2020年中國工業互聯網架構體系5G應用解構行業市場產業研究報告（37頁）.docx

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1、2020 年深度行業分析研究報告目錄1. 工業互聯網：智能制造的核心基礎62. 工業互聯網架構體系與 5G 應用解構122.1 工廠外部：5G 實現泛在廣覆蓋、靈活高可靠的傳輸142.2 工廠內部：網絡切片滲透工業生產各環節152.3 標識解釋體系是 5G 在工業互聯網的延伸重點203. 四層次劃分，工業互聯網產業格局已明確222.1 邊緣控制層：算力下沉帶動集成化通信模組滲透232.2 網絡連接層：海量終端、數據引爆通信服務與設備需求272.3 平臺匯聚層：巨頭主導，產業鏈協同效應具差異性322.4 數據應用層：工控安全與工業大數據值得關注36圖表目錄圖 1：工業互聯網產業鏈可劃分為應用、平

2、臺、網絡、邊緣四層次6圖 2：制造體系伴隨數次技術革命在不斷向網絡化、智能化的方向演進7圖 3：工業互聯網是第三次技術革命的重要生產關系體現7圖 4：TMT 產業鏈全方位受益于工業互聯網推進8圖 5：工業互聯網包含網絡、平臺、安全三大體系9圖 6：5G 技術滿足工廠內外部網絡需求9圖 7：工業互聯網帶來的工業企業成本邊際改善極其顯著10圖 8：工業互聯網各環節協同，形成生產制造新模式11圖 9：工業互聯網三大體系、三大優化閉環的基礎上，工廠內、工廠外是重要場景. 13圖 10：工業互聯網之網絡架構全景圖13圖 11：5G 協助工業互聯網工廠外網絡實現產業鏈的泛在鏈接14圖 12：2018 年我

3、國運營商 IPv6 普及率均不足 10%15圖 13：5G 網絡切片可以支持多業務、多場景的隔離和保護16圖 14：5G 網絡切片在 B 端深度應用將拓寬運營商盈利能力18圖 15：5G 網絡切片部署節奏明確，預計 2020-2022 年工業互聯網的 uRLLC 場景將開 始試點19圖 16：標識解析體系是工業互聯網的關鍵神經系統20圖 17：二級節點串聯國家級、企業級節點，是未來工業互聯網標識解析體系未來的重要 建設內容21圖 14：四層次梳理工業互聯網產業格局22圖 19：工業互聯網邊緣設備主要包括傳感器、機器人、智能機床等23圖 20：邊緣控制層主要環節包括傳感識別、MCU、工業機器人、

4、無線模組等 24 圖 21：工業互聯網領域無線模組根據功能可分為通信模組與定位模組25圖 22：無線傳感網是由多個感知節點構成的多跳自組織網絡25圖 23：工業互聯網接入海量設備，數據量引爆通信服務與設備需求28圖 24：網絡連接層主要環節包括運營商、工廠內外網絡、通信設備等28圖 25：工業互聯網工廠內網絡可劃分為骨干網絡與邊緣網絡29圖 26：傳統的工廠內網絡呈現“兩層三級”結構30圖 27：工業互聯網工廠外網絡呈現“三線”及“一連”結構31圖 28：平臺匯聚層主要環節包括數據中心、B 端工業企業、TMT 企業等32圖 29：不同類型工業互聯網平臺所覆蓋、精通的領域差異顯著34圖 30：數

5、據應用層主要環節包括各類應用以及數據安全環節36圖 31：流程價值量與復雜程度角度決定了不同類型應用的智能滲透順序37表 1：我國歷年工業互聯網相關政策梳理11表 2：eMBB、mMTC、uRLLC 將以網絡切片的形式滿足不同工業場景對網絡的需求. 17表 3：5G 網絡切片在 B 端具備極大應用潛力19表 4：在五大國家級節點下，我國已初步形成標識解析若干二級行業節點和應用22 表 5：ICT 巨頭均布局邊緣計算，算力與網絡共同向邊緣滲透26表 6：工廠內有線網絡包括以太網、TSN、工業 PON、確定性網絡等29表 7：工廠內無線網絡的新興技術包括 MulteFire、5G uRRLC 等3

6、0表 8：工廠外移動通信網絡類型32表 9：不同類型企業已建立起各行業的工業互聯網企業級平臺33表 10：行業 knowhow 影響了 TMT 平臺向不同細分滲透、復制的難度35工業互聯網與智能制造是 TMT 與工業領域的必然。我們對整個工業互聯網產業鏈進行自上而下的解構，分成四個層次，包括應用、平臺、網絡、邊緣，其中邊緣控制層聚焦算 力下沉帶動集成化通信模組滲透；網絡連接層聚焦海量終端、數據引爆通信服務與設備需 求；平臺匯聚層聚焦巨頭平臺以及產業鏈協同效應的差異性；數據應用層則關注安全與大 數據，應用滲透有先后。圖 1：工業互聯網產業鏈可劃分為應用、平臺、網絡、邊緣四層次資料來源：研究1.

