中國信通院：電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020年）（51頁）.pdf

1、電信業賦能制造業數字化電信業賦能制造業數字化 發展發展研究報告研究報告 （2020 年）年） 中國信息通信研究院產業與規劃中國信息通信研究院產業與規劃研究所研究所 20202020 年年 1212 月月 前前 言言 信息通信技術的創新推動著數字經濟的不斷發展。 隨著消費升級， 數字經濟承載了國家經濟新的發展戰略和企業新的轉型方向。 對電信 行業而言，個人消費者市場的飽和，使得運營商將增長的預期轉向了 垂直行業， 這也與國家數字經濟發展中需要運營商為信息基礎設施提 供保障相契合。 相較熟悉的個人市場， 垂直行業這個新市場對運營商而言既復雜、 陌生，又充滿了不確定性。而且，對垂直行業及其企業自身來

2、講，如 何用好先進的信息通信技術為行業及其企業發展助力， 也是一個新課 題。這在一定程度上需要聚集需求方、網絡運營商、軟件企業、平臺 方、自動化企業和系統集成商等諸多主體共同努力來實現。 垂直行業的數字化具有個性化和定制化的特點， 而且需要不斷創 新和突破，運營商的服務不僅僅是提供一條線路那么簡單，需要對垂 直行業的信息化需求和為其服務的生態有所了解， 才能更好的與生態 合作伙伴形成良好合作為客戶服務。另外，還需要在生態中發現新的 機會，明確自身的定位，為未來的發展打下基礎。由于垂直行業數量 眾多，我們無法全面展開研究。因此，首選了當前關注度較高的制造 業作為對象進行研究，以期能夠厘清復雜的需

3、求和產業生態，同時發 現機遇，看見運營商未來發展的道路。 制造業的信息化已發展多年，在 2018 年第四次全國經濟普查中 顯示，標識信息化水平的兩個指標，每家企業擁有計算機數和每百名 員工使用計算機數，制造業就超過或接近全國平均水平，而制造業企 業建立網站比重數更是超過全國平均數約 13 個百分點到達 60%。在 分領域中，財務管理的信息化遙遙領先，但生產管理和物流配送的信 息化發展還有較大空間。我們看到制造業的信息化需求遍布在研發、 生產和管理的各環節， 在每個環節也都已經擁有了許多相應的信息化 產品。隨著信息通信技術的不斷發展，傳輸、計算和存儲能力不斷提 高，制造業正向著數字化和智能化的信

4、息化高級方向升級發展。但這 一升級的路并不平坦，許多的方向還在逐步探索之中，其發展的進程 和態勢將形成制造業數字化市場的特征及規模， 也將影響電信業在該 領域的業務發展方向、模式及路徑。 因此，我們從制造業數字化領域切入，首先梳理制造業數字化在 生產管理各個領域的需求及相應的產品和解決方案， 研判其未來的發 展趨勢，尋找對通信網絡的需求；同時我們分析為制造業提供數字化 服務的龐大而又復雜的產業生態系統， 梳理提出制造業數字化產業生 態地圖，總結各生態角色的功能及其核心能力所在，發現其中活躍的 重要主體，為研究運營商可以進入的新領域提供依據。最后，我們提 出運營商在制造業數字化領域的發展策略及建

5、議， 提出新的發展模式 展望和對未來盈利的預期。 制造業數字化自身仍然處于發展和建設之中，對于像 5G 這樣的 新技術的應用，需要生態中的大企業主導建立良好的生態體系，才能 使得制造業數字化與新技術很好結合。運營商作為國家大型央企，責 無旁貸地擔起這一重任。在制造業領域，運營商首先是擔負了支撐國 家戰略發展的重要任務， 與此同時獲得經濟利潤維持行業可持續發展。 目目 錄錄 一、制造業數字化趨勢及網絡需求. 1 （一）制造業數字化概況 . 1 （二）制造業數字化場景和應用 . 3 1.研發設計數字化. 3 2.生產過程數字化. 5 3.設備管理數字化. 7 4.營銷服務數字化. 8 5.資源配置

6、數字化. 9 （三）制造業數字化對通信網絡的需求特點 . 11 二、制造業數字化產業生態及運營商競爭力. 13 （一）制造業數字化產業生態 . 13 1.制造業數字化產業. 13 2.制造業數字化產業生態地圖. 15 （二）核心領域產業生態及運營商的競爭力 . 16 1.智能系統和裝備領域. 16 2.工業網絡領域. 18 （1）網絡互聯 . 18 （2）標識解析 . 20 3.通用云服務領域. 22 4.工業互聯網平臺領域. 24 5.工業 APP/SaaS 領域. 26 6.安全領域. 29 7.集成運維領域. 30 8.支撐領域. 31 （三）產業生態發展趨勢及對運營商的要求 . 32

