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【研报】通信行业5G后周期行业深度之一:智能制造之基石工业互联网投资全景解构-20200316[40页].pdf

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【研报】通信行业5G后周期行业深度之一:智能制造之基石工业互联网投资全景解构-20200316[40页].pdf

1、1 1 行 业 及 产 业 行 业 研 究 / 行 业 深 度 证 券 研 究 报 告 通信 2020 年 03 月 16 日 智能制造之基石,工业互联网投资 全景解构 看好 5G 后周期行业深度之一 相关研究 IoT 与 5G 的共振?新基建下的加速协 同- 申万 宏源通信 周 报 (2020/03/09-2020/03/13) 2020 年 3 月 15 日 热点行情过后,如何看待视讯行业长期 增 长 空 间 - 申 万 宏 源 通 信 周 报 (2020/03/02-2020/03/06) 2020 年 3 月 8 日 证券分析师 朱型檑 A0230519060004 联系人 朱型檑 (

2、8621)23297818转 投资提示: 工业互联网作为新基建的重要环节,是智能制造的核心基础,也是 TMT 技术演变的必然。 传统行业的效率提升是 TMT 长期的趋势主线之一,驱动力就是技术,在物联网、云计算、 互联网、大数据技术的支持下,工业互联网窗口临近。其中,5G 通信标准满足工业通信 实时性、稳定性需求,推动了工业技术的创新浪潮。 工业互联网解决现代工业生产痛点。1)成本需求:工业互联网帮助工业企业持续降低成 本。2)传输需求:工业互联网满足工业流程通信传输需求。 (3)产业链:工业互联网协 同产业链各环节,优化生产制造新模式。 5G 将替代传统工业通信解决工业互联网痛点,满足工业数

3、据传递实时性与稳定性的要求, 成为工业互联网重要的业务支撑。 工厂外部场景看,5G 网络应用体现为三方面。 (1)产业链实现泛在链接。工厂外网络基 于互联网,但过去已有的网络基础设施无法完全满足工业互联网业务发展需求。5G 网络 能够实现传输网层面的泛在、灵活定义、高质量带宽,以及接入网层面广覆盖、低时延、 高可靠等要求。 (2)IPv6 铺垫海量设备联网。全球互联网正处向 IPv6 演进过渡的关键时 期,我国 IPv6 普及率提升空间大,工信部明确 IPv6 部署行动计划。 (3)专网专线下,5G 推动企业工业数据上云。 工厂内部场景看,网络切片将渗透工业生产的各个环节。针对工业领域应用的痛

4、点,网络 切片主要体现三大功能: (1)资源隔离保障了不同业务环节以及工厂内外部的数据安全与 独立; (2)功能定制使得不同环节/场景的特定需求能够以低成本的方式得到满足; (3) 质量保障则意味着工业互联网在工厂内部的应用将高可靠。对于运营商而言,未来切片经 营是行业持续增长的必经之路,未来网络切片将成为 5G 在 B 端的重要应用形式。 标识解释体系是 5G 在工业互联网的延伸重点。对工业互联网体系而言,二级节点是标识 解析体系的重要组成部分;对工业企业而言,二级节点具有数据价值、生态价值等意义。 综合产业格局,工业互联网可划分为边缘控制、网络连接、平台汇聚、数据应用四层次, 各层次重点上

5、市公司将充分享受 5G 后周期工业互联网应用的红利。其中:边缘控制层体 现算力下沉带动集成化通信模组渗透的趋势;网络连接层的海量终端、数据爆发将带动通 信服务与设备需求;平台汇聚层主要由 ICT 巨头主导,产业链协同效应具差异性;数据应 用层的工控安全与工业大数据值得关注,同时应用渗透的顺序有先后。 相关重点公司:宝信软件、东方国信、用友网络、中新赛克、紫光股份、星网锐捷、移远 通信、移为通信、广和通、乐鑫科技、澜起科技等。 风险提示:若 5G SA 组网推进不达预期将影响切片实施。 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 2 2 行业深度 第 2 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 投

6、资案件 结论和投资建议 工业互联网作为新基建的重要环节,是智能制造的核心基础,也是 TMT 技术演 变的必然。5G 技术解决工业领域成本端、传输端及产业链协同的痛点,成为工业互联 网重要的业务支撑。综合产业格局,工业互联网可划分为边缘控制、网络连接、平台汇 聚、数据应用四层次,各层次重点公司将充分享受 5G 后周期工业互联网应用的红利。 相关重点公司包括宝信软件、东方国信、用友网络、中新赛克、紫光股份、移远通 信、移为通信、广和通、乐鑫科技、澜起科技等。 原因及逻辑 TMT 行业的长期主线是传统行业的效率提升。我们对工业互联网的定位,一方面 是有利于泛工业领域的生产,另一方面其实是有利于 TM