7、工業互聯網：智能制造的核心基礎工業互聯網是什么？在漫長的演進中成型，是多項信息技術的系統綜合。實際上工業 領域已經經歷了機械生產、數字化制造、網絡化制造、智能化制造四個階段，同時工業生 產也經歷了以下三次變革：（1）物理系統代替簡單的人工、（2）物理系統代替大量體力 勞動、（3）信息系統開始替代創造性腦力勞動。工業互聯網最早由美國通用電氣公司 GE 于 2012 年首次提出，實際體現了工業領域智能化制造的概念。圖 2：制造體系伴隨數次技術革命在不斷向網絡化、智能化的方向演進資料來源：研究在工業互聯網時代，生產資料與生產關系將發生革命性變化。石油、煤炭等礦藏實際是數十億年太陽能量的積累與轉化，并

8、在自然界循環，工業數據也類似。工業互聯網下， 來自工藝環節的數據在網絡空間匯集、處理、沉淀，最終又在工藝環節體現價值。與蒸汽 時代、電力時代的技術革命相仿，數據將成為工業企業的重要生產資料，而通信技術則將 成為重要的生產工具。圖 3：工業互聯網是第三次技術革命的重要生產關系體現資料來源：前瞻產業研究院，研究傳統行業的效率提升是 TMT 長期的趨勢主線之一，驅動力就是技術。過去 TMT 領域互聯網、云計算等技術發展的受益領域是 C 端移動互聯網；人口紅利瓶頸期的大背景下， 產業互聯網（Industrial Internet，也即工業互聯網）成為技術滲透的新趨勢。一方面我國 大工業領域的市場規模與

9、智能化改造提升空間巨大，另一方面 TMT 產業鏈也是全方位受益。在物聯網、云計算、互聯網、大數據技術的支持下，工業互聯網窗口臨近。物聯網技術的發展使得包含智能物體狀態、標識、位置的大量工業數據得以收集，互聯網技術為數 據的傳遞提供了可能，云計算提供了基于平臺的工業數據計算及分析能力?；ヂ摼W、云計 算、物聯網、大數據等信息技術向工業領域的滲透融合促成了工業互聯網的突破與成型。圖 4：TMT 產業鏈全方位受益于工業互聯網推進資料來源：研究工業互聯網包括三大體系：網絡、平臺和安全。其中：（1）網絡是工業互聯的基礎：工業互聯網要求企業內部的供銷存、生產、中后臺管理 等環節實現人、財、物等信息流的統一，

10、打破當前煙囪式（相互獨立）的工業信息系統； 同時外部產業鏈上下游企業之間的信息流相互打通、整體協同。因此工業互聯最基礎的要 求在于通過通信網絡提供底層支持，最終實現信息系統網絡、生產系統網絡中不同單元、 不同設備、不同系統的實時感知與協同交互。（2）平臺是工業互聯的核心：生態中不同單元、不同設備、不同系統產生的海量數據 通過網絡基礎在平臺上匯集，本質是面向大工業的數字化、網絡化、智能化需求，通過物 聯網、人工智能、大數據等新興技術，構建高效、實時、精準平臺體系，實現數據匯集、 建模分析、應用開發、資源調度、監測管理等功能，是工業互聯的核心。（3）安全是網絡與平臺的保障：工業互聯網時代，數據是企

11、業的核心資產之一，更加 強調體系的信息安全。企業內網的安全可分為企業內應用安全、控制安全及設備安全三個 方面；整體體現為對設備、網絡、數據的安全防護能力。圖 5：工業互聯網包含網絡、平臺、安全三大體系資料來源：工業互聯網產業聯盟，研究過去通信技術在工業領域早已廣泛應用，但各類技術均有短板；5G 通信標準滿足工業通信實時性、穩定性需求，推動了工業技術的創新浪潮。目前工業領域傳統的設備通訊方式是現場總線與工業以太網?，F場總線技術普遍存在 通信能力差、距離短、抗干擾能力較差等問題，且現場總線的傳輸存在延遲，影響設備和 系統之間的互聯互通；工業以太網作為一種隨機網絡，因其通信不確定的特點難以實施高 速