7、三、電信運營商的發展建議. 34 (一) 聚焦網絡. 35 (二) 相關多元化. 38 附錄：. 44 圖圖 目目 錄錄 圖 1 制造業發展要求的變遷、范疇和動力 . 1 圖 2 制造業數字化場景與應用（部分） . 3 圖 3 制造業數字化應用（部分）與 5G 網絡的相關性 . 14 圖 4 制造業自動化產業架構 . 14 圖 5 制造業數字化產業架構 . 15 圖 6 制造業數字化產業生態地圖（部分企業展示） . 16 圖 7 工業互聯網平臺與云計算的關系 . 24 圖 8 核心業務相關性、核心能力匹配度分析 . 34 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 1 一、制造業數字化

8、趨勢及網絡需求 （一）制造業數字化概況（一）制造業數字化概況 制造業起源于 18 世紀 60 年代， 在經歷了蒸汽時代和電氣時代的 漫長發展之后進入了信息時代。伴隨著代際變遷，制造企業的核心競 爭力和競爭焦點不斷轉化。從 20 世紀初期對低成本的追逐以滿足消 費者的基本需求，升級為對產品質量、生產效率、價格、服務等的提 升，再到產品個性化和定制化的實現，從而創新能力上升成為制造業 的核心競爭力。同時，競爭焦點的轉變也將制造業變革從最初的設備 層面拓展至產線、車間、工廠層面。隨著數字化深化發展，工業互聯 網加速推進，變革進一步拓展到工廠外的產業鏈環節。 來源：中國信息通信研究院 圖 1 制造業發

9、展要求的變遷、范疇和動力 伴隨著數字經濟持續快速發展， 制造業成為數字經濟和實體經濟 深度融合的關鍵領域。2015 年以來，我國連續出臺智能制造、互聯 網+先進制造業和工業互聯網等數項相關重大政策，加之網絡支撐、 平臺建設等技術能力快速加強， 制造業數字化將推進企業產力和運營 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 2 的顛覆性變革。同時，我國制造業面臨低成本優勢逐漸減弱、自主創 新能力不強和生產管理效率較低等問題， 數字化轉型成為行業共性要 求。據國家信息中心預估，2020 年我國智能制造產值有望超過 3 萬 億元。2018-2020 年年均復合增長率約 20%。同時，全球制造業

10、數字 化均進入快車道，據國際市場研究機構 Markets and Markets 預測， 2020 年全球智能制造市場規模將達到 2147 億美元，預計 2025 年達 3848 億美元，年復合增長率約 12.4。 從我國制造業數字化總體進程來看， 當前越來越多的制造企業已 經認識到數字化在企業轉型發展、打造核心競爭力中的重要作用，并 在一定程度上實現了數字化。對 44 家制造企業調研的結果顯示，其 中 59%的企業已經進行了數字化轉型，32%的企業處于信息化階段， 僅 9%的企業處于自動化階段。從數字化應用的范疇來看，66%的企業 已經實現了車間和工廠級的數字化，但其中僅 2%的企業實現了工

11、廠 外數字化。第四次全國經濟普查顯示，2018 年規模以上制造業企業 使用信息化手段進行生產制造管理的達 38.7%，財務管理信息化已達 86.2%，購銷存管理信息化 56.8%，人力資源管理信息化 32.9%，物流 配送管理信息化 14.2%，各環節信息化水平差異較大?？傮w而言，我 國制造業數字化進程已經開啟，并呈現出從信息化向智能化推進、從 單點應用到全程貫穿拓展、從廠內管理到廠外的特點。但其深度和智 能化水平仍處于初級階段，當前主要實現全面感知和實施分析功能， 尚無法完全實現自動預判、自主決策和演進。 具體來看，制造業體系龐大，細分行業繁多，且細分行業領域跨 電信業賦能制造業數字化發展研

12、究報告（2020 年） 3 度極大，生產規模、產品結構、材料成本和交付周期等不盡相同，加 之制造企業數量龐大，制造業數字化呈現出較強的個性化，推進難度 較大。調研結果顯示，當前制造業數字化主要的難點在于傳統業務模 式難以轉變、投入產出效益不明顯，以及人才能力不足等方面。 （二）制造業數字化場景和應用（二）制造業數字化場景和應用 隨著網絡支撐、平臺建設等 DICT 技術能力的快速提升，制造業 數字化能力、業務形態和商業模式呈現出創新發展的態勢。通過采用 數字化手段，對具體場景應用的優化創新，從而滿足企業生產經營的 需求，推進生產力和生產運營的顛覆性變革。制造業數字化建設主要 集中在五大場景，包括

13、研發設計、生產過程、設備管理、營銷服務和 資源配置。 來源：中國信息通信研究院 圖 2 制造業數字化場景與應用（部分） 1.研發設計數字化 隨著信息化的發展，制造業研發設計已有一系列成熟技術，如 CAD、CAE、CAM、CAPP、PLM 等，實現計算機輔助下的設計、仿真、 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 4 試生產。 三維技術得到廣泛應用， 大大提升工業設計的便利性。 當前， 創新成為制造企業競爭優勢培育的關鍵， 研發設計作為創新的核心環 節，其便利性和效率需求仍在不斷增長。 隨著研發技術不斷成熟， 創新主體的分散成為制約研發設計效率 和水平的重要因素。我國企業“短平快”的

