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            工業互聯網助力安全生產提升與創新發展

            工業互聯網是數字浪潮下,新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的新型基礎設施、新型應用模式和新型工業生態。工業互聯網通過對人、機、物的全面互聯,構建起覆蓋全要素、全產業鏈、全價值鏈的全新制造與服務體系,形成數字化、網絡化、智能化的新型生態和應用模式。
            2023-10-23 18:42:59     來源:賽迪網

            一、工業互聯網浪潮下,安全生產領域蘊藏巨大價值

            工業互聯網是數字浪潮下,新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的新型基礎設施、新型應用模式和新型工業生態。工業互聯網通過對人、機、物的全面互聯,構建起覆蓋全要素、全產業鏈、全價值鏈的全新制造與服務體系,形成數字化、網絡化、智能化的新型生態和應用模式,是發展先進制造業的重要支撐,是產業發展與優化升級的內驅動力,是互聯網從消費領域向生產領域、從數字經濟向實體經濟發展的核心載體。

            工業互聯網可提供邊緣計算能力、通用PaaS能力、工業數據服務、工業模型服務以及工業應用開發及人機交互功能,助力冶金工貿、化工、礦山、煙花爆竹、航空航天、船舶、汽車、家電、電子、汽車、工程機械、軌道交通、電力等重點行業實現數字化轉型。

            近年來,我國深入推進制造業轉型升級,工業互聯網體系進一步完善,中國工業互聯網市場保持較快的增長速度。根據賽迪數據顯示,2021年,中國工業互聯網市場規模達到7,612.2億元,較2020年同期增長13.4%。

            圖表1  2016-2021年中國工業互聯網市場規模

            (數據來源:賽迪)

            另一方面,安全生產逐漸引起各方重視。安全生產是指在生產過程中的人身安全和設備安全,使勞動過程在符合安全要求的物質條件和工作秩序下進行,防止傷亡事故、設備事故及各種災害的發生,保障員工的安全與健康,保障企業生產的正常進行。伴隨工業互聯網技術的快速發展,工業互聯網與安全生產的結合逐漸緊密,“工業互聯網+安全生產”的應用也逐漸廣泛,目前主要應用于化工、礦山、冶金等行業。

            根據《“工業互聯網+安全生產”行動計劃(2021-2023年)》的總體要求與重點任務,工業互聯網領域涉及到安全生產的部分主要包括生產管控的設備管控、生產計劃排產、生產工藝、能耗管理、物料管理、質量管理與安全與環境管理等環節;經營管理的供應鏈與物流管理、庫存管理與人力管理等環節;運維服務的產品運維等環節以及資源協同的協同制造與供應鏈協同等環節。從總體上看,工業互聯網領域涉及到安全生產的環節約占整體的41.0%。

            二、“工業互聯網+安全生產”市場呈現爆發式增長態勢

            近年來工業互聯網在傳統行業的應用逐漸深入,生產要素流動速度不斷加快,新工藝、新材料、新業態不斷涌現,然而安全風險集聚、事故隱蔽性上升等問題也隨之顯現。因此,有效化解生產過程中的安全風險,推進工業互聯網在安全生產領域中的融合應用成為“工業互聯網+安全生產”發展的突破點。2020至2022年,中國“工業互聯網+安全生產”市場規模不斷增大,由2,752.2億元增長至3,126.8億元。預計到2027年,國內市場規模將達到4,530.8億元,2023至2027年復合增長率為7.7%。

            圖表2  2020-2027年中國“工業互聯網+安全生產”市場規模

             (數據來源:賽迪)

            “工業互聯網+安全生產”下游客戶主要包括化工、礦山、冶金、煙花爆竹等熱點行業。目前,石油化工行業是中國“工業互聯網+安全生產”最大的應用市場,占市場整體份額的37.1%。其中石油行業占比12.0%,化工行業占比25.1%。伴隨安全生產政策及法規的頒布,企業安全生產責任范圍不斷擴大,“工業互聯網+安全生產”投入將不斷增加。政府對“工業互聯網+安全生產”監管力度不斷加強,預計“十四五”期間,國家應急管理部門將在“工業互聯網+安全生產”領域約投入28.9億元。

            圖表3  中國“工業互聯網+安全生產”細分應用領域

            (數據來源:賽迪)

            1、我國化工行業工業互聯網安全管控市場具有廣闊前景

            化工行業是國民經濟的基礎性產業,具備經濟總量大、產業鏈條長、產品種類多、關聯覆蓋廣等特點。化工生產使用的原料、中間體、產品大多為有毒有害、易燃易爆等危險化學品。利用工業互聯網平臺建設,構建化工行業“工業互聯網+安全生產”體系和標準規范,可實現生產實時監控、遠程故障診斷以及預測性防護措施等功能,為化工行業生產提供可靠保障。