12、的穩定傳輸。5G 具有高速率、低延時、高容量的特性，滿足工業數據傳遞實時性與穩定 性的要求，成為工業互聯網重要的業務支撐。圖 6：5G 技術滿足工廠內外部網絡需求資料來源：電子發燒友，研究工業互聯網是智能制造的必經之路，解決現代工業生產痛點：（1）成本需求：工業互聯網幫助工業企業持續降低成本。低成本永遠是工業企業增厚 利潤的重要追求，但傳統物理設備效率提升已達到極限。工業互聯網采用云計算、大數據 技術改造現有機器和物理設備，將帶來及其明顯的成本費用邊際改善。如 Uptake 幫助美國最大核電站 PALO Verde，實現每年 1000 萬每月的成本節省，成本降低 20%。又如青島紡織機械廠依托

13、海爾 COSMOPlat 平臺通過數據采集及分析實現設備遠程運維，每年節 省 96 萬元，宕機時長從每次的三天縮短為一天，降低直接損失 64 萬元/次。圖 7：工業互聯網帶來的工業企業成本邊際改善極其顯著資料來源：工業互聯網：打破智慧與機器的邊界1，研究（2）傳輸需求：工業互聯網滿足工業流程通信傳輸需求。工業數據的爆發式增長直接促成了數據低成本安全存儲的需求，且不同主體、系統間的數據難以統籌集成。以太網作 為較多被使用的通訊方式，因其通信不確定、受工業現場環境制約多的特點難以實施高速 的傳輸與廣泛使用。工業互聯網對其隔離能力及業務承載能力具備嚴格要求，可以實現遠 程操控、數據自動采集等功能。（

14、3）產業鏈：工業互聯網協同產業鏈各環節，優化生產制造新模式。從供應鏈上看， 工業互聯網提出生產制造新模式，實現柔性制造和個性化定制，對智能化生產有著至關重 要的作用。從空間鏈上看，受空間、資源的限制，傳統企業難以實現多個環節的協同。在 工業互聯網的支持下，工業企業可以實現業務信息共享，幫助企業實現即時生產監控、遠 端數據采集與控制，及時響應打破空間隔閡，實現互聯互通。1 工業互聯網：打破智慧與機器的邊界，通用電氣，Peter C. Evans 和 Marco Annunziata。圖 8：工業互聯網各環節協同，形成生產制造新模式資料來源：工業互聯網：打破智慧與機器的邊界，研究工業互聯網是新基建

15、的重要組成部分?！靶禄ā敝?5G、人工智能、工業互聯網、物聯網為代表的新型基礎設施，本質上是信息數字化的基礎設施。2018 年工信部發布工業 互聯網發展行動計劃(2018-2020 年)以及工作計劃，提出到 2020 年底，初步建成工業 互聯網基礎設施和產業體系，培育一批獨立經營的企業級平臺，打造工業互聯網平臺試驗 測試體系和公共服務體系。預計將推動 30 萬家以上工業企業上云，培育超過 30 萬個工業 APP，同時配套融資支持。工信部指導，省一級工業互聯網平臺陸續成立。國內工業互聯網平臺主要以省級工信 廳/經信委牽頭指導、工業/ICT 企業參與或主導建設。如江西省在中國聯通主導下成立國內

16、首個省級工業互聯網平臺；江蘇省在徐工集團等企業聯合下成立省級工業互聯網聯盟等。表 1：我國歷年工業互聯網相關政策梳理時間相關政策2013 年 4 月工業和信息化部在北京召開全國工業云創新行動工作會議2013 年 9 月工信部發布信息化和工業化深度融合專項行動計劃（2013-2018 年）2013 年 10 月工業和信息化部實施工業云創新行動計劃，確定 16 個省市開展工業云創新服務試點2015 年 5 月國務院發布中國制造 20252015 年 6 月國務院發布國務院關于大力推進大眾創業萬眾創新若干政策措施的意見2015 年 7 月國務院發布關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見2015 年

17、12 月工信部、國標委聯合發布國家智能制造標準體系建設指南（2015 年版）2016 年 5 月國務院發布關于深化制造業與互聯網融合發展的指導意見2016 年 7 月工信部、國家發改委、中國工程院聯合發布發展服務型制造專項行動指南2016 年 10 月工信部發布信息化和工業化融合發展規劃（2016-2020 年）2016 年 12 月工信部、財政部聯合發布智能制造發展規劃（2016-2020 年）2017 年 1 月工信部發布信息產業發展指南2017 年 4 月科技部發布“十三五”先進 制造技術領域科技創新專項規劃2017 年 11 月國務院發布關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指