14、技術創新多，原創性、顛 覆性技術創新相對較少。除了資金、人才、專利保護缺乏外，造成這 一現象的原因還包括創新主體分散，缺少共享資源，難以形成創新合 力。 在此背景下， 研發設計協同成為未來發展方向。 其中， 通過 CAD、 CAE 等模擬仿真，降低樣品試制成本，縮短產品研發周期；通過工藝 流程仿真，全方位模擬生產工序，確定最優工藝方案。同時，通過設 計數據交互，實現各項設計工作跨部門、跨企業、跨區域同步進行， 保障設計方案的協調和適配，提高研發效率。5G 網絡和 VR/AR 技術 的應用將進一步提升研發設計協同水平， 利用 VR/AR 將所有設計模塊 虛擬化，在計算機提供強大的建模和仿真環境下

15、，采用單一數據源的 并行設計，形成研發設計全環節的信息貫穿和共享。 研發設計協同的難點在于平臺建設， 協同研發平臺是企業級 （間） 的平臺，應支持企業級、企業間乃至區域間的協作開發。但各企業內 部軟件產品和系統眾多，對協同研發平臺中數據的唯一性和有效性、 工作流和數據流的管理、企業間關聯模型的協同等方面均帶來挑戰， 信息孤島難以打破。當前，已出現部分工業產品研發設計協同平臺， 但覆蓋范圍、影響力等均待提升。 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 5 2.生產過程數字化 生產過程的數字化以智能設備自動控制為中心， 通過信息技術和 網絡技術，將自動化裝備和輔助設備按照工藝順序進行結合

16、，在無人 （或少人）干預的情況下，按規定的程序或指令進行操作或控制，自 動完成產品全部或部分制造過程， 從而提高產品的生產效率及良品率。 出于對人員成本減少、工藝水平提升、個性化需求滿足、高質量生產 的不斷追求，數字化引導產線向無人、柔性、智能質量管控等方向發 展。 生產排程。以 MES、APS 為代表的信息化生產排程和經營管理系 統廣泛應用，工業互聯網可實現用戶需求、產品信息、設備信息等大 量數據的打通，并制定最佳生產和資源配置方案。 無人產線。在 PLC、SCADA 等工業軟件的支持下，生產線自動化 逐漸向制造業各細分領域、各生產流程滲透，并進一步提升自動化產 線的產能、精度和可靠性，有效

17、提高生產率，降低成本。隨著工業機 器人在內的新型產線設備應用范圍逐漸拓展， 無人生產線建設模式快 速發展?；?5G 網絡、機器視覺、AR/VR 等技術和海量控制器、傳 感器、執行器的產線，將走向控制自動化和遠程化。 柔性生產。面向個性化和定制化生產需求，柔性生產線能夠打破 傳統產線限制，通過對生產模塊的重新組合，實現產品生產的靈活調 整，以及新產線的快速、低成本部署。在這一過程中，產線設備的靈 活移動和無線網絡連接支持成為關鍵。 質量控制?，F階段，人工檢測仍是制造業質量控制的主要手段， 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 6 信息技術的融合主要用于輔助人工，尚不能實現智能質量

18、檢測。未來 質量控制將協同產線和工序質量預測數據， 通過超高清攝像頭等終端 精準采集產品數據， 利用網絡連接將數據傳輸到邊緣云上的智能分析 系統，借助大數據、AI 等技術自動判斷產品質量缺陷，生成反饋分 析結果。 案例：格力依托案例：格力依托 5G5G 網絡優化質量監控網絡優化質量監控 格力利用 5G+MEC 邊緣云+SA 切片專網總體方案，應用端到端切片的企業 專網，實現產線無紙化首檢及產線視頻監控。其中： 無紙化首檢系統是格力采用可觸摸的移動終端搭建自主開發的系統， 采用 5G 網絡低延時、高帶寬的網絡優勢，實現無紙化首檢，實時從云端獲取圖文 信息，確保生產線人員能實時順暢地瀏覽電子文件，

19、提升了首檢效率，實現了 質量追溯的信息化管理，節約紙質成本。 產線視頻監控方面，在 4G 網絡條件下，格力在工廠各個角落里布設了智 能攝像頭，內置行為識別技術，即通過智能算法對員工動作進行行為分析，有 效記錄與監控員工操作是否合規，預防生產安全事故。但這一場景的實現對通 信網絡速度提出了極高的要求，4G 網絡下時而卡頓，導致管理者無法實時獲 取一線的信息。本次將產線視頻接入內網，通過 5G 網絡的上行大帶寬，適用 于多路工業攝像頭回傳視頻，可用于實時監控產線電子檢漏、電氣安全檢測、 運轉測試、工序檢驗等多個關鍵崗位人員的動作，并從后臺進行基于 AI 的工 藝行為識別，提升生產過程的產品質量控制

