船舶行业工业互联网应用报告

船舶行业工业互联网应用报告目录1工业互联网发展情况 (2)2船舶行业工业互联网实践 (98)2.1行业基本情况及生产特点 (98)2.2行业对工业互联网实施的业务需求 (98)2.3细化应用场景一：大型离散制造智慧物联应用 (100)2.4细化应用场景二：船舶工业供应链上下游协同应用 (103)3 结语 (113)3.1 发现 (114)3.2 建议 (115)3.3 展望 (115)1工业互联网发展情况1.1工业互联网体系架构工业互联网通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系，打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施，形成智能化发展的新兴业态和应用模式，见图 1 所示。

图 1 工业互联网体系架构其中，网络体系是工业互联网的基础，将连接对象延伸到工业全系统、全产业链、全价值链，可实现人、物品、机器、车间、企业等全要素，以及设计、研发、生产、管理、服务等各环节的泛在深度互联，包括网络联接、标识解析、边缘计算等关键技术。

平台体系是工业互联网的核心，是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体，其中平台技术是核心，承载在平台之上的工业APP 技术是关键。

安全体系是工业互联网的保障，通过构建涵盖工业全系统的安全防护体系，增强设备、网络、控制、应用和数据的安全保障能力，识别和抵御安全威胁，化解各种安全风险，构建工业智能化发展的安全可信环境，保障工业智能化的实现。

新模式新业态是我国工业互联网的特色应用。

我国工业企业、信息通信企业、互联网企业积极开展工业互联网应用探索和模式创新，形成了智能化生产、个性化定制、网络化协同、服务化延伸等诸多新模式新业态。

1.2工业互联网重点领域标准化发展情况网络与联接在传统工业网络领域，虽然我国自主研发的工厂自动化用以太网（EPA）、面向工业过程自动化的无线网络（WIA-PA）等技术已成为国际标准，但在工业互联网整体产业和技术方面基础仍较为薄弱，急需制定相应标准。

目前，联盟已发布或在开展《工厂内网工业EPON 系统技术要求》、《工业互联网标杆网络工厂外网技术要求》标准制定，随着工业互联网的发展，需要在时间敏感网络(TSN)、软件定义网络（SDN）、第五代移动通信技术（5G）、支持互联网协议第六版(IPv6)、确定性网络（DetNet）、低功耗无线网络、工业无源光纤网络（PON）、工业无线等重点领域加快技术标准及产业布局。

标识解析标识解析系统是工业互联网重要基础设施之一。

目前，国内外存在多种标识解析技术，包括标码（Handle）、对象标识符（OID）、物联网统一标识（Ecode）编码、国际物品编码（GS1）等。

现有标识解析技术大部分面向物联网个别领域应用，缺少针对工业互联网特定应用场景、复杂工序流程等特定应用设计，在数据互认、互操作等方面也缺技术方案，无法支撑构建统一管理、高效、安全可靠、互联互通的网络基础设施。

目前，CCSA 和工业互联网产业联盟正在制定《工业互联网标识解析信息协同共享技术要求》等相关标准，将从整体上构建一套体系完整、兼容性强、能够满足各行业应用的工业互联网标识解析标准体系。

边缘计算边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧构建的融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放体系和关键技术，其国内外标准化工作刚刚进入起步阶段，国内正在制定《工业互联网边缘计算节点模型和技术要求边缘控制器》《工业互联网边缘计算节点模型和技术要求边缘网关》等通信行业标准。

目前，联盟尚未发布边缘计算相关标准，正在加快推动边缘计算相关的总体架构、资源抽象和虚拟化、边云协同、节点管理、设备资源开放等方面标准研制工作。

平台与数据工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于云平台的海量数据采集、汇聚、分析服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置。

全球工业互联网平台发展迅速，涌现出一批优秀平台产品和创新应用，但整体上看，当前平台发展还处于初级阶段，产业发展与标准化共识正在形成，数据采集、资源管理与配置、工业大数据、工业微服务、工业应用开发环境、平台互通适配等领域成为标准化和产业推广布局的重点。

目前，联盟已发布《工业互联网工业互联网平台通用要求》、《工业互联网平台接口模型》等平台架构类标准；在数据采集方面，联盟已发布或正在制定制造资源/能力集成接入要求、工业设备接入技术要求等标准；在应用开发环境和工业微服务方面，已发布或正在制定《工业互联网平台应用接口管理要求》、《工业互联网平台微服务框架》等标准；在工业互联网平台测试与评估方面，发布或正在制定《工业互联网平台可信服务评估评测要求》、《工业互联网平台测试验证》等标准。

工业 APP工业APP 是基于工业互联网平台，承载工业知识和经验，满足特定需求的工业应用软件，是工业技术软件化的重要成果。

工业APP 的本质是工业知识的沉淀、复用与重构，其根本价值是解决工业应用问题。

业界需要尽快对工业 APP 的内容体系、生态体系、支撑平台体系等方面建立共识。

目前，联盟尚无相关标准。

随着工业APP 不断解决工业实际问题、支撑工业能力体系建设、推动工业应用模式升级，通过制定相关标准，能够更有效的发展和推广工业 APP，支撑“百万工业APP”发展目标的实现。

工业互联网安全工业互联网安全标准化工作应紧密围绕工业互联网各安全防护对象，从防护对象、防护措施和防护管理三个维度来开展。

目前在工业互联网安全方面，联盟依托产业发展现状，在联盟标准的制定与实施层面持续开展工作，目前已发布《工业互联网安全总体要求》和《工业互联网平台安全防护要求》两项联盟标准，并依据上述标准开展试点应用与培训宣贯工作，促进产业对于工业互联网安全防护意识与防护水平不断提升。