18、導意見2018 年 2 月國家制造強國建設領導小組發布通知，設立工業互聯網專項工作組2018 年 6 月工信部發布工業互聯網發展行動計劃(2018-2020 年)和工業互聯網專項工作組 2018 年工作計劃2018 年 7 月工信部發布工業互聯網平臺建設及推廣指南工業互聯網平臺評價方法2019 年 2 月工信部發布關于加強工業互聯網安全工作的指導意見2019 年 4 月工信部組織召開 2018 年工業互聯網創新發展工程項目進展情況研討會2019 年 6 月工信部引發工業互聯網專項工作組 2019 年工作計劃資料來源：工信部網站，研究工業互聯網市場規模在萬億級別。工業互聯網本質是實現跨設備、跨系

19、統、跨地區的 工業互聯互通，數據資源有效利用及企業產業鏈上下游的協同制造的基礎設施。根據國際 機構 IoT Analytics 的統計，全球工業互聯網平臺有 450 個提供企業，同時預計在 2023 年 工業互聯網平臺將會達到萬億市場規模。2. 工業互聯網架構體系與 5G 應用解構在網絡、平臺、安全三大體系下，工業互聯網已形成三大優化閉環。一是生產過程優 化，其核心在于對智能機器與生產環境進行實施感知并進行邊緣計算；二是智能決策優化， 通過智能感知得到的相關狀況進行自主學習并實時響應，自適應地進行參數控制及動態性 能控制，實現決策優化及資源配置優化；三是管理服務優化，通過對供應鏈數據、用戶需

20、求數據及產品數據的分析，實現業務模式及商業活動創新。場景角度，工業互聯網主要包含工廠內、工廠外兩大場景。工廠內涉及 OT 層與 IT 層（OT 指運營技術，IT 指信息技術）；工廠外則涉及 IPv6 的公眾互聯網，基于 SDN 的工 業互聯網專網，泛在接入，以及云平臺的數據接入和采集。5G 的工業互聯網應用也相應可 梳理為工廠內、工廠外兩場景。圖 9：工業互聯網三大體系、三大優化閉環的基礎上，工廠內、工廠外是重要場景資料來源：研究圖 10：工業互聯網之網絡架構全景圖資料來源：研究2.1 工廠外部：5G 實現泛在廣覆蓋、靈活高可靠的傳輸工廠外部的 5G 網絡應用體現為三方面，即（1）產業鏈實現泛

21、在鏈接；（2）IPv6 鋪 墊海量設備聯網；（3）專線加速企業上云。具體而言：（1）5G 協助工業互聯網工廠外網絡實現產業鏈的泛在鏈接。5G 網絡由于其特性可以 用于構建工廠內外的人和機器的全方位信息接入系統，最終實現泛在接入。工廠之間可以 利用 5G 網絡完成相互的數據共享，同一個生產商的不同生產工廠也可以實現在不同空間內 的連接互通。工業服務企業也可以在生產過程中及時切入產品設計環節，及時更改生產中 出現的錯誤，對生產數據進行監控。終端使用者則可以跨空間地查詢生產信息和產品狀態。工廠外網絡基于互聯網，但過去已有的網絡基礎設施無法完全滿足工業互聯網業務發 展需求。工業互聯網所需的高可靠、低時

22、延、廣覆蓋、大帶寬、可定制等要求難以同時滿 足；對長尾的中小工業企業而言，信息服務（專線）成本高昂、難以承擔。5G 網絡能夠實現傳輸網層面的泛在、靈活定義、高質量帶寬，以及接入網層面廣覆蓋、 低時延、高可靠等要求。傳輸網：泛在、高質量寬帶接入為目標，對公眾互聯網/高性能專 網進行升級改造和建設，具體技術包括 SDN、NFV（5G 網絡核心趨勢之一）等。接入網： 主要體現為新型無線網絡（NB-IoT、5G）的升級與建設。例如：利用 NB-IoT 等低功耗 廣域網（LPWAN）技術，建設滿足工業互聯網海量設備接入高密度、低時延需求的蜂窩網；通過 5G 技術實現工業互聯網接入。圖 11：5G 協助工