20、。此外，通過 5G 網絡替代傳統有 線網絡，可有效提高生產線靈活部署能力，解決廠區光纖及帶寬資源不足、施 工難度大等問題。 總體來看，無論是哪種應用場景，制造業的生產過程數字化都是 圍繞設備進行的。但目前，我國制造企業，尤其是離散制造企業車間 的設備數據采集和聯網率很低。設備廠商眾多，數據接口形式多種多 樣，工控協議繁多，常見的總線/協議/接口近 30 種，客觀上也限制 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 7 了設備數據的互聯互通。在此背景下，也涌現出一批機床數據采集解 決方案，部分解決了設備數據采集和聯網問題，但仍然存在由啞設備 導致的信息孤島問題，未來還需要通過工業互聯網平

21、臺建設，統一數 據架構和信息采集，從整體規劃層面避免孤島。 3.設備管理數字化 作為重資產行業，制造企業的設備通常具有大規模、高價值的特 點，需要進行周密檢查和維護，并且在出現故障時快速處理。傳統的 設備管理采用點檢制，存在人工成本高、受人員專業水平影響大、突 發故障響應慢等問題。 設備全生命周期管理和遠程維護是數字化應用 于設備管理后的優化方向。 設備全生命周期管理可以實時采集設備的運行數據， 故障發生時 能夠結合監測數據、AI 診斷和邊緣計算能力快速分析診斷，并為后 期管理提供故障預警，有效避免故障引發的生產停滯和安全問題。遠 程維護是通過生產設備和關鍵部件的聯網和數據采集， 結合 VR/

22、AR 技 術和設備運行狀態的可視化，基于云端大數據分析，針對設備運營狀 況提出預測性維護與維修建議，實現遠程故障診斷和維修。 原有的設備管理平臺能夠實現設備狀態的當時更新、 設備分組管 理、遠程維護監管、實時日志抓取等功能。近兩年，開始推進云化， 涌現出部分具有代表性的設備管理云平臺， 能夠實現工業設備的接入， 提供實時設備狀態監控、數據采集、存儲、設備管理、遠程維護等功 能，進一步邁向自動化、智能化。但超高清視頻、VR/AR 等技術在設 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 8 備管理中的應用仍處于示范階段，未來伴隨 5G 建設帶來的網絡支撐 能力提升，相關技術規?；瘧脤⒊掷m

23、推進。 4.營銷服務數字化 相對于服務業，制造業與消費者觸點較少，營銷模式更加傳統， 主要依靠經銷商實現產品銷售；而服務方面成本高、效率低、質量難 以保證等問題凸顯，亟需進行依托數字化的模式變革。 營銷數字化方面，通過數字化營銷平臺整合云、中臺等技術，可 以為制造企業提供涵蓋消費者洞察、互動管理、營銷數據管理、智能 廣告系統等功能的一體化解決方案。在提升銷售效率的同時，還能夠 獲知消費者需求。 服務數字化方面， 利用平臺開展售后服務， 將用戶、 維修人員、訂單、服務需求等信息整合并對接；客戶關系管理系統提 供客戶分析、服務支持等功能。5G 網絡支持下，可以通過設備聯網 和實時數據采集實現故障預

24、測， 結合 VR/AR 技術實現遠程維護和遠程 協助等售后服務功能。 目前， 制造企業營銷服務數字化中存在的問題主要集中在數據割 裂。制造業消費者數據觸點眾多，但數據歸屬于制造企業、經銷商、 系統提供商等不同主體，消費者信息數據、行為數據和產品數據難以 統一，易形成數據孤島。因此，從制造企業角度看，難以整合全方位 的消費者畫像， 在研發的重復應用、 客戶維系等方面也存在一定難度。 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 9 5.資源配置數字化 制造業的資源配置，同時強調供給和效益。一方面，要滿足物料 的充足供給，工廠外（間）的數字化通過平臺建設打通生產制造產業 鏈，實現產業鏈上下游

25、生產決策、供需平衡，推進企業與相關企業、 物流、金融、開發者、用戶等的跨行業、跨領域協同。另一方面，要 通過資源的科學管理提高效益，減少庫存過剩，提升配置效率。 供應鏈協同。制造企業致力于實現采購物料準備和補給自動化， 形成與研發、物流、金融等外部環節和服務的高效協同。在 ERP 基礎 上發展起來的供應鏈管理系統，打通企業內部制造過程、庫存系統與 供應商的數據，有效降低采購成本。未來伴隨工業互聯網平臺廣泛應 用、5G 網絡覆蓋和區塊鏈技術應用，供應鏈管理將整合和打通更多 上下游企業，實現鏈上信息穿透，打通設計、采購、生產、物流、交 付全流程。 物流供應。在 RFID 等關鍵技術和 4G 網絡支

