸多评比中，屡次获得重要奖项。

1、数字挛生的基本理念

"数字挛生"的概念是在2003年，由美国的密歇根大学的MichaelGrieves提出，在讲述PLM

产品全生命周期管理的课程上引用的概念。

"数字李生〃将一个实体的工厂虚拟化成一个虚拟的工厂，实体的车间要虚拟化成一个虚拟

的车间，•个实体的设备虚拟化成•个虚拟的设备，使生产环节发生的每个故障、设备的

停机、质量的状态，包括物料的消耗，都实时呈现给企业的管理者。在经过模型优化之后,

重新改变企业的管理流程，优化管理模式。因此，"数字挛生”概念实际上就是工业互赛网

在采集到了足够丰富的企业生产全要素的数据之后，建立起来的企业虚拟模型，是工业互

联网概念的升华。

智能人机交互系统

MX-HMI

华龙讯达的“数字挛生”解决方案拥有直观的3D可视化人机界面

2、华龙讯达数字李生方案的方向

华龙讯达的产品解决了工业互联网实施中的两大难点：在底层数据采集与边缘计算方面，

能够为特定行'小的企皿提供100%的设备数据采掘覆盖：在卜层的T'l"数据采集、传谕、

存储、管理、监控、建模、分析、优化等方面，实现了来自不同厂家的工业软件（比如ERP、

CRM、财物软件等等）的数据集成和互通。

前一个难点是由公司自主研发的"木星机器宝"数据采集与边缘计算设备实现的。"木星机器

宝”支持目前市场上常见的100余种工业总线与协议，能够对接欧、美、日和国内80%以上

的PLC控制系统。“木星机器宝"就像通信行业里的网关，能够将所有所支持的工业总线与

协议的数据翻译成华龙讯达云服务与数据库“木星数据采集平台"的通用格式。

这样的产品需要多年的积累才能开发出来。同时"木星机器宝”拥有开放式的软硬件架构，

添加新的总线和协议比较容易。对于客户的一些没有自动化控制装置的比较老旧的设备，

华龙讯达公司能够定制开发传感器和数据采集装置，对这些设备进行自动化升级改造。而

对新客户生产车间的数据采集和定制开发，华龙讯达通常只需要派几个工程师，花费个把

月的时间就能够完成。

木星机器宝Ceres

华龙讯达公司的“木星机器宝”工业物能网关

后一个难点是由公司的“木星数据集中管理平台”实现的。这个平台能够将企'也碎片化、离

散和孤立的数据信息进行汇集、清洗、转化、沉淀为企业数据资产。平台通过开放的API

接口，以标准化模型库为基准，进行数据交换与存储，构建企业数据共享、附庸、多方参

与、协同演进的新生态。这项工作需要深入理解客户的需求，为客户深度定制，打通客户

过去采购的所有工业软件。例如某大型国有企、也基于木星数字挛生产品和工具集，在3个

月时间内就建设了全新的5G数字挛生车间，无缝集成30多个系统，实现人、机、物为数

据实时感知与连接。

3、实际应用案例：降低零备件库存，烟草企业年节省数千万元

通过建设“数字季生〃解决方案，不少企业生产和运营的人最细节都得到了优化，创造了直

接的经济效益。以企业设备零备件管理为例：某企业在传统的管理方式下，对设备零备件

的损耗没有科学的跟踪与分析，仅凭管理人员的经验采购备件，每年的零备件库存曾经高

达1.2亿件。在实施了"数字挛生"方案之后，该企'也能够对每个损耗的零备件都进行数据

汇总和分析，进而得到了优化的科学的零备件采购方案，使得该企业的零备件库存降到

4800万件。且一个零备件的单箱消耗从70多元下降到40多元，仅这一项，一年就能给企

业节省2000~3000万元。

4、“工具〃在手，跨行业不难

工业互联网平台在推广应用中普遍面临跨行业难的问题，主要难点在于：一是有些行业拥

有很高的行业壁垒，比如烟草行业就是国家严格管理的行业，跨行业的工业互联网供应商

进入有很大难度，必须拿出深耕行业的态度，才能落地生根。二是有些行业形成了比较固

定的生态和供应链体系，如果没有足够的动力或者收益，是不能够破旧立新的，因此工业

互联网供应商要对具体推广和营销成本有足够的资金和思想准备。

但华龙讯达通过“木星工业互联网平台""木星数字挛生平台〃“木星智能人际交互平台"等产

品，构建了跨行业的通用解决方案，目前的客户横跨装备制造、汽车制造、石油化工、生

物医药、烟草工业、智慧交通、风力发电等行业。

华龙讯达"数字挛生"解决方案实施的行业

据总经理龙小昂介绍，华龙讯达之所以跨行业比较顺利，是因为掌握了通用的“工具〃（前

述各种软硬件平台），为客户所在的行业进行定制才较为容易。“如果你向企业推销产品，

他们会拒绝你；但如果你给企业提供能力，他们会拥抱你。〃龙小昂说。他还强调，跨行业

是指工具的跨行业，而不是业务的跨行业。

因此在我国的工业互联瓯推广过程中，华龙讯达呼吁加强对做工具（主要是工业软件）的

企业的支持。先进的工业软件是工业乃至社会发展水平的重要标志，是未来智能工业重要

基础支撑，是不能受制于人的关键核心技术。切实加强我国工业技术软件化能力，自主研

发关键领域工业软件，加快我国工业APP发展，对于建设工业强国具有重要战略意义。