23、業互聯網工廠外網絡實現產業鏈的泛在鏈接資料來源：研究（2）IPv6 滿足工業設備地址的爆發需求，工業領域 IPv6 部署是工廠外網絡的另一重要演進方向。全球聯網終端總量爆發，IPv4 地址分配接近極限。與 IPv4 相比，IPv6 把 IP 地址的數量級從 2 的 32 次方擴展至 2 的 128 次方，足以滿足 5G、物聯網、自動駕駛等聯 網設備對獨立 IP 地址的需求。IPv6 是滿足工業互聯網發展海量地址需求的必然選擇。全球互聯網正處向 IPv6 演進過渡的關鍵時期，我國 IPv6 普及率提升空間大。信通院統計，在網絡設備中，三層交換機、邊際路由器、核心路由器、寬帶網絡接入服務器的 IP

24、v6 支持率平均在 70.4%，但邊緣路由器支持率僅 48.6%。若考慮工業領域存量規模龐大的較 陳舊設備，當前仍有海量設備并不完全支持 IPv6。工信部明確 IPv6 部署行動計劃。工信部 2017 年計劃要求所有移動終端廠商設備 出廠要默認支持雙棧；到 2018 年末完成北京、上海、廣州、鄭州和成都的骨干直聯點 IPv6 改造；運營商及國家超算中心等的 IDC IPv6 改造；阿里、騰訊、金山等 CDN IPv6 改造； 到 2020 年底，IPv6 活躍用戶數超 5 億，占比超 50，新增網絡地址不允許私用 IPv4。圖 12：2018 年我國運營商 IPv6 普及率均不足 10%12.

25、00%10.00%8.00%6.00%4.00%2.00%0.00%中國移動某電信運營商中國聯通資料來源：國家下一代互聯網產業技術創新戰略聯盟，研究（3）專網專線下，5G 推動企業工業數據上云。5G 低延時、高可靠、高速率的特性為工廠提供全云化網絡平臺，大量工業級數據依靠 5G 網絡收藏并形成龐大數據庫，可在極短 時間內將設備信息上報。同時 5G 幫助企業通過網絡安全低成本地按需使用資源，進行業務 管理，降低信息化建設成本，提高資源配置效率。2.2 工廠內部：網絡切片滲透工業生產各環節5G 網絡通過網絡切片2提供適用于各種制造場景的解決方案，實現實時高效低能耗。 網絡切片是指借助 NFV、SD

26、N 等技術將運營商的物理網絡劃分為多個虛擬網絡，針對不同 場景的需求，每個虛擬網絡體現不同的網絡特點，比如低時延、高帶寬、強安全性和可靠 性等。獨立組網（SA）下，5G 網絡可以利用切片技術保證按需分配網絡資源，并可以針 對不同企業的產品需求進行細粒度切片。NFV（網絡虛擬化）和 SDN（軟件定義網絡）是網絡切片實現的重要技術。在 NFV 技術下，核心網、接入網中專用設備的軟硬件功能以虛擬機的方式裝載到商用服務器上，2 3GPP 定義：一個網絡切片是一張邏輯網絡，提供特定功能和特性。關鍵特征：可編排、可隔離，在統一底層物理設施基礎上實 現多種網絡服務，降低不同網絡類型的建網成本。并使用這些服務

27、器來取代傳統的專用設備，原本的接入網被虛擬化成“邊緣云”，而核心網被虛擬化成“核心云”；同時使用 SDN 把實現網元功能的虛擬機編排、串聯，在最終得 以實現不同場景的“切片”（見下圖）。圖 13：5G 網絡切片可以支持多業務、多場景的隔離和保護資料來源：NGMN，研究對于工業企業而言，針對工業領域應用的痛點，網絡切片主要體現三大功能：資源隔離、功能定制、質量保障。（1）資源隔離保障了不同業務環節以及工廠內外部的數據安全與獨立。除了傳統的財 務等內部高價值數據之外，工業企業產生的海量生產數據也是輔助決策的重要資產。若通 過傳統 4G 網絡或工業以太網方式部署工廠內網絡，則數據將暴露在外部網絡環境

28、下，除非 搭建硬件防火墻。網絡切片則從 SDN/NFV 的角度部署與外界環節隔離、獨立的網絡環境， 保證了工業企業內部數據的安全。（2）功能定制使得不同環節/場景的特定需求能夠以低成本的方式得到滿足。過去 4G 網絡無論如何部署，每個業務單元對應的網絡功能都是相同的。由于不同工業環節的網絡 需求是不同的，切片技術則可以根據不同的業務特征，使 5G 的 eMMB、uRLLC、mMTC 等場景可以分別獨立地形成一個個“網絡單元”，從而對應不同的業務需求，最終提升用 戶體驗和網絡資源利用率。（3）質量保障則意味著工業互聯網在工廠內部的應用將高可靠。工業生產一般涵蓋眾 多工藝環節，若所有環節都串聯在同