26、持下，物流管理信息 化已經實現物流計劃制定、路線規劃、運輸跟蹤等功能，5G 網絡將 進一步推動無人配料等功能的應用。 倉儲管理。自動化倉儲管理依靠硬件設備和軟件系統構成，其中 倉儲管理系統（WCS）綜合出入庫管理、物料對應、庫存盤點、虛倉 管理、庫存統計等功能；倉庫控制系統（WMS）用于協調輸送機、自 動導引車、機器人等物理設備，優化分解任務和路徑，實現統一調度 和監控。未來倉儲管理將實現對物料的實時跟蹤，分析物料運轉情況 急速盤庫，得出產線需求及庫存信息，并通過智能運算能力根據物料 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 10 消耗情況， 將指令發送給運輸裝置， 實現自動補貨發貨

27、。隨著 RFID、 工業互聯網標識、EDI 等技術的發展，AGV 小車等設備可能用作物料 搬運，作為運輸裝置作用于未來的倉儲環節。 案例：中車株機智慧物流建設案例：中車株機智慧物流建設 中車株機建設智能物流信息化系統， 通過生產物流環節物料二維碼方案應 用，采集從供應商環節的物料編碼、物料名稱、序列號、批次號等關鍵信息， 跟蹤物料全生命周期流轉過程，從采購、銷售、生產等各環節實現物料質量信 息管理及追溯。通過 WMS 系統記錄到貨、入庫、質檢、出庫、配送、交接的全 過程信息，實現實物流與信息流的實時同步，同時 MES 依據 BOM 及生產任務自 動推導出物料需求發給 WMS，WMS 依據配盤物

28、料清單進行揀貨按時配送，通過 MES 與 WMS 系統聯動，實現工位計劃、物料、工藝、質量等方面信息的交互， WMS 系統作為連接 MES 系統和自動立體庫、AGV 系統的紐帶，實現生產計劃與 配送計劃、自動立體庫與 AGV 作業計劃的協調運行，構建轉向架線邊建立立體 庫存儲、AGV 轉運的自動化物流模式，實現生產物料由自動立體庫至工位、工 位至工位之間的轉運，以及空托盤回收、緊急物料配送至工位的自動化轉運， 為智能制造項目生產配送提供保障。 面向資源配置的數字化， 以工業互聯網為基礎的供應鏈協同管控 平臺應運而生，實現需求、庫存和物流信息的實時共享，協同提升基 礎設施、裝備和作業系統的智能化

29、水平。但當前供應鏈協同管控平臺 的建設多以企業為主導，單獨或合作搭建，對于產業上下游信息的共 享更多的是在已經建立合作關系的企業間進行， 尚不能獲取潛在合作 伙伴的信息。從供給側來看，無法較好地應對突發資源需求，如疫情 初期口罩生產中耳繩、熔噴布等多種原材料告急。從需求側來看，對 于尚未規模推廣的新產品， 制造企業難以找到同性質產品需求的客戶， 為分攤研發投入帶來較大壓力。 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 11 （三）制造業數字化對通信網絡的需求特點（三）制造業數字化對通信網絡的需求特點 從制造業數字化場景的發展趨勢來看，在對自動化、無人化、遠 程化和協同化的追求中，新技術

30、的應用勢在必行，相應對通信網絡的 支撐提出更高要求。 自動化方面，自動化水平的不斷提升必然帶來大規模設備應用， 海量控制器、傳感器和執行器的網絡連接需求亟待滿足。同時，自動 化逐漸向自主控制、自主優化迭代，AI 在柔性生產、質量控制、故 障預警等場景中將獲得廣泛應用。其中，應用于質量控制的 AI 輔助 多攝像頭監控以及其所使用的 3604K+視頻，要求網絡速率大于 60Mbps。 無人化方面，機器人、無人機等智能硬件的應用將加快普及，應 用于產線生產、巡檢安防等場景。由于相關設備需要在一定空間內移 動工作，需采用無線網絡連接方式，支持機器人、無人機、生產設備 的移動和靈活組合。同時，云端控制的

31、工業機器人要求網絡時延至少 小于 10ms，巡檢安防無人機控制時延應小于 20ms，上行傳圖速率 6-25Mbps。 遠程化方面，超高清視頻是重要實現方式，使相關人員通過視頻 全面獲知現場情況，是產線設備和售后服務遠程運維的基礎。實時傳 輸產線視頻畫面，8K 視頻需要 135Mbps 帶寬，要求最低的入門級 4K 需要 18Mbps 到 24Mbps 的帶寬。VR/AR 是遠程控制的重要實現形式， 使相關人員遠程操縱更加精準，便于協同設計、遠程運維的開展。未 來云 VR/AR 要求網絡連接速率大于 100Mbps，時延 2-10ms。 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 12

