工业互联网赋能制造业数字化转型模式和成效——基于1942个案例实证分析
2023-05-08 来源：新工业网
工业互联网作为新一代信息技术与现代工业技术深度融合的产物，是推动制造业高质量发展、支撑构建新发展格局的重要途径。工业互联网与不同行业的知识、经验、需求相融合持续创新，形成了一批聚焦行业特点、解决企业痛点、价值成效显著的解决方案，赋能千行百业数字化、网络化、智能化转型。本文结合第三届中国工业互联网大赛的1942个解决方案，深入分析六个行业（见图1）的发展特点、痛点和转型需求，梳理工业互联网赋能各行业数字化转型的典型场景和路径，为相关行业数字化转型提供指引。
一、赋能原材料工业实现集约化推进绿色发展
1.原材料行业转型升级迫在眉睫
原材料工业经过几十年的信息化建设实践，信息化、数字化水平得到较大提高，但整体仍处于探索期。2021年中国两化融合发展数据地图显示，我国原材料工业两化融合发展整体水平为57.6，略低于全国平均水平，54.7%的企业仍处于单项覆盖阶段，仅有22.5%的企业实现集成提升和创新突破。生产设备数字化率达到53.9%，数字化研发设计工具普及率达到61.1%，关键工序数控化率达到69.2%，总体来讲为行业数字化转型奠定了坚实基础。我国原材料工业供大于求、环境负荷、成本压力、能源消耗、安全生产等行业现状和痛点突出，亟待解决发展质量问题。
2.以智能化生产助力提质增效
原材料企业设备维护和管理，过去只能依靠人工经验，容易造成产品质量波动，企业大都面临设备维护成本高、工业知识隐形程度高、设备停机损失大、排产难度大等痛点。工业互联网集成了大数据、人工智能、5G、边缘计算等新一代信息技术，能够极大提高原材料生产自动化、数字化水平。一是通过在生产流水线部署工业机器人、利用无人机进行厂区巡检并对数据进行智能分析。二是通过对整个生产系统的数学建模，根据需求计算出更优的排期方案、工艺参数等，赋能企业智能排产、优化生产工艺，最终实现生产效率提升。例如，针对传统矿山存在的系统不通、管理粗放、跑冒滴漏严重等痛点，天瑞集团信息科技有限公司打造智慧矿山一体化解决方案，通过矿山云服务平台打通开采设计、配矿管理、调度平台等系统，基于3DGIS展示的矿山统一平台，分析挖掘出数据价值，帮助矿山企业产能提升5%以上、作业效率提升10%以上。三是通过对产品质量和生产效率产生重大影响的关联因素进行关联分析，提前发现有关质量问题，及时准确进行调整，保证产品质量的稳定。例如，北京科技大学设计研究院有限公司开发全流程质量管控系统，利用工业互联网平台打通全流程各工序产品质量与工艺参数之间的系统壁垒，将传统的“事后”抽检质量管控模式转为“事中”实时管控或“事前”预控相结合的质量管控模式，在某钢铁厂应用中实现质量缺陷外放风险下降60%，工艺人员劳动效率提升30%以上。
3.以数字化管理赋能安全环保
一方面，随着“双碳”目标驱动，绿色转型加快推进，原材料工业作为碳排放重点行业，实现其绿色化转型是完成我国碳达峰、碳中和目标的关键；另一方面，石油化工等行业存在高温、高压、易燃易爆、易腐蚀等危险，容易发生安全事故。工业互联网能有效提升生产感知、监测、预警、处置和评估能力，保障生产安全，保证设备运行稳定，促进绿色生产。一是企业可通过部署物联网、传感器、边缘计算等方式推动设备管理与远程运维，推动实现设备全生命周期管控与智能决策，准确识别设备故障并维修。
二是工业互联网赋能企业加速安全生产从静态分析向动态感知、事后应急向事前预防、单点防控向全局联防的转变，最终实现自动化减人、信息化助人。例如，针对化工行业在加工、贮存、使用和废弃物处理等环节有毒有害物质可能引发的安全事故，清云智通科技有限公司研发的工业互联网+安全生产解决方案，通过边缘计算、大数据治理平台、深度机器学习、数字孪生等技术构建“快速感知、实时监测、超前预警、动态优化、智能决策、联动处置、系统评估、全局协同”新型能力体系，实现感知报警频率降低92.7%，隐患整改及时率达到87.02%。三是工业互联网平台集成大数据、数字孪生等技术对原材料生产各关键环节能耗进行实时监测，并通过绿色工厂、智慧矿山等建设实现生产洁净化、废物资源化、能源低碳化。例如，天津水泥工业设计研究院有限公司搭建建材行业碳排放数字化公共服务平台，对各阶段业务和要素进行数字孪生，将可配置的碳足迹核算算法模型与多端数据源相匹配，实现单条产线年减碳量1.36万吨至3万吨的成效。