29、一張網絡上，那么網絡異常將導致所有環節停滯。而 網絡切片之間相互隔離，任何一個網絡切片的擁塞、過載、配置的調整都不影響其它切片 的正常功能，以類似“容器”或“微模塊”的方式實現工廠內網絡可靠、靈活、可調整。表 2：eMBB、mMTC、uRLLC 將以網絡切片的形式滿足不同工業場景對網絡的需求工業行業場景舉例對應 5G 場景eMBBmMTCuRLLC輕工業（1）設備之間信息化與數據化：實時監測、異常指標做出及時響應（2）機器人之間相互通信以及機器人與設備間的互通協調，柔性制造（3）遠程維護：5G 低時延+AR（4）B2C 實時連接：用戶個性化/大規模定制（1）場內機械設備互聯：實現機臺的生產信息

30、采集及機臺互聯（2）生產過程管控：工業云-MES-相應設備工程機械行業（3）立體倉庫和物流運輸系統：實現裝配線及部裝線所需物料的智能化暫存、揀選及配盤功能，自動配送至工位，并實現車間工單管理、物料追溯、物料缺料超齡預警（4）智能故障診斷及預測（5）實時數據采集：幫助制造產線實時了解整機工況、運行狀態及運維保養情況（1）智能環境及設備健康管理：對設備狀態進行預測及靈敏監控報警，對重要參數進行回調，減少設備停機造成的生產延誤電子信息（2）人機協同及柔性制造：通過邊緣控制幫助客戶連接控制平臺，支持客戶進行簡單的設計、調試和監控操作行業（3）生產過程質量及品質異常處理：對全生產過程數據追溯，快速定位異

31、常品分布，采取追回或降級處理措施（4）設備信息集中共享：打破工控機設備廠商數據接口格式不同導致的信息孤島，實現設備的現場業務數據信息集中共享（1）現場數據采集與共享（2）軋機振動監測及抑振：采集振動信號至邊緣服務器進行預警判斷，并獲取軋輥信息，結合軋機振動的實時檢測結果向控制系統發送控制命令抑制振動鋼鐵行業（3）供應鏈上下游協同：消除場內制造與場外渠道在供應鏈上的盲區，同時轉傳統“以產定銷”為“以銷定產”，實現即時生產（4）定制配送：用戶需求對接鋼企生產系統，可視化庫存，向客戶反饋生產及交付情況，通過自動識別技術實現物料配送與產品定位的跟蹤控制建筑行業（1）設計建造的協同管理：支持虛擬集成交付

32、數字化模型與構建的轉化、上傳與分享，同時支持模型的多人異地協同設計及互動（2）施工的協同管理：將工廠生產與施工現場進行實時在線連接與智能交互，實現工廠工業化生產與現場裝配化施工場廠聯動（1）安全實時監測及預警：電力行業是資產密集型行業，要求大量對運行設備進行實時監測，并建立預警模型，保障發電、電網設備安全運行（2）提升節能降耗水平：預測不同邊界和運行工況下的機組供電煤耗率電力行業（3）火電機組運行特性分析：在實時參數監測的基礎上，從多個維度進行運行數據趨勢分析和相關性分析對機組進行監測（4）爐管在線壽命評估與狀態監測：數據有效性判斷、超溫超壓實時報警判斷、超溫超壓統計，并實時評估部件使用風險與

33、壽命消耗，降低甚至避免電力企業鍋爐爆管事故發生資料來源：工業互聯網產業聯盟，研究對于運營商而言，未來切片經營是行業持續增長的必經之路。過去 2G 時代，運營商經歷了移動語音收入的爬坡過程。進入到 3G/4G 的移動互聯網時代后，語音收入增速見頂， 同時運營商的無線流量收入開始爆發。過去兩個時代 C 端移動語音和無限流量收入的交替 增長體現了我國人口紅利的釋放，但伴隨著流量經營紅利的見頂，未來 B 端產業紅利的釋 放將依賴于運營商通過切片方式，因此從持續盈利的角度看，未來運營商向切片經營演進 不可避免。隨著 5G 產業鏈的成熟，切片經營將成為運營商收入的新增量。圖 14：5G 網絡切片在 B 端