32、協同化方面，供應鏈的協同要求工廠間實現高質量無線連接，不 僅對工廠外的公網覆蓋質量提出要求， 協同生產中跨區域的設備管理 等應用可能還需要進行工廠外專網建設。但同時，出于競爭和安全問 題的考慮，部分企業對網絡自主建設提出更高要求，并將數據控制在 企業內部，一定程度上限制了網絡的互聯互通。 不難看出，制造業在向自動化、無人化、遠程化和協同化的發展 過程中，對網絡的速率、時延、安全等性能提出了更高要求，制造企 業 5G 網絡部署勢在必行。 對制造業數字化場景和應用中 5G 網絡使能 作用分析發現，5G 網絡對生產過程、設備管理和研發設計的數字化 使能作用更強，是決定其應用數字化實現的重要因素；從當

33、前發展階 段的需求分析來看，5G 網絡的必要性在生產過程、研發設計和資源 配置的數字化中更為凸顯。 來源：中國信息通信研究院 圖 3 制造業數字化應用與 5G 網絡的相關性 同時，AI、機器人、無人機等新技術的應用需要以龐大的數據量 為基礎，而算力則是驅動數據深度加工的重要基礎設施支撐。除了數 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 13 據中心、智能計算中心等算力基礎設施外，對算力網絡的建設的需求 也愈發強烈，隨著云、邊、端算力之間的協同不斷加強，需要網絡更 高地為計算服務，有效釋放算力。未來，5G、算力都將是通信網絡支 撐制造業數字化轉型發展的建設重點。 二、制造業數字化產業生

34、態及運營商競爭力 （一）制造業數字化產業生態（一）制造業數字化產業生態 1.制造業數字化產業 制造業數字化產業是指支撐制造企業實現數字化的產業集合。 制 造業數字化產業的形成和發展， 與制造產業的發展和信息通信產業的 發展密切相關，是生產力與生產關系相互作用、相互促進的結果。 20世紀四十年代， IT技術出現， 并在20世紀中后期與工業融合， 推動制造業進入工業 3.0 時代 （自動化、 信息化時代） 。 在產業層面， 工控機及系統制造，以及工業軟件和集成運維等服務出現，并迅速發 展起來，制造業自動化產業不斷豐富和完善（支持制造企業實現自動 化、信息化的產業集合，如下圖所示） 。 電信業賦能制

35、造業數字化發展研究報告（2020 年） 14 來源：中國信息通信研究院 圖 4 制造業自動化產業架構 當前，IT 技術與 CT 技術深度融合，云計算、物聯網、大數據、 人工智能和 5G 等新一代信息通信技術不斷創新與成熟，并正在與制 造業進行全面深度融合，數據將成為制造業變革的關鍵驅動力，制造 業正在步入工業 4.0 時代（數字化、網絡化、智能化時代） 。 未來， 企業的信息化部署方式將從傳統硬件+軟件向硬件軟件化、 軟件服務化方向演進；企業 IT 系統將從縱向煙囪式架構向集中化、 平臺化架構演進；信息化應用場景將從單環節、單場景向多環節、多 場景集成化升級；信息化應用功能將從信息在線化、輔助

36、控制，向數 據網絡化、數據價值深度挖掘，系統動態優化、自主決策、自主執行 升級。 在技術、應用、模式不斷演進的過程中，產業層面也在發生著巨 大變革。支撐制造業實現數字化、智能化的業務領域也將逐步發展起 來，形成制造業數字化產業。自動化系統和裝備將加速向具有感知、 分析、推理、決策、控制和執行等綜合功能的智能裝備升級；工業軟 件將加速向工業互聯網平臺或工業 APP/SaaS 方向演進；云化將成為 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 15 制造企業高效、低成本、靈活實現信息化的關鍵路徑，云也將成為制 造企業數字化、智能化所需的核心基礎設施；工業互聯網平臺以及平 臺之上的工業 APP

37、/SaaS，將在助力企業實現數字化、網絡化和智能 化的同時實現規模增長?？傊?，未來的制造業數字化產業將由智能系 統和裝備、 工業網絡、 通用云服務、 工業互聯網平臺、 工業 APP/ SaaS、 安全、集成運維，7 個核心細分領域，規劃咨詢、技術研究、標準制 定/監管， 3 個支撐細分領域共同構成。這些領域從不同專業層面面向 制造企業提供產品或服務，支撐制造企業實現業務變革和管理變革。 來源：中國信息通信研究院 圖 5 制造業數字化產業架構 2.制造業數字化產業生態地圖 制造業數字化產業生態是指制造業數字化產業中各類主體， 以及 各類主體之間的相互關系。 在制造業數字化產業不斷演進過程中，制造