4.以协同化发展促进强链补链
原材料作为制造业产业链的上游行业，价格波动将会对处于产业链中下游、成本压力传导消化能力弱、议价能力弱的中小企业造成较大的影响。工业互联网将分散、闲置的设备产能、人才要素、资金等资源整合起来，打破信息壁垒，促进供需对接，实现资源利用最大化。一方面，原材料上下游企业、产业集聚区能够基于工业互联网平台开展需求对接与广泛合作，构建多元供给网络，保障产业链安全稳定运行；另一方面，原材料企业通过平台实现产品全生命周期数据贯通，准确获取客户各方面个性化需求，及时响应需求变化，使企业价值链加速由产品为中心向客户为中心转变。例如，杭州聚玻科技有限公司打造玻璃产业工业互联网平台，利用物联网、智能终端等先进技术，全链路打通玻璃流通领域的上中下游，形成了上游电商金融体系、中游智能制造体系、下游产品全生命周期研发服务体系，平台已覆盖70%相关企业，利用数据降低66%获客成本，降低20%以上综合成本。
二、赋能装备制造业拉紧产业链扩展增值服务
1.数字机遇助力装备行业做强做优
装备制造业发展水平是一个国家综合国力的重要体现，国家重大装备制造更是事关国家经济安全、国防安全的战略性产业。随着制造业转型升级明显加快，装备制造业呈现出集群化、数字化和智能化发展态势。2021年中国两化融合发展数据地图数据显示，装备制造业数字化研发设计工具普及率达到86.7%，经营管理数字化普及率达到69.4%，显著高于原材料和消费品工业，为数字化转型和高质量发展奠定良好基础。
2.知识共享，自主创新活力迸发
装备制造业面临关键零部件和关键工业软件“卡脖子”困境、核心技术创新能力不足、产品数字化智能化水平不高、数字安全环境欠佳、数字化管理能力不强、数字化转型成本投入较大等问题。工业互联网+数字孪生技术的逐渐落地，在产品研发、工艺设计、生产管控、设备运维等设备全生命周期各阶段都发挥了重要作用，尤其在航空航天等大国重器的研制当中显现出巨大优势，能够大幅缩短新产品开发周期、显著降低研发成本和风险、提高设备全生命周期管理能力、进一步提升产品性能和价值。湖南镭目科技有限公司开发了基于工业互联网平台智能装备全生命周期管理系统，实现全新智能装备平均研发周期从4年缩短为2年，平均交付周期从8个月缩短至6个月。安世亚太科技股份有限公司构建的压力容器设计建造安全评定云平台，在降低企业软硬件成本投入的同时，大大提升了中小企业压力容器研发效率、降低了设计风险和安全事故风险。
3.智慧运维助力企业服务化转型
装备制造企业服务化转型仍处于探索阶段，设备的生产者和使用者对设备智能化、高效率运维的需求十分迫切。目前，设备使用企业需要为设备维护配备专业人员，定期维护模式的流程和工艺复杂、成本高效率低，备品备件的库存较多，且仍存在设备状态不可见、故障停机给企业生产造成重大损失等问题。工业互联网发展使得在更大范围、以更高效率采集设备数据成为可能，同时，大数据、人工智能、边缘计算等技术的进一步成熟，为深入挖掘设备数据价值，实现设备状态监控、使用效能提升、故障预测性维护，以及未来进一步加强产业链上下游数据的开放共享和互联互通奠定了坚实基础。此外，5G与AR/VR/MR技术的结合，能够为现场辅助装配、远程维修和仿真培训提供更好的体验，极大提升了维修维护效率以及新员工的学习成长速度。基于设备运行数据探索高价值设备的售后服务、租赁等配套服务，能够有力支撑装备制造企业实现服务化转型。
例如，中车青岛四方车辆研究所建设的轨道交通智能管控平台，通过设备在线监控系统实时监测和诊断设备及部件状态，帮助相关人员在故障早期发现问题并立即做出调整，加快“计划修”向“状态修”转变，建立了新型智能运维体系。上海飞机客户服务有限公司的基于工业互联网的国产民机实时监控及远程运维服务平台，通过构建具有“飞机实时监控+排故支持+供应链协同+大数据分析”功能的飞机服务平台，提升飞机维修效率和维修质量10%以上，每年为航空公司节约近6000万元，保障国产飞机机队安全顺畅运营。