            化工行業在“工業互聯網+安全生產”領域的投入也逐漸增加。2020至2022年,化工行業“工業互聯網+安全生產”的市場規模由668.0億元增長至785.7億元。預計到2027年,市場規模將達到1,136.3億元。

            圖表4 2020-2027年化工行業“工業互聯網+安全生產”市場規模

            (數據來源:賽迪)

            化工行業“工業互聯網+安全生產”包括設備管控、生產計劃排產、生產工藝、能耗管理、物料管理、質量管理、安全管控、供應鏈管理等環節。其中,化工行業“工業互聯網+安全生產”安全管控市場,由2020年的46.1億元增長至2022年的55.6億元。預計到2027年,化工行業安全管控市場規模將達到90.7億元,2023至2027年復合增長率為10.3%。

            圖表5 2020-2027年化工行業工業互聯網安全管控市場規模

            (數據來源:賽迪)

            2、“工業互聯網+安全生產”大幅提升礦山生產管控能力

            礦山行業主要為煤礦及非煤礦山等資源的勘探、開發、生產、儲運、加工轉換和環境保護。礦山行業屬于高危行業,生產條件復雜多變。礦山行業目前正在積極推動數字化、智能化轉型進程,重點在于推進智能系統基站等基礎設施建設、交互式信息平臺等軟件平臺建設、智能化改造或購置硬件裝備等方面,保證生產工作高效開展。同時,將“工業互聯網+安全生產”應用于礦山行業,可準確感知人員與環境信息,并提供實時處理和決策功能,實現“感知-通信-控制”一體化,有效提升行業安全防護水平。2020至2022年,礦山行業“工業互聯網+安全生產”的市場規模由478.1億元增長至518.7億元。預計到2027年,市場規模將達到649.7億元。

            圖表6 2020-2027年礦山行業“工業互聯網+安全生產”市場規模

            (數據來源:賽迪)

            3、“工業互聯網+安全生產”可增加冶金行業生產穩定性

            冶金行業屬于國民經濟的重要基礎產業,具有資源和資本密集、產業關聯度高、經濟社會影響大等特點。冶金行業在生產過程中,存在高溫鐵水失控、熔渣噴濺、煤氣中毒、設備故障等安全隱患。將“工業互聯網+安全生產”應用于冶金行業,可實現生產設備遠程操控以及生產環境監控等功能,確保生產過程安全可控。2020至2022年,冶金行業“工業互聯網+安全生產”的市場規模由600.5億元增長至651.3億元。預計到2027年,市場規模將達到810.6億元。

            圖表7 2020-2027年冶金行業“工業互聯網+安全生產”市場規模

            (數據來源:賽迪)

            三、我國“工業互聯網+安全生產”市場集中度低

            工業互聯網架構可分為五層,分別是感知層、數據層、模型層、功能層以及應用層。通過全產業鏈、全價值鏈的資源要素互聯互通,實現對礦山、園區、罐區、工廠以及電力設備機械等應用場景的實時監控。

            圖表8 工業互聯網領域的架構

              當前我國“工業互聯網+安全生產”領域企業數量較多,市場競爭格局分散。根據工業互聯網五層模型,企業類型可分為硬件產品提供商、數據服務提供商、模型搭建服務商、功能服務提供商以及平臺應用服務商五類。

            從產品類型角度,“工業互聯網+安全生產”企業包括安全生產綜合服務提供商、安全生產裝備提供商和安全生產平臺軟件提供商三類。其中,綜合服務提供商主要提供采集與監控硬件終端、安全生產管控軟件平臺等產品,可通過軟硬件產品與系統集成服務兩方面為客戶提供安全生產全流程解決方案。

            由于目前生產企業的生產環境、生產流程、生產規模存在一定差異,且生產環境逐漸大型化、復雜化,因此生產企業對應急指揮系統、人員定位系統、安全生產風險監測系統、生產管控軟件平臺以及特殊作業移動監測監控終端等軟件與硬件的定制化開發及本地化服務需求逐漸增多。同時,生產企業對垂直細分領域服務內容及服務質量提出更高要求,對服務商在大型復雜場景下的整體解決方案需求逐漸迫切。此外,目前“工業互聯網+安全生產”領域具有一定服務經驗壁壘,既要求服務商可以快速精準的解決企業需求,又要求服務商具備全流程服務經驗及相關資質,如安全生產許可證、安全評價資質、安全生產檢測檢驗資質、信息安全服務資質等。

            因此,服務商不僅需要深度理解用戶需求,有豐富的問題處理經驗、規范化的運維管理體系、完善的監督管理和應急預案;還需要儲備專業技術人才,熟練掌握系統架構設計、運營維護等綜合技術,這使得綜合服務提供商在安全生產全過程管理、安全生產領域人才類型廣泛等方面的優勢逐漸顯現。