（三）树根互联的供应链生态的数字化、互联网化

一些工业互联网方案公司除了能够时客户企业内部进行工业互联网改造，还将这张网延伸

到企业的上下游供应链和客户中，接入了大量的第三方企业，形成整个供应链生态的数字

化、互联网化。对整个供应链都建立了数据采集、建模、分析和优化体系。

树根互联技术有限公司（简称“树根互联”）在2016年12月发布了自主可控的平台型工业

操作系统一一根云（ROOTCLOUD）平台,以ABIoT（A指Al,B指Blockchain,loT指物联

网）等新一代信息技术为基础，面向机器的制造商、设备使用者、政府监管部门等社会组

织，在机器在线管理（服务、智造、研发、能源）、产业链平台、工业AI、设备融资等方

面提供深度服务，为各类工业企业转型服务，持续开拓新技术时代的制造新范式。根云平

台最近几年获得了许多中国工业互联网行业的奖项，也是美国Gartner评选的全球工业互

联网“魔力象限'’中唯一入选的中国平台。

美国Gartner评选的工业互联网2020“魔力象限”，红圈中就是"根云”平台

如同国内其它成功的工业互联网方案公司一样，树根互联公司比较完美地解决了底层用户

设备的数据采集问题，设备覆盖率接近100%，在顶层也比较完整地解决了用户工业软件

的数据互通问题。因此能够比较完整地时用户企业的数据进行建模、分析和优化，指导企

业进行科学决策，带来了直接的经济效益。

下图是树根互联公司依托根云平台，为某汽车制造企业定制的智能生产解决方案。可以看

到其项H收益是十分可观的。

以根云平台为支撑的狎能工厂建设试点项目收益

►设备MTBF提升

►设备MTTR降低V，

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树根互联为某汽车制造企业定制的智能生产解决方案

树根互联的根云平台不但解决了企业内部的数字化改造问题，而且开始进一步向企业的上

下游延伸，为工业企业提供包括研发、生产、服务、营销、产业金融、模式创新在内的全

价值链数字化转型升级。以三一集团的数字化转型为例，对上游供应商，根云平台为其建

立了GSP全球供应商门户，并正在规划供应链集采系统；对下游客户，根云平台建立了零

配件商城，二手设备处置与求职招聘门户，以及易耗品MRO商城。上下游一体的工业互

联网能够真正地将整个供应链体系都进行资源优化配置。

“根云”平台能够对供应链体系进行资源优化配置

另外，树根互联还为多个产业集群打造了运营平台，包括广州全球定制家居产'亚链平台、

揭阳家用塑料制品集群平台、湛江小家电产业链平台等，推动区域产业链的整体转型升级,

带动集群内中小企业的数字化转型。

以广州全球定制家居产业链平台为例。广州是享誉国际的“全球定制之都〃，但是定制家居

行业一直是“大行业、小企业"的状态，产业链上大量中小企业产能不足，生产模式传统，

无法及时、柔性地响应消费端的需求。因此，定制家居行业尚未形成巨头格局。树根互联

的全球定制家居产业链平台自2019年启动，目前已有广州、佛山等地超过20家企业接入,

综合效益显著，市场口碑良好。

1、该平台无缝兼容多种主流异构设计软件，实现数据互通，设计师设计图纸到工厂无需

拆单，全屋定制可节省12天拆单时长，大大提升交付效率：

2、打通超过100种设备控制协议、市面上通用的木工机械设备均能连接并做设备的工况

采集，获取工厂真实产能，进而提供精准的订单引流，提质增效；

3、依据订单需求统一开料，板材利用批量混合优化，让板材综合利用率超过80%,相比

传统制造大大提升。

依托这个平台，家居生产不但实现了定制化，而且生产过程变得透明化、智能化。接到订

单需求后，设计师根据消费需求在平台的3D云设计系统内设计需图、效果转化和门店体

验；确定订单后，设计师根据订单交期、产品工艺和工厂的服务半径，通过平台甄选对接

集群内有产能的生产制造企业进行生产，最后通过智慧物流交付。

（四）赛轮集团：自行开发工业互联网平台，实现上下游覆

盖

当工业互联网供应商无法提供适合本行业、本企业的解决方案，原本不具备相关研发能力

的企业，是不是能够靠自己的力量开发平台，不但解决本企业的信息化问题，还能解决上

下游产业链的信息化问题，甚至可以覆盖到最终用户？在调研当中，我们发现了一些成功

案例。出于行业的特点，这些工业互联网应用目前只在这些企业内部采用，尚未形成标准

化的产品和解决方案向其它企业推广。但类似案例还是能为人们带来许多启发，特别是那

些强烈希望向数字化转型，却又找不到货架式产品的企业。

从最初的单一工厂，到如今的智能化轮胎产业集群，作为国内轮胎行业首家国家工信部智

能制造和工业互联网试点示范企业，赛轮集团股份有限公司（以下简称“赛轮集团”）经过

近20年的迭代研发，推出了全球首个橡胶工业互联网平台“橡链云”。

1、解决底层与上层的两个难题

（1）在底层设备数据采集方面，橡链云平台在纵向上实现了所有工序的“人机料法环测”