4.产业链协同提升市场发展空间
装备制造业产业链较长、复杂度较高，面临研发协同水平低、产品迭代速度慢、知识复用能力差，工业零部件供应商多且极度分散，半成品、产成品库存较高，产业链协同效率低等问题。在大市场、多主体、信息不透明的场景下，急需利用数字化手段整合供应链资源，推动跨企业信息共享、资源调配与分工协作，提高企业管理效率和运营决策能力。工业互联网平台作为资源汇集、信息共享、高效协同的有力工具，在支撑企业运营效率提升方面正发挥越来越大的作用。例如，上海海智在线网络科技公司构建的工业零部件供应链协同数字化制造服务平台，建立工业零部件领域的需求产能智能化匹配系统，增强针对零部件业务流程的供应链管理、数字化协同制造和交易流通管理能力，显著提升产业链运行效率。
三、赋能消费品行业提升质量和品牌引领创新模式
1.消费品工业是释放内需潜力的突破口
我国消费品工业用户近端特征强，市场竞争激烈，大多数企业正在由生产制造向品牌自建环节延伸。根据产品标准化程度的不同，消费品细分行业特点不一，家电、医药行业产品标准化程度高，产品迭代速度较慢、品牌格局相对集中。纺织、包装、食品等行业企业多而散，上下游议价能力较弱，代工属性明显，产品呈现小批量、多品种、高质量、快交付的特点。目前，受需求升级与成本攀升的双重驱动，消费品工业数字化转型需求明显。一方面，需求变革成为推动消费品工业转型升级的重要力量，消费品工业定制化、柔性化、个性化趋势日益明显。另一方面，我国消费品产业生产环节劳动力和原材料成本占比较重，随着上游原材料成本上升和人口红利的消失，部分消费行业因产品生产周期长而存在存货积压等问题，导致消费品生产企业生产成本逐渐加剧。在此背景下，消费品企业期望通过数字化手段，提高生产经营效率，实现供应链端到端打通、整合与协同。
2.优化生产工艺，提升企业生产运营效率
从生产端来看，消费品生产对人工依赖程度较高，企业对智能化生产、精益管理的需求增强。工业互联网提升企业数据联通和可操作性，同时利用大数据、人工智能分析建模，有助于制造和工艺流程优化，实现路径规划、参数控制及生产管控。同时，通过对人员行为、设备状态等数据采集、分析和实时监控，提高设备运维效率，实现安全生产和用能管控。例如，针对家电制造质量检测环节人工检测依赖性高、检验产品质量缺陷大等问题，青岛海尔工业智能研究院有限公司研发的面向家电行业的柔性检测平台解决方案，通过数据管理沉淀，快速进行算法组装和训练，形成柔性质量检测应用，可快速部署运行，适应产险产品的多品种检测。针对行业离散作业转运效率低、生产管理信息协同难等问题，杭州科强信息技术有限公司提供的注塑行业工业互联网平台解决方案，围绕企业安全生产和经营环节，利用AI、大数据等技术，通过设备、生产线、工厂等元素连接融合，实现AI风险识别、质量检测和生产信息协同。
3.贯通匹配信息资源，推动上下游协同联动
消费品工业作为贯通生产端和消费终端的行业，工业互联网技术的应用不仅提升企业生产经营效率，还使全产业链条互相促进、生态联动成为可能。从消费端来看，个性化定制新模式对企业数据收集、储存、分析和传输等能力提出要求，5G、大数据、人工智能等技术的不断发展和应用使消费业的个性化定制模式逐渐深化。例如，针对纺织行业市场竞争激烈、服装个性化、定制化、多品类需求旺盛等问题，江苏红豆工业互联网有限公司打造的纺织服装个性化定制+5G柔性生产解决方案，通过构造5G+MEC云边协同能力，实现了个性化定制量体裁衣、智能设计、柔性快捷生产和一站式溯源服务。针对包装行业产能过剩、仓储困难等痛点，浙江东经科技股份有限公司的包装产业互联网解决方案，通过线上线下连接，为包装行业产业链上下游企业提供信息资源匹配、协同制造等服务，促进企业效益持续增长。
4.生态价值凸显，赋能产业全链条优化