7、T 产业链挖掘新机会。 5G 在工业互联网的应用体现为:工厂外部场景看,产业链实现泛在链接、IPv6 铺 垫海量设备联网、专网专线下 5G 推动企业工业数据上云;工厂内部场景看,网络切片 将渗透工业生产的各个环节,体现资源隔离、功能定制、质量保障则的功能。 有别于大众的认识 市场认为当前 5G 在 B 端应用较少,工业互联网实际的产业意义有限。我们认为工 业互联网与智能制造是传统工业效率提升、TMT 技术兑现的重要平台,新基建背景下 产业进程将加速,工业互联网实际是 5G 重要的 B 端应用场景。 市场认为 5G 在工业互联网中的应用必要性不大。我们认为 5G 在工业领域的应用 意义不在于性能

8、提升本身,而是在于可以切片。5G 技术能够解决工业领域成本端、传 输端及产业链协同的痛点,成为工业互联网重要的业务支撑。 qRrOrRmQtOtNtRmNtMxOoN7N9RaQtRmMtRqQiNmMnOkPoPpQbRoOxOwMnNuMuOpMuM 3 3 行业深度 第 3 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 1. 工业互联网:智能制造的核心基础 . 6 2. 工业互联网架构体系与 5G 应用解构 . 12 2.1 工厂外部:5G 实现泛在广覆盖、灵活高可靠的传输 . 14 2.2 工厂内部:网络切片渗透工业生产各环节 . 15 2.3 标识解释体系是 5G 在工业互联网的延伸重点 .

9、 20 3. 四层次划分,工业互联网产业格局已明确 . 22 2.1 边缘控制层:算力下沉带动集成化通信模组渗透 . 23 2.2 网络连接层:海量终端、数据引爆通信服务与设备需求 . 27 2.3 平台汇聚层:巨头主导,产业链协同效应具差异性. 32 2.4 数据应用层:工控安全与工业大数据值得关注 . 36 4. 相关重点公司 . 38 目录 4 4 行业深度 第 4 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 图表目录 图 1:工业互联网产业链可划分为应用、平台、网络、边缘四层次 . 6 图 2:制造体系伴随数次技术革命在不断向网络化、智能化的方向演进 . 7 图 3:工业互联网是第三次技术革

10、命的重要生产关系体现 . 7 图 4:TMT 产业链全方位受益于工业互联网推进 . 8 图 5:工业互联网包含网络、平台、安全三大体系 . 9 图 6:5G 技术满足工厂内外部网络需求 . 9 图 7:工业互联网带来的工业企业成本边际改善极其显著 . 10 图 8:工业互联网各环节协同,形成生产制造新模式 . 11 图 9:工业互联网三大体系、三大优化闭环的基础上,工厂内、工厂外是重要场景 . 13 图 10:工业互联网之网络架构全景图 . 13 图 11:5G 协助工业互联网工厂外网络实现产业链的泛在链接 . 14 图 12:2018 年我国运营商 IPv6 普及率均不足 10% . 15

11、图 13:5G 网络切片可以支持多业务、多场景的隔离和保护 . 16 图 14:5G 网络切片在 B 端深度应用将拓宽运营商盈利能力 . 18 图 15:5G 网络切片部署节奏明确,预计 2020-2022 年工业互联网的 uRLLC 场景将开 始试点 . 19 图 16:标识解析体系是工业互联网的关键神经系统 . 20 图 17:二级节点串联国家级、企业级节点,是未来工业互联网标识解析体系未来的重要 建设内容 . 21 图 14:四层次梳理工业互联网产业格局 . 22 图 19:工业互联网边缘设备主要包括传感器、机器人、智能机床等. 23 图 20:边缘控制层主要环节包括传感识别、MCU、工

12、业机器人、无线模组等 24 图 21:工业互联网领域无线模组根据功能可分为通信模组与定位模组 . 25 图 22:无线传感网是由多个感知节点构成的多跳自组织网络 . 25 图 23:工业互联网接入海量设备,数据量引爆通信服务与设备需求. 28 图 24:网络连接层主要环节包括运营商、工厂内外网络、通信设备等 . 28 图 25:工业互联网工厂内网络可划分为骨干网络与边缘网络 . 29 图 26:传统的工厂内网络呈现“两层三级”结构 . 30 5 5 行业深度 第 5 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 图 27:工业互联网工厂外网络呈现“三线”及“一连”结构 . 31 图 28:平台汇聚层主