的全面连接，构建了行业内最完整、最丰富的机理模型库。目前在海量互联方面已经实现

99%以上设备的互联互通，采集点高达百万级，在全面质量控制、自动排程、人工智能视

觉识别等方面也有大量实践案例。

从轮胎生产装备层面来说，设备种类多、数据采集点多、通讯难、控制系统差异大、通讯

协议不通用，即使同■工序同类设备都存在“多代同堂"的情况。赛轮集团最早的工厂建于

2002年，设备类型复杂，包含了常用的欧姆龙、三菱、西门子、ABB、贝加莱等所有不同

时期的PLC系统，细分型号20多种；涉及到的仪表、传感等通用及个性化的物联网通信

协议多达30多种。

在面对众多不同工业控制总线和协议互联互通时，赛轮集团首先对设备和控制系统的数据

和功能接口进行标准化，建立统一的规范要求，在设备采购和升级维护过程中要求供应商

提供的设备要满足上述接口要求；在此基础上主要从两个方向解决异构总线和协议的互联

互通：

①一方面是针对不同厂家、不同类型的工业总线和协议，采用统一的标准化接口封装，形

成了拥有自主知识产权用专利的管控连接件。当不同设备、控制系统需要连接时，只需要

在现场人机交互上位机软件（HMI）上配置几个参数，就能实现不同设备类型数据和控制

指令的互联互通；通过管控连接件向下屏蔽了不同总线和协议的差异，向上给软件开发和

实施提供统一的调用接口；经过不断的积累，实现了行业内所有主流工业控制总线和协议

的封装；遇到新的工业控制总线和协议，也可以方便快捷的封装到管控连接件中。

②另一方面，对于采用如OPC、OPCUA等标准通讯接口的设备和控制系统，通过自主研发

封装了支持OPC等协议的设备通讯组件包，实现了不同总线和协议的整合接口统一，近几

年也在物联网智能网关方面进行研发，实现了向OPCUA、MQTT等协议的应用普及。

（2）在上层工业软件数据的互联互通上面，檬链云平台已经沉淀了成熟软件产品和橡胶

行业解决方案近百套，并集成了ERP、CRM、PLM等主流企业管理软件。

赛轮在实施SAP公司的ERP时，就实现了与MES系统的全面数据集成；在'实施PLM系统

时，梳理出与ERP、MES、CRM等系统的接口流程超150个，这为系统升级橡链云工业互

联网平台提供了坚实的基础。

在升级到橡链云工业互联网平台时，重点建立了产业链丰富的机理模型、供需数据湖和数

据中台，实现数据汇集、共享和分析应用。在此基础上对ERP、CRM、PLM等软件向橡链

云迁移，采用了三种策略：

①对于满足橡链云上云要求的系统，按计划直接迁移到橡链云平台，部署到橡链云平台虚

拟化资源之上，采用统一的管理平台进行管理。

②改造后上云，需要对系统架构、运行环境、接口等进行改造，使其满足迁移到云平台的

技术要求，然后再迁移并统一管理。

③保持现状但是数据和接口上云，继续保持现有业务系统当前的运行环境，包括基础设施,

直至系统更新换代。通过API管理平台和大数据平台将传统应用的服务能力和数据在橡链

云发布共享。

通过以上三种策略实现多种平台和APP上云互联互通，达到平台、业务、数据整合，并且

通过集成橡链云统一的数据服务、工作流服务等，不但让企业减少系统集成的费用、降低

维护多个系统的工作量，更重要的是多种跨部门跨组织的业务在同一平台下，能让企业用

户提高工作效率，减少跄系统带来的额外沟通、数据传递成本，同时也必然提高企业业务

处理的质量。

2、打通上下游产业链、价值链，为协作企业赋能

橡链云平台在横向上实现了企业内部运营和上下游企业的全面互通，平台现已入驻3200

余家供应商、2000余家经销商以及近6万家门店。

在渠道端，橡链云通过与行业主流软件厂商的战略合作，为海内外经销商提供营销模式、