通过工业互联网可以更好地了解消费者需求，在以用户为核心的个性化定制、服务化延伸和网络化协同等方面开展创新性探索，探索形成了用户深度参与价值共创的新模式。例如，针对纺织服装行业供需信息不对称、解决方案推广落地难的问题，中国纺织信息中心搭建纺织服装行业解决方案应用推广公共服务平台，为企业提供行业解决方案汇聚、对接、部署等服务。针对药品行业传统方式授信融资难、盘活商品存货融资需求强烈等痛点，建信金融科技有限责任公司的消费品工业的金融服务平台解决方案，通过工业互联网标识体系形成物品全产业链追溯，实现对融资全链条数据验真、辅助风险控制和信贷授信评级。
四、赋能电子行业迈向价值链高端推动自主创新
1.产业急需向全球价值链高端转型
电子信息制造业是我国战略性、基础性和先导性产业，具有技术含量高、附加值高、渗透性强、带动作用大等特点。电子信息细分产品种类多，不同产品、不同环节、不同规模的企业面临不同的发展问题。
一方面，行业面临生产设备、原材料的核心技术研发和突破问题。电子产品精度高，行业生产过程对设备的要求较高，但核心设备国产率偏低，由于通信协议等问题，设备数据应用难。另一方面，行业企业对制造体系优化、产业链协同需求突出。行业中小企业数量多、竞争激烈，企业需在工艺制造体系优化、质量优化、供应链协同等方面发力，获得领先优势。
2.优化生产制造和工艺流程，保障产品质量
电子行业产业链复杂冗长，产品生产方式多样，应用工业互联网能够优化生产制造过程和工艺流程，提升设备管控和资源调度效率，保障生产过程安全稳定。研发设计上，通过提供研发仿真软件和数字孪生模型，指导电子产品的研发设计更新迭代，节省产品开发成本。如富泰华工业打造的电子产品试产过程的数字孪生解决方案，通过对新产品设计、试产、失效分析、设计改进等过程迭代，实现电子产品研发试产的过程管理，目前已累计节约新产品研发成本300万元。设备管理上，优化设备资产的管理模式、维保修检模式，实现设备健康管理、调度优化和节能生产，全方位保障生产过程。生产工艺上，通过将行业知识、数据、机理模型等有机结合，优化产品的生产过程，提高生产线效率，优化制造工艺、技术和产品质量。质量管理上，利用电子产品生产加工过程产生的质量数据、工艺数据、流程数据、制造参数等数据，基于数据的整合与分析，开展产品质量检查与监控。如江苏泰治科技的半导体行业测试大数据管理分析方案，打造ATYMS系统做到对芯片测试环节全流程的数据采集，同时针对测试问题可适时提供停机、报警的闭环管理，累计帮助客户节约成本5000万元/年。
3.为中小企业提供低成本、轻量化产品成趋势
工业互联网将仿真、工艺、质量等工业know-how进行模块化封装和调用，并通过“云―端”协同实现优质资源和解决方案在中小企业中实现低成本的共享、复用、扩散。如广州市昊链信息科技打造的数字供应链协同管理平台，针对中小企业协作难、融资难等问题，提供了集供应链管理、结算管理、收付汇于一体的供应链解决方案，提升产业供应链竞争能力。金蝶云打造星空工业互联网平台已助力1000多家中小电子企业利用公有云快速搭建数字化平台，提供全价值链上云服务，实现各业务环节的数据、流程和用户的底层链接，驱动生产运营持续优化。
五、赋能能源行业瞄准“双碳”目标加快结构调整
1.能源行业数字化水平不断提升，新模式新业态不断涌现
近年来，我国大力发展水电、核电、风电、太阳能发电等清洁能源，能源消费呈现明显的低碳化、多元化发展态势。在“碳中和”背景下，市场更加关注环保清洁能源的应用与发展。通过运用大数据、人工智能、机器学习等新一代信息技术，能源行业数字化水平不断提升，能够更好地预测和协调纷繁复杂的能源供需变化，为分布式能源的开发与生产、应用与交易、转换与存储提供了运行机制，推动并网消纳、多能互补、以销定产等新模式新业态不断涌现。工业互联网与能源行业深入融合，有助于推动产、供、销三大环节的数据采集、传输、处理和集成分析，持续带动能源生产和消费模式变革，在推动设备数字化、生产智能化、绿色低碳化、保障能源安全和产业链供应链稳定方面发挥了重要作用。
2.推动能源基础设施数字化，为设备赋智