            伴隨“數字中國”建設布局規劃的提出,產業數字化、智能化進程不斷深入,企業針對安全評估和安全培訓的需求日趨旺盛,中國“工業互聯網+安全生產”產業規模不斷增加,國內提供商的市場認可度也在不斷提升。

            四、工業互聯網深入應用推動安全生產領域持續發展1、“工業互聯網+安全生產”政策密集發布,市場潛力巨大

            近年來,我國為增強安全生產的感知、監測、預警、處置和評估能力,提高預防和感知能力,提升工業生產安全水平,制定了一系列頂層戰略規劃與行動計劃。2020年10月,工信部和應急管理部聯合印發《“工業互聯網+安全生產”行動計劃(2021—2023年)》。《行動計劃》中明確提出,要從建設“工業互聯網+安全生產”新型基礎設施、打造基于工業互聯網的安全生產新型能力、深化工業互聯網和安全生產的融合應用、構建“工業互聯網+安全生產”支撐體系四大方面著手,構建快速感知、實時監測、超前預警、聯動處置、系統評估的新型安全生產體系。2022年4月,國務院安全生產委員會關于印發了《“十四五”國家安全生產規劃》,《規劃》強調實施“工業互聯網+危化安全生產”工程,培育“工業互聯網+安全生產”協同創新模式,引導高危行業領域企業開展基于信息化的安全風險分級管控和隱患排查治理雙重預防機制建設,建立基于大數據的特種設備智慧監管體系。各項頂層政策的發布,明確了“工業互聯網+安全生產”行業在工業生產中的重要支撐地位,也為行業發展提供更多發展機遇。

            2、石油、化工等傳統行業數字化轉型加速為“工業互聯網+安全生產”發展提供新機遇

            “數字中國”明確提出,要協同推進產業數字化和數字產業化,賦能傳統產業轉型升級。隨著數字經濟發展迅速,數字技術和實體經濟呈現深度融合趨勢。石油化工、礦山、冶金等傳統行業積極尋找數字化轉型發展方向。相關企業在數據管理、挖掘數據等方面的能力顯著增強。企業的生產數據、設備數據、工藝數據等現已成為重要的生產要素,這對數據連接、數據管理等方面提出新的需求。伴隨“工業互聯網+安全生產”的發展,生產數據的分析與應用還將更加深入,通過進一步加強行業安全風險、生產運行、經營管理等全過程、全要素、全產業鏈的數據連接與數據開發挖掘,進而實現傳統行業設備全生命周期管理、工藝全流程數字化與可視化,事故預警精準度與響應速度進一步提升,最終達到風險消減與降低安全生產損失的目標。

            3、人工智能等技術賦能行業快速發展

            目前人工智能等信息技術逐漸成熟,現有技術可實現對人員及周邊環境的持續監測與統籌管理。與此同時,石油化工、礦山、冶金等傳統行業生產環境逐漸復雜化、大型化,且具備一定隨機性。因此將信息技術應用于生產關鍵環節,提升風險預警與響應能力,實現管控智能化、自動化的需求日益迫切。將人工智能等信息技術嵌入到安全生產流程中,推動安全生產領域催生出模型化、平臺化管理的新模式。應用人工智能、大數據、云計算等技術,利用移動監測監控終端設備采集現場數據,并打通各個生產子系統之間的數據孤島,實現跨系統的數據互聯和人員互聯,通過安全生產風險監測預警系統,結合生產環境、作業情況、人員行為、歷史事故信息等數據建立安全風險預警模型,實現生產管理的自動化、信息化,在提升管控效率的同時,提升風險防范化解能力和安全監管能力。

            4、下游化工市場輻射增強,推動安全生產行業革新

            近期全國建設了一批大型石化一體化基地,包括巴斯夫(廣東)一體化基地、福建古雷石化基地、廣西欽州石化基地、吉林石化產業園等。截至2022年,全國共建設石化基地和化工園區643家,已經形成石油和化學工業產值超過千億元的超大型園區20家。下游化工產業市場輻射的增強,也對化工行業的安全統一監管、生產環境集中治理等提出更高要求,相關企業勢必將加大安全生產的資金與技術研發投入,在安全、綠色、智慧化發展等方面重點發力。利用人工智能、云計算、大數據、物聯網等技術,集成現有信息化系統,開發智能巡檢、人員定位等安全生產新技術,準確提供作業人員及設備的數據、圖形,實現巡檢任務提醒、巡檢調度、巡檢記錄及統計分析等功能,推動設備運行安全、安全生產工藝、裝備及標準操作流程等工業基礎能力迭代優化,提升安全水平。在發生緊急事故時,可及時采取相應的救援措施,提高應急救援工作效率。


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