38、企業龍頭、自動化企 業、工業軟件企業、通信設備提供商、電信運營商、互聯網公司、安 全廠商、集成運維服務提供商等主體，綜合考慮細分領域能力要求、 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 16 市場空間、競爭格局、自身資源能力等因素，對制造業數字化產業中 的關鍵領域進行動態戰略布局，努力推陳出新、自我突破。這些主體 與不斷涌現出來的創新企業，以及技術研究、標準制定、行業監管組 織機構，共同構成了當前的制造業數字化產業生態。也正是因為制造 業數字化產業內各類主體的主動創新，推動技術的不斷進步，生產力 的不斷升級，才推動了制造業數字化產業的不斷演進。 來源：中國信息通信研究院 圖 6 制造

39、業數字化產業生態地圖（部分企業展示） （二）核心領域產業生態及運營商的競爭力（二）核心領域產業生態及運營商的競爭力 1.智能系統和裝備領域 智能系統和裝備是指具備感知、分析、推理、決策、控制等核心 功能的系統與裝備，是電氣化、自動化系統和裝備，進一步融合新一 代信息通信技術的產物，是當前自動化裝備發展演進的主要方向。此 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 17 領域是承擔數據感知、數據采集的核心領域，企業能否和智能系統和 裝備提供商達成協議獲取數據， 決定著企業能否實現網絡化、 數字化、 智能化。 此領域的專業壁壘較高，要求從業者對制造機理有深刻認知，擁 有先進制造、電子電氣和

40、信息通信等多種技術融合創新能力，并擁有 實際的先進制造能力，或者擁有先進制造供應商。 目前此領域的重要主體是自動化企業和一些原生創新企業。如， ABB 是全球領先的工業機器人技術供應商，同時也是電力和自動化技 術領域的領導企業； 庫卡(KUKA)機器人公司是德國庫卡公司出資成立 的， 而德國庫卡是世界幾家頂級為自動化生產行業提供柔性生產系統、 機器人、 夾具、 模具及備件的供應商之一。 我國也有一些自動化企業， 在不斷補齊自動化短板的基礎上，在加大研發力度，積極向智能裝備 領域拓展，如匯川技術、秦川機床等。而埃夫特、新時達、新松、博 實等則是智能裝備領域原生創新企業代表， 這些企業始于智能裝備

41、創 新，致力于為智能制造賦能。 其中， 自動化企業向智能裝備企業升級的優勢在于擁有既定規模 的客戶，掌握著已經廣泛應用的眾多工業協議，其產品天然有較高的 適配性，但是需要破除傳統商業模式思維，推動產品向智能化、生態 化方向升級；而原生創新企業的優勢在于技術整合、創新能力較強， 但屬于新進入者和新技術的推動者， 需要塑造較強的市場能力和融資 能力。此領域的能力要求與電信運營商能力結構偏離度較大，電信運 營商在此領域不具備競爭力， 智能系統和裝備企業應該是電信運營商 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 18 布局制造業數字化市場的關鍵合作對象。 2.工業網絡領域 （1）網絡互聯 當

42、前的工業網絡可以分為三個部分：生產控制網絡、企業/園區 網絡、骨干網絡。其中： 生產控制網絡的核心功能是連接自動化系統及設備， 進行設備級 和產線級的信息傳輸，滿足工業控制通信需要。其核心能力要求是供 應商能夠提供高安全性、高可靠性、低延時的網絡連接能力，了解制 造企業信息化場景需求和對網絡能力的要求， 擁有基于制造企業網絡 現狀進行網絡升級規劃和改造能力， 擁有生產控制網絡技術創新能力， 并且所掌握的網絡制式能夠與工控系統實現協議互通等。當前，生產 控制網絡以工廠總線和工業以太網為主（2019 年工廠總線連接規模 占比為 35%；工業以太網連接規模占比接近 60%） 1。目前此領域的核 心主

43、體以自動化企業、自動化企業聯盟或者自動化企業支持的企業/ 組織為主， 他們基于數據協議壟斷和網絡協議壟斷等優勢占據了主導 地位。如 Controller Area Network（簡稱 CAN）一種應用廣泛的現 場總線，而 CAN 是由德國電氣和自動化企業 Bosch 公司于 1983 年開 發的。 企業/園區網絡主要功能是提供工廠級、園區級、企業級的網絡 連接能力，滿足企業管理經營需要。核心能力是供應商能夠提供高安 1 數據來源：中國信息通信研究院深度觀察 2020 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 19 全性、高可靠性、高帶寬、全覆蓋的網絡連接能力，具有基于多種通 信網絡

44、制式，提出綜合網絡解決方案的能力，擁有屬地化企業/園區 網絡建設和運營能力。 另外， 制造企業對企業/園區網絡的統一管理、 可視化管理、自主管理、按需調用、快速部署和終端快速認證等方面 的要求不斷提高， 企業/園區網絡應該不斷強化智能化網絡運維能力。 在參與主體方面，由于企業/園區網絡有私有企業/園區網絡、公有企 業/園區網絡、虛擬化企業/園區網絡三種組網模式，而三種組網模式 各具優劣勢，并且涉及不同類型的參與主體。目前，電信運營商、通 信設備商、通信工程服務提供商等主體在企業/園區網絡市場已經形 成競爭態勢。 骨干網絡的核心功能是提供企業級、產業級的網絡連接能力，滿 足企業不同園區之間、企業