设备停机损失是能源行业面临的最大痛点，石油、煤炭、电力等能源行业生产过程具有连续性、环境复杂等特点，多涉及生命安全、危险性较大的特种装备，设备服役周期长、数字化滞后，运维难度较大。工业互联网通过为能源设备设施加装智能传感器、智能网关、仪表等各类边缘设备，能够推动实现源、网、荷、储侧多源异构数据的采集、集成和可视化。同时，融合5G、人工智能、AR/VR等技术，能够对电站、管网、充电桩等设备状态进行深度感知、高级建模分析和可视化呈现，实现自动安全预警、故障诊断和反馈控制，保障电力系统安全稳定运行。如北京国电高科科技有限公司通过构建天启卫星物联网电网监控平台，实现全自动监测、可视化电网管理和大数据分析预警等功能，帮助应用企业提高设备管理效率约10倍，异常处理时间从4小时缩短至10分钟。上海发电设备成套设计研究院通过为发电企业状态检修平台，构建水力发电设备智能运维故障诊断系统，帮助发电厂减少检修次数和缩短检修时间，平均每年为电厂增收约5亿元。
3.推动能源生产方式变革，为生产赋力
我国能源利用效率较低，主要体现在设备设施陈旧、生产工艺相对落后、工业余热利用率低、煤炭转换率低等方面，能源生产效率和综合利用效率低，造成能源的大量浪费。基于工业互联网建立虚实映射的数字化工厂，融合5G、数字孪生、人工智能等技术，可以对能源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，及时制订各能源生产机组的最优运行策略，自动优化设备生产设计方案，实现智能排产、智能控制和智能决策，改变了能源行业传统生产和运营模式，有助于提升能源生产效率。如中国南方电网有限责任公司面向新型电力系统，建立了电网数字孪生平台，借助智能巡视和智能控制技术，实现复杂变电设备无人值守、远程操作、自动控制，降低人员、车辆成本15%，提高变电站操作效率30%。北京中核华辉科技发展有限公司聚焦核工程建设周期长、安全要求高等痛点，构建了中核龙信工业互联网平台，搭建数字电厂模型，提供精益建造、全寿期管理、全景融合等解决方案，减少现场返工60%，单个核电机组每年节约1100万元的运维费用，有效提升核电厂建设与运维的精细化水平。
4.优化节能减排监测管控，为发展赋能
“双碳”是对行业发展影响最大的因素。通过工业互联网平台连接能源企业，能够在线监测清洁低碳数据、构建低碳绿色模型，可为多主体提供“碳中和”服务支撑。一方面，有助于精准预测相关指标，为电力企业碳核算、碳交易提供数据支撑，提供清洁能源消纳并网等解决方案。另一方面，可助力行业监督及管理部门开展节能减排监管工作，摸清能源安全底数，有助于为电力需求侧管理决策提供数据支持，并为跨区域的能源智能调控、能源储运和调峰应急等多元服务提供支撑。如江苏方天电力技术有限公司面向火电行业构建了节能环保智慧监管解决方案，构建了兼容不同工艺原理的环保电价考核模型，帮助江苏省实现约100亿元环保电价的实时在线考核与结算，年节约标煤约133万吨，节约燃料成本约10.6亿元。
六、赋能建筑行业提升设计水平推动智慧建筑
1.建筑业加速向智慧化绿色化转变
在数字化浪潮下，“智慧建筑”成为未来建筑业转型升级的重要方向。建筑业与其他行业相比在数据资产消费、数据资产积累、数字化业务流程管理、员工数字化能力培育、数据资产挖掘、数字化人才等方面都处于较低水平。住房和城乡建设部等九部门印发《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》，将推动新一代信息技术与建筑业深度融合。如利用BIM技术在新型建筑工业化全生命周期一体化应用实现设计、采购、生产、交付等阶段的信息互联互通；利用大数据技术支撑市场监测和数据分析提升服务水平与监管效率；利用5G、机器视觉、二维码识别等技术提高施工现场的安全生产能力。打造融合新一代信息技术的建筑业工业互联网平台是破解行业痛点、优化提升产业链效率的重要路径之一。
2.打通信息堵点，促进设计高效高质