34、深度應用將拓寬運營商盈利能力資料來源：研究已定義的四類切片分別對應不同應用場景。3GPP 標準已經定義 eMBB、uRLLC、mIoT、V2X 四類切片，其中：eMBB 主要適用于超高清視頻、AR/VR、3D 建模與演示等大流量 移動寬帶業務；uRLLC 主要適用于工業自動化等需要高可靠、低時延的 B 端業務；mIoT 適用于大規模物聯網業務；V2X 則主要集中于車聯網領域。eMBB 切片將先行試點，后續 uRLLC、mIoT 等逐步拓展。目前 3GPP 四類切片基本 功能已完成實驗室測試，并已開展外場測試。當前切片的端到端標識已經定義（S-NSSAI）， 網絡切片的可擴展性（8 位切片類型+

35、24 位實例 ID）可以充分支撐切片服務眾多行業。預 計 eMBB 切片將首先部署，高價值 uRLLC 場景將于 2020-2022 年試點，并逐步商用。以 中興通訊為例，公司已采用網絡切片和低頻基站打造了一張可同時支持 eMBB、mMTC、 uRLLC 三大場景的統一空口網絡，性能達到單小區峰值 15Gbps、空口時延低于 0.416ms、 海量連接性能超過 9000 萬/MHz/小時。圖 15：5G 網絡切片部署節奏明確，預計 2020-2022 年工業互聯網的 uRLLC 場景將開始試點資料來源：中興通訊 5G 網絡切片峰會，研究未來網絡切片將成為 5G 在 B 端的重要應用形式。切片是

36、 5G 網絡建設的核心部分，也是獨立組網下的重要應用。除工業互聯網，切片將在 B 端其他領域體現龐大應用價值。 以遠程醫療為例，在 uRLLC 切片下醫生有望在遠程通過操縱桿感知信息并進行操控，病人 的視頻信息通過網絡從病房同步傳遞到遠程手術室，方便醫生操作，實現遠程問診、遠程 手術；以電力物聯網為例，uRLLC 切片可以應用于配電自動化、精準負荷控制、用電信息 采集等場景，另外 eMBB 切片也可用于無人機遠程巡檢、語音切片可用于人工維護巡檢。表 3：5G 網絡切片在 B 端具備極大應用潛力B2CB2B2CB2BB2B2B應用場景區分 SLA 的套餐 特定場景套餐，如：高清 視頻專用套餐在線

37、實時對抗類游戲 視頻類 APPVR/AR 應用電力泛在互聯網 公共安全 軌道交通工業互聯網 車聯網 智慧城市產品模式BSS/IT 支撐系統通用網絡切片BSS/IT切片能力支撐系統開放平臺切片能力切片自助開放平臺管理平臺切片能力開放平臺定制化網絡切片定制化網絡切片深度定制網絡切片目標客戶大眾客戶在線游戲服務商視頻類 OTT 服務器大型行業客戶（有自建網絡需求）行業自建網絡提供商行業龍頭企業客戶價值為客戶提供差異化帶寬需利用時延等能力實現差異求，如：上限可達 500M化服務，發展 VIP 用戶網絡切片服務按需定制性價比更高，技術更新周 期快網絡能力嵌入行業解決方案，增強解決方案競爭力收益模式按照不

38、同套餐計價后向與 OTT 服務商合作分成；前后對公眾客戶按流 量收費按照資源占用進行租賃收 費；服務支持收費多維收費（流量、時長、 時延）；合作分成資料來源：中興通訊 5G 網絡切片峰會，研究2.3 標識解釋體系是 5G 在工業互聯網的延伸重點標識解析體系是工業互聯網的關鍵神經系統，是工廠內外部網絡實現互聯互通的關鍵 基礎設施。標識解析體系可類比為互聯網領域的 DNS（域名解析系統），類似于工業互聯 網設備的“黃頁”或“字典”，由標識編碼和解析系統兩部分組成。標識編碼相當于工業 領域所有設備、產品的“身份證”，解析系統則是識別、檢索、定位設備或產品的重要基 礎。標識解析體系使工廠內外網絡中的所

39、有設備、產品都有跡可循，是工業全要素、各環 節信息互通的樞紐。標識解析體系貫穿工業生產和銷售的全流程。通過標識解析，各工業企業將能夠產品與設備的全生命周期管理：從縱向集成來看，標識解析體系打通智能設備與工廠，實現底 層數據的規?；杉c系統間共享；從橫向集成來看，大型企業鏈接上下游企業利用標識 解析按需查詢數據，中小型企業可以橫向連接成平臺，利用標識解析按需地共享數據；從 端到端集成來看，打通設計、制造、物流、使用的全生命周期實現真正的全生命周期管理。圖 16：標識解析體系是工業互聯網的關鍵神經系統資料來源：工業互聯網產業聯盟，研究我國工業互聯網標識解析體系由國家頂級根節點、二級節點、企業節點