供应链优化等一站式服务解决方案，助力渠道实现全链路、全场景的数字化转型升级，实

现了经销商与下属所有门店的订单、物流、库存、结算的在线协同。

在消费端，橡链云可为不同类型的用户提供创新服务。对于野外矿区车主和商业运输车队,

可提供胎温、胎压、行驶轨迹的实时服务，并支持按里程、按使用寿命收费的新型商业模

式。对于普通车主来说，通过链接橡链云，可享受安全预瞥、快速救援、轮胎保险等服务。

赛轮集团生产的智能化巨型特种轮胎，被销往全世界多个国家，这些行驶中的轮胎，通过

一枚RFID电子芯片与万里之外的青岛工厂连在一起，赛轮智能轮胎全生命周期管理平台

(TIMP)实时采集每条轮胎行驶过程中的温度、压力、速度等关键指标，将数据传回青岛

工厂的LED可视化监测界面上。

通过安装在特种轮胎上的RFID芯片，赛轮集团的工业互联网系统能够实时采集每条轮胎行驶过

程中的温度、压力、速度等关健指标。

在为一线驾驶员提供安全驾驶辅助服务的同时，橡链云还创造了新的商业模式：由于RFID

智能轮胎解决了轮胎身份的唯一标识问题，赛轮开创了为运输企业、专业车队及个体车辆

用户提供行业内首创的保里程产品销售及服务模式，让高价特种轮胎的租赁成为可能。

3、为产业链伙伴带来良好经济效益

(1)在供应链方面：通过B2B+云仓WMS系统+客户ERP实现了从下单到收货全流程的在

线协同和可视化管理，客户可以看到准确的可用库存并自主在平台下单，1小时内打款，

24小时内工厂发货，在整个过程中客户可以实时查询订单状态和车辆GPS物流监控，到货

后通过云仓WMS手持终端一键入库，库存自动入库到客户ERP系统，同时自动产生结算

账单，并且支持与工厂财务实时对账。

（2）新疆某客户在采用橡链云的WMS系统+APP+渠道管理方案后，可以管理下属所有门

店，实现与下游门店的订单、物流、库存、结算的在线协同；上线后销售额增加30%,人

员效率提升20%以上，库存周转次数提升50%,超期库存降低70%。

（3）越南代理商实施BWMS系统后，效率提升60%,人工成本降低50%。

（4）在海外市场，橡链云帮助菲律宾客户将库存占用资金由3亿降低到1.5亿。

（5）赋能物流车队。橡链云赋能产业链200多家车队供应商实现物流精细化管理，司机

可以通过微信小程序或者APP系统实现从接单、排队、场内管理、在途、客户签收全流程

的导航和指引。原来司机进场排队需要2小时，目前只需要15分钟，如果按照每辆车1

小时的成本200元计算，每年20万车次，平均每家车队节省成本60万元。

（6）赋能上游化工企业。该企业属于橡胶产业链上游化工原材料生产企业，应用橡琏云

平台后，企业成本持续降低，预估减少废料15%以上，库存占用成本下降20%以上，减少

能耗8%以上，质最成本优化30%以上。

4、区块链和无线工业互联网技术在橡链云中的应用

<1）区块链在轮胎产品仝生命周期中的应用

区块链的可溯源特性能公开透明的将轮胎生产制作到运输再到销售至轮胎使用的每一环

节分步记录于链上。202c年，赛轮参与编制的四项轮胎用RFID电子芯片国际标准已发布，

基于该标准生产的智能轮胎在全生命周期内将拥有唯一的“身份证〃。"RFID智能轮胎+区块

链〃将实现轮胎全生命周期信息追溯和管理。

利用5G带宽优势、借助AR技术，赛轮集团实现了设备的远程维修指导。

目前，赛轮上游原料主要国际知名供应商已经接入橡链云平台。同时，美国史密斯实验室、

思通质检实验室等行业国际知名质检机构也接入橡链云，实现了质检数据的互联互通，在

此基础上，采用"质检+区块链〃技术的解决方案实现了质检数据互信互任。

目前国内供应链管理和物流成本高达2