一方面建筑企业可借助工业互联网平台对建筑设计全过程虚拟集成，将可能出现的问题前置化，有效解决设计过程中可能出现的“错、漏、碰、缺”等问题；另一方面平能源行业生产过程具有连续性、环境复杂等特点，多涉及生命安全、危险性较大的特种装备，设备服役周期长、数字化滞后，运维难度较大。工业互联网通过为能源设备设施加装智能传感器、智能网关、仪表等各类边缘设备，能够推动实现源、网、荷、储侧多源异构数据的采集、集成和可视化。同时，融合5G、人工智能、AR/VR等技术，能够对电站、管网、充电桩等设备状态进行深度感知、高级建模分析和可视化呈现，实现自动安全预警、故障诊断和反馈控制，保障电力系统安全稳定运行。如北京国电高科科技有限公司通过构建天启卫星物联网电网监控平台，实现全自动监测、可视化电网管理和大数据分析预警等功能，帮助应用企业提高设备管理效率约10倍，异常处理时间从4小时缩短至10分钟。上海发电设备成套设计研究院通过为发电企业状态检修平台，构建水力发电设备智能运维故障诊断系统，帮助发电厂减少检修次数和缩短检修时间，平均每年为电厂增收约5亿元。
3.推动能源生产方式变革，为生产赋力
我国能源利用效率较低，主要体现在设备设施陈旧、生产工艺相对落后、工业余热利用率低、煤炭转换率低等方面，能源生产效率和综合利用效率低，造成能源的大量浪费。基于工业互联网建立虚实映射的数字化工厂，融合5G、数字孪生、人工智能等技术，可以对能源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，及时制订各能源生产机组的最优运行策略，自动优化设备生产设计方案，实现智能排产、智能控制和智能决策，改变了能源行业传统生产和运营模式，有助于提升能源生产效率。如中国南方电网有限责任公司面向新型电力系统，建立了电网数字孪生平台，借助智能巡视和智能控制技术，实现复杂变电设备无人值守、远程操作、自动控制，降低人员、车辆成本15%，提高变电站操作效率30%。北京中核华辉科技发展有限公司聚焦核工程建设周期长、安全要求高等痛点，构建了中核龙信工业互联网平台，搭建数字电厂模型，提供精益建造、全寿期管理、全景融合等解决方案，减少现场返工60%，单个核电机组每年节约1100万元的运维费用，有效提升核电厂建设与运维的精细化水平。
4.优化节能减排监测管控，为发展赋能
“双碳”是对行业发展影响最大的因素。通过工业互联网平台连接能源企业，能够在线监测清洁低碳数据、构建低碳绿色模型，可为多主体提供“碳中和”服务支撑。一方面，有助于精准预测相关指标，为电力企业碳核算、碳交易提供数据支撑，提供清洁能源消纳并网等解决方案。另一方面，可助力行业监督及管理部门开展节能减排监管工作，摸清能源安全底数，有助于为电力需求侧管理决策提供数据支持，并为跨区域的能源智能调控、能源储运和调峰应急等多元服务提供支撑。如江苏方天电力技术有限公司面向火电行业构建了节能环保智慧监管解决方案，构建了兼容不同工艺原理的环保电价考核模型，帮助江苏省实现约100亿元环保电价的实时在线考核与结算，年节约标煤约133万吨，节约燃料成本约10.6亿元。
七、赋能建筑行业提升设计水平推动智慧建筑
1.建筑业加速向智慧化绿色化转变
在数字化浪潮下，“智慧建筑”成为未来建筑业转型升级的重要方向。建筑业与其他行业相比在数据资产消费、数据资产积累、数字化业务流程管理、员工数字化能力培育、数据资产挖掘、数字化人才等方面都处于较低水平。住房和城乡建设部等九部门印发《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》，将推动新一代信息技术与建筑业深度融合。如利用BIM技术在新型建筑工业化全生命周期一体化应用实现设计、采购、生产、交付等阶段的信息互联互通；利用大数据技术支撑市场监测和数据分析提升服务水平与监管效率；利用5G、机器视觉、二维码识别等技术提高施工现场的安全生产能力。打造融合新一代信息技术的建筑业工业互联网平台是破解行业痛点、优化提升产业链效率的重要路径之一。
2.打通信息堵点，促进设计高效高质