应用在工业互联网典型应用方面已经开展了少量标准的制定，涵盖在智能化生产、网络化制造、供应链管理、个性化定制等方面，面向重点行业领域的标准研制工作尚未开展，需要根据行业应用需求不断凝练标准化目标，联合产业链上下游主体持续推进标准化工作。

2船舶行业工业互联网实践2.1行业基本情况及生产特点海洋工程装备和高技术船舶已被“中国制造2025”明确列为国家十大重点发展领域之一，其产业链覆盖广、规模大、水平高，优势产品地位突出，集聚发展态势明显，行业工业互联网发展对区域经济带动明显。

船舶产品典型特征是零件数量级大、主尺度大、生命周期长，以大型豪华邮轮为例，其零件数超过2500 万个，长度超过350 米、船宽大于60 米、高大于70 米、吨位超过20 万吨。

一般从设计到交付、保修期维护，全船寿命一般10 年至30 年，中间需经历多次大修。

船舶制造业是海洋工程领域的重点支柱产业，中国船舶制造的体量大，造船三大指标国际市场份额均位居世界第一，2017 年，全国造船完工量为4268 万载重吨；承接新船订单量为3373 万载重吨，手持船舶订单量为8723 万载重吨，分别占全球总量的41.9%、45.5%和44.6%。

船舶制造业具备服务密集型、劳动密集型、物资密集型、资金密集型及技术密集型五大特征：配套服务方面，为其提供各种原材料和配套产品的企业覆盖国民经济122 个产业部门中的98 个，国民经济中关联面高达80%；涉及工种繁多，劳动力并行投入数千人，立体作业现象频繁，作业时间长；船舶建造中使用物资超过5000 类，且非标物资种类繁多；船舶建造经费以亿元为单位，配套企业众多且遍布各地，物资库存周转率较低，资金占用率高；研发设计环节复杂，涉及数十个专业分工，设计变更关联多家机构。

船舶制造业的这些特征，决定其与其他离散制造业的工业互联网建设方法存在很大的不同。

2.2行业对工业互联网实施的业务需求随着企业全球化业务的发展，船东对船舶产品的个性化定制要求越来越广泛，船用设备物资的种类和供应渠道也越来越多，物流模式越来越复杂，如何实现跨业务模块的流程优化、多信息化平台的高效集成应用，船企与船东、供应商、第三方物流公司之间的横向端对端集成，其要求越来越迫切。

船舶行业对工业互联网平台的需求是面向全流程的整体顶层解决方案，主要包括以下几点：首先，船舶工业企业需要通过工业互联网平台应用，加速船舶智能制造的实现。

通过分析船舶制造数据感知网、物联网、信息物理系统、工业互联网标准要求，实时动态获取船舶制造过程中生产人员、零部件物流与质量、生产计划执行状态、生产环境和能耗及施工质量等信息，研究船舶制造过程中物与人的智能识别、定位、跟踪和监控相关方法，制定信息系统数据交换标准及海量多源异构数据的实时传输标准。

分析船体分段智能制造车间、智能涂装车间、智能管子车间、智能船厂应用要求，设计透明化协同管理、数控设备智能化的互联互通、智能化的生产资源管理、智能化的决策支持方法。

有效集成涂装智能喷砂、涂漆工艺及工艺知识库、涂装车间智能感知网、计划及管控系统、物料智能配送系统和安全智能监控系统，实现智能计划排产、智能生产协同、智能设备的互联互通、智能资源管理、智能过程管理、智能决策支持等实际应用。

其次，船舶工业企业需要通过物联建设及边缘应用，打通现场层数据瓶颈，有效合理组织生产。

当前船舶建造的流程不够精益化，精度低、不准时，各种现场信息传递不及时而造成的问题经常出现，影响了生产节拍的有序和流畅，延长了船舶建造周期，增加了建造成本。

通过对部分生产线的物联改造、智能控制、大数据分析，缩短核心零部件新产品研制周期、有效降低不良品率、提升生产效率，提高设备能源利用水平，成为当务之急。

船舶建造需结合作业现场状态参数，综合考虑场地、设备、人员等资源，制定出作业负荷均衡及节拍化的作业计划。

最后，船舶工业企业需要通过供应链协同应用，提高上下游信息共享水平，催生新型产业和新型制造模式。

目前，信息共享大多存在于核心造船企业内部各部门之间，较少能呈现在造船供应链的各节点企业之间。

因此，基于工业互联网平台的微服务框架，打通造船供应链上下游企业信息系统的通信链路，打破上下游企业的信息孤岛和封闭，最终降低全链条企业的信息成本和经营成本，提升整个造船供应链的协同效率。

此外，加强造船供应链对供应商的进一步吸引，制定全链统一的供应商评价指标，有效解决船舶行业的物资配套设备多样化的特点，扶持关键优质供应商建立稳固的供应链地位，同时进一步发掘潜在合作伙伴，吸引其进入供应商名录，实现长期合作关系的建立和维护。

在供应链系统应用的基础上，加强上下游企业生产需求计划的对接，减少交期提前或拖期现象，同时基于共享库存的概念，逐步推广“自设库房为辅、租赁库房为主”的自由型库存控制思路和模式，开发并完善出入库管控系统及管控装备，通过人工智能等技术实现整体库存的智能规划和部署实施，降低人工调度及决策的强度和压力，减少物资的中间周转时间，有效降低供应链整体库存成本。