40、、遞歸節點等要素組成。借助各級節點，政府、企業等用戶可以通過標識解析體系來訪問保存機器、物 料、零部件和產品等相關信息的服務器，實現全產業鏈的信息共享。工業互聯網建設迫切需要完善標識解析體系各級節點。當前工業企業對設備、物料、 產品進行管理主要依賴條形碼、射頻標簽、IC 卡等工具，但編碼方式并不通用，難以實現 數據互聯互通。要實現工業互聯網體系下產業鏈各環節緊密協作，就迫切需要盡快完成各 級節點的建設。二級節點是未來工業互聯網標識解析體系未來的重要建設內容。（1）對工業互聯網體系而言，二級節點是標識解析體系的重要組成部分。二級節點既 要向上對接國家頂級節點，又要向下直接面向工業企業提供分配標識

41、編碼及提供標識注冊、 標識解析、標識數據服務等，二級節點的發展情況直接決定了標識解析體系的應用價值。（2）對工業企業而言，二級節點具有數據價值、生態價值等多重意義。二級節點本身將產生注冊信息、解析日志等大量有價值數據，通過數據挖掘將可能衍生出更多新應用、 新場景。同時二級節點有助于形成產業生態，在標識標簽、標識讀寫器、標識解析軟硬件 集成、標識解析應用、標識解析體系運營、標識解析公共服務等的基礎上，可以形成協同 的產業生態，擁有二級節點的工業企業將顯著受益。圖 17：二級節點串聯國家級、企業級節點，是未來工業互聯網標識解析體系未來的 重要建設內容資料來源：工業互聯網標識解析體系最新進展，研究工

42、信部指導下，我國工業互聯網標識解析體系已建設初具雛形。目前工業互聯網標識解析國家頂級節點由信通院負責建設運營，已在北京、上海、重慶、廣州、武漢五大城市 陸續完成部署上線，初步形成“東西南北中”的頂層布局服務架構；二級節點建設也已在 佛山、貴陽、北京、武漢等地陸續啟動上線共 13 個。未來目標標識注冊量達到 20 億個。表 4：在五大國家級節點下，我國已初步形成標識解析若干二級行業節點和應用國家頂級節點二級節點標識解析應用制造行業二級節點-中車四方家電行業應用-海爾廣州節點佛山行業二級節點-鑫興上海節點南通行業二級節點-中天科技新材料行業供應鏈管理應用-上海華峰水務行業應用-威派格 機械行業應用

43、-徐工重慶節點電纜行業應用-重慶渝豐北京節點汽車行業二級節點-北汽福田機器人行業應用-航天云網武漢節點襄陽二級節點洛陽二級節點汽車行業供應鏈管理應用-東風資料來源：信通院，研究3. 四層次劃分，工業互聯網產業格局已明確本節將工業互聯網產業劃分為邊緣控制、網絡連接、平臺匯聚、數據應用四個層次， 進而梳理各層次的工業互聯網產業格局，見下圖。圖 18：四層次梳理工業互聯網產業格局資料來源：研究參考西方國家產業格局，典型如德、美憑借工業底蘊，在工業自動化到工業互聯網領域布局深遠。美國以制造業轉型作為長期規劃，出臺“先進制造業國家戰略計劃”，強化 工業互聯網的平臺服務能力；德國政府將“工業 4.0”上升

44、為國家戰略，完成制造業的智能 化轉型。其他國家也順應趨勢布局工業互聯網，如英國的英國工業 2050 戰略、韓國的制造 業創新 3.0、印度實施的印度制造、法國的未來工業、瑞典的新型工業化等。國外工業互聯網產業主要由平臺層領先的工業企業（GE、西門子等）與 ICT 企業（思 科等）主導。通用電氣(GE)公司為工業開發者推出了工業互聯網平臺“E Predix”和開發者 門戶；西門子面向市場推出了“Mind Sphere西門子工業互聯網平臺”，通過開放的生 態系統使工業企業擁有預防性維護、能源數據管理以及工廠資源優化等數字化服務的基礎； 思科、發那科與羅克韋爾自動化發布 FIELD system，以實現自動化系統中的機床、機器人、 周邊設備及傳感器的連接并可提供先進的數據分析。2.1 邊緣控制層：算力下沉帶動集成化通信模組滲透邊緣控制層的實體主要包含工廠內部實現智能制造的機床、傳感器、工業機器人等各 類現場設備。邊緣層依托傳感器、工業控制物聯網技術進行廠內外數據的打通聚合，對設 備、系統環境等要素信息進行實時采集和處理。一方面可以借助智能控