一方面建筑企业可借助工业互联网平台对建筑设计全过程虚拟集成，将可能出现的问题前置化，有效解决设计过程中可能出现的“错、漏、碰、缺”等问题；另一方面平台能够实现纵向设计之间、横向参与方之间的协同工作，提升建筑设计效率，保证设计方案的最优化。针对高铁建设过程中数据融合深度不够、设计仿真不智能等问题，中国铁路设计集团有限公司打造数字驱动的高速铁路建设智能管理解决方案，基于BIM、3DGIS、物联网等技术，建立高速铁路建设智能仿真平台，解决现有高速铁路建设手段以图纸或二维电子矢量图为主，协同困难、效率低、费用高、表达不直观等问题。
3.加强过程监管，保障施工安全稳定
建筑企业利用工业互联网平台，借助数字化、智能化手段实现施工现场人、机、料、法、环的集中管控，一方面通过打造智慧工地让施工现场感知更透彻、互联更全面、智能更深化，有效提升现场作业人员的工作效率；另一方面平台能够整合施工现场资源，通过优化任务工序、提升工艺水准，有效提升施工项目全过程的精益建造水平。如针对水电工程、道路桥梁、地下洞室等大体积混凝土施工作业存在的工程地理环境恶劣，作业人员面临缺氧、高空坠物等安全风险，中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司打造大体积混凝土振捣质量智能控制解决方案，以IoT、AI+BIM与工程技术深度融合为手段，构建了基于振捣质量控制评价指标体系，避免施工过程不规范，保证了工程建设效率和质量。针对地下空间建设存在的围岩智能判识难、质量智能管控难等问题，中国铁建重工集团股份有限公司通过基于智能装备的隧道智能建造解决方案，建立了地下―地面―云端多层次信息交互的隧道装备协同方法，在国内多个重点工程实现II、I、IV级围岩月进尺分别提升20.65%、21.7%和29%，作业人数降低41%，有效提升隧道建设安全性。
4.发挥数据价值，赋能管理智能精细
建筑企业通过端+网+云，可以随时随地获取建筑、项目过程信息，提高管理数据的准确性和及时性。一方面可以增强安全生产的感知、监测、预警、处置和评估能力，推动企业由事后处置向事前预防转变，为企业生产保驾护航。另一方面能够通过智慧楼宇对建筑能耗进行实时监测、分析、预警，实现节能、减排、脱碳，加速绿色建筑的建设。针对建筑管理中存在的信息搜集难、数据分析少、管理效率低等问题，如南京戎光软件科技有限公司的基于BIM的智慧建筑运维管理平台，打造三维可视化、高度灵活性、可扩展性和智能化的综合管理平台，在落地项目中实现管理人力成本降低18%，出租率提升31%。针对盾构施工设备数据资源反馈不及时带来的机器运行状态管理难，中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司开发盾构集群远程监控与智能决策支持系统，运用物联网、大数据技术实时采集盾构机数据并上传至平台，通过处理与分析实现盾构施工进度、安全、质量、设备等的精细化管理，目前已覆盖了十几个省、区、市200个盾构项目。
5.贯通行业链条，推动产业协同联动
一方面工业互联网集成大数据、数字孪生、5G等新一代信息技术连接政府、客户、施工方等建筑建造使用的各参与方，实现供需双方的信息互通和互利互惠。另一方面工业互联网将分散、闲置的设备、资金、人才、产能、知识库等社会化资源整合聚集，实现物流、资金流、信息流配置优化，提高资源利用率。如针对传统工程建设业务链融合不深造成的决策难统筹、进度不科学、资源易浪费等问题，长春建业集团股份有限公司打造基于BIM技术的工程数字化管理平台解决方案，借助BIM模型覆盖系统运维的全生命周期，利用平台完成价值链上下游参建方数据集成以及价值链端到端集成，横向实现参建各方协同，纵向实现上下游产业链的发展。针对传统供应链分散割裂、知识壁垒多，中信数智科技有限公司构建智能建造平台，以BIM技术为基础，以PPP、EPC等政府投资类项目为主要服务目标，实现建筑工业化和产融一体化，形成网络化与规模化的多方协作，平台目前已入驻1857家企业，实现交易总额9.27亿元。
原文刊载于《企业管理》2023年4期 作者：国家工业信息安全发展研究中心
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