45、與產業上下游之間、多個區域或地區之間 的高質量、高帶寬、廣覆蓋的信息通信需求。這一領域核心能力是要 求從業者具有骨干網絡建設和運營資質，擁有較強的資金保障。經過 多年的電信業重組和市場競爭， 目前國內面向企業提供骨干網服務的 企業主要是三大運營商。 未來，從技術層面來看，生產控制網絡、企業/園區網絡和骨干 網絡將在融合化、開放化、靈活化網絡需求驅動下和新一代通信技術 支撐下不斷融合。傳統工廠總線與工業以太網相對封閉，網絡質量不 穩定，不能滿足工業 4.0 時代數字化、網絡化和智能化的網絡連接和 數據互通需求。未來，5G 等新一代無線通信技術和工業 PON、TSN、 DetNet 等新一代工業以

46、太網技術將對傳統工廠總線、工業以太網形 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 20 成替代作用。 從產業層面來看，未來隨著工業無源光網絡（PON） 、5G 等新型 網絡技術對傳統工廠總線和工業以太網替代作用的顯現， 參與主體競 爭格局也將發生變革，通信設備商、運營商在工業網絡領域的市場份 額、話語權將不斷提升，尤其是，5G 給電信運營商帶來的在生產控 制網絡領域的發展機遇。不過，與之同時也要看到，5G、工業 SDN、 工業 PON 等新型網絡技術目前尚處于技術研發、標準制定、應用測試 的階段，電信運營商、通信設備商還需要聯合做好新型網絡技術在制 造領域的企業需求培養、應用場景創新

47、、商業模式創新、工業協議打 通，并推動產業鏈加速成熟，降低產品和服務成本等。而且，若政策 面向制造企業放開 5G 專網頻譜在限定區域內的使用權，運營商進入 生產控制網絡領域，以及基于 5G 進入上層應用集成運維領域的競爭 力將被極大削減。例如，目前芬蘭、日本、德國等國已經或計劃將 5G 專網頻譜發放給制造企業等，制造企業等可以申請在限定區域內 使用的 5G 專網頻譜，制造企業等可以選擇自主建設和運維 5G 專網。 （2）標識解析 工業互聯網標識解析體系，類似于互聯網領域的域名解析系統 （DNS） ，賦予每一個產品、零部件、機器設備唯一的“身份證” ，實 現資源的靈活區分和信息管理； 并可以通過

48、工業互聯網標識解析系統， 實現跨區域、跨行業、跨企業的信息查詢和相關服務。標識解析體系 從部署角度分為國際根節點、國家頂級節點、二級標識解析節點、企 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 21 業內部節點，四層架構。其中，國家頂級節點的規劃設計支撐和建設 運營是由中國信息通信研究院負責的， 而二級節點的建設和運營是面 向各地方和各行業開放的，具體的建設模式有政府主導、企業主導、 平臺主導三種。 企業布局標識解析領域的途徑有三種：一是，以提供集成服務的 方式，支撐中國信息通信研究院建設和運營國家頂級節點，或支撐龍 頭企業/政府建設和運營二級節點。例如，華為工業互聯網標識解析 解決方

49、案已經成功助力中天科技標識解析材料行業二級節點快速上 線和創新應用發布，接入企業超過 100 家，標識注冊量超過 100000 個 2。二是，作為二級節點的建設和運營者。例如，2019 年 4 月濟南 市政府、中國信息通信研究院、浪潮集團、泰爾英福共同簽署了工 業互聯網標識解析二級節點項目合作協議 ，共同建立山東第一個國 家工業互聯網標識解析二級節點。三是，作為標識應用供應商，豐富 標識應用體系，助力標識應用加速落地。例如，2020 年 8 月 30 日， 和利時、中天互聯、邁迪信息等 12 家公司成為中國信通院發布的首 批工業互聯網標識應用供應商合作伙伴。 第一條路徑要求企業具有較強的集成能

50、力和足夠的集成人員， 第 二條路徑要求企業具有較高的制造產業生態構建、整合能力，第三條 路徑要求企業對制造業和標識解析體系都有較深刻的認知。 目前電信 運營商也在通過第二條路徑，嘗試布局標識解析領域。例如，2020 年 9 月，中國移動重慶公司面向綜合行業構建的二級節點，中國物聯 2 資料來源：公開新聞整理 電信業賦能制造業數字化發展研究報告（2020 年） 22 網公司面向綜合行業構建的二級節點， 宣布正式啟動； 2020 年 6 月“中 國聯通工業互聯網標識解析江西二級節點”通過了中國信息通信研究 院組織召開的評審會議， 中國聯通工業互聯網標識解析綜合型二級節 點將按要求接入工業互聯網標識