13、要环节包括数据中心、B 端工业企业、TMT 企业等 . 32 图 29:不同类型工业互联网平台所覆盖、精通的领域差异显著 . 34 图 30:数据应用层主要环节包括各类应用以及数据安全环节 . 36 图 31:流程价值量与复杂程度角度决定了不同类型应用的智能渗透顺序 . 37 表 1:我国历年工业互联网相关政策梳理 . 11 表 2:eMBB、mMTC、uRLLC 将以网络切片的形式满足不同工业场景对网络的需求 . 17 表 3:5G 网络切片在 B 端具备极大应用潜力. 19 表 4:在五大国家级节点下,我国已初步形成标识解析若干二级行业节点和应用22 表 5:ICT 巨头均布局边缘计算,算

14、力与网络共同向边缘渗透 . 26 表 6:工厂内有线网络包括以太网、TSN、工业 PON、确定性网络等 . 29 表 7:工厂内无线网络的新兴技术包括 MulteFire、5G uRRLC 等 . 30 表 8:工厂外移动通信网络类型 . 32 表 9:不同类型企业已建立起各行业的工业互联网企业级平台 . 33 表 10:行业 knowhow 影响了 TMT 平台向不同细分渗透、复制的难度 . 35 表 11:工业互联网重点公司估值表 . 39 6 6 行业深度 第 6 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 工业互联网与智能制造是 TMT 与工业领域的必然。 我们对整个工业互联网产业链进行 自

15、上而下的解构,分成四个层次,包括应用、平台、网络、边缘,其中边缘控制层聚焦算 力下沉带动集成化通信模组渗透;网络连接层聚焦海量终端、数据引爆通信服务与设备需 求;平台汇聚层聚焦巨头平台以及产业链协同效应的差异性;数据应用层则关注安全与大 数据,应用渗透有先后。 图 1:工业互联网产业链可划分为应用、平台、网络、边缘四层次 资料来源:申万宏源研究 1. 工业互联网:智能制造的核心基础 工业互联网是什么?在漫长的演进中成型,是多项信息技术的系统综合。实际上工业 领域已经经历了机械生产、数字化制造、网络化制造、智能化制造四个阶段,同时工业生 产也经历了以下三次变革:(1)物理系统代替简单的人工、(2

16、)物理系统代替大量体力 劳动、(3)信息系统开始替代创造性脑力劳动。工业互联网最早由美国通用电气公司 GE 于 2012 年首次提出,实际体现了工业领域智能化制造的概念。 7 7 行业深度 第 7 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 图 2:制造体系伴随数次技术革命在不断向网络化、智能化的方向演进 资料来源:申万宏源研究 在工业互联网时代,生产资料与生产关系将发生革命性变化。石油、煤炭等矿藏实际 是数十亿年太阳能量的积累与转化,并在自然界循环,工业数据也类似。工业互联网下, 来自工艺环节的数据在网络空间汇集、处理、沉淀,最终又在工艺环节体现价值。与蒸汽 时代、电力时代的技术革命相仿,数据将成

17、为工业企业的重要生产资料,而通信技术则将 成为重要的生产工具。 图 3:工业互联网是第三次技术革命的重要生产关系体现 资料来源:前瞻产业研究院,申万宏源研究 传统行业的效率提升是 TMT 长期的趋势主线之一,驱动力就是技术。过去 TMT 领域 互联网、云计算等技术发展的受益领域是 C 端移动互联网;人口红利瓶颈期的大背景下, 产业互联网(Industrial Internet,也即工业互联网)成为技术渗透的新趋势。一方面我国 大工业领域的市场规模与智能化改造提升空间巨大, 另一方面 TMT 产业链也是全方位受益。 8 8 行业深度 第 8 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 在物联网、云计算

18、、互联网、大数据技术的支持下,工业互联网窗口临近。物联网技 术的发展使得包含智能物体状态、标识、位置的大量工业数据得以收集,互联网技术为数 据的传递提供了可能,云计算提供了基于平台的工业数据计算及分析能力。互联网、云计 算、物联网、大数据等信息技术向工业领域的渗透融合促成了工业互联网的突破与成型。 图 4:TMT 产业链全方位受益于工业互联网推进 资料来源:申万宏源研究 工业互联网包括三大体系:网络、平台和安全。其中: (1)网络是工业互联的基础:工业互联网要求企业内部的供销存、生产、中后台管理 等环节实现人、财、物等信息流的统一,打破当前烟囱式(相互独立)的工业信息系统; 同时外部产业链上下

19、游企业之间的信息流相互打通、整体协同。因此工业互联最基础的要 求在于通过通信网络提供底层支持,最终实现信息系统网络、生产系统网络中不同单元、 不同设备、不同系统的实时感知与协同交互。 (2)平台是工业互联的核心:生态中不同单元、不同设备、不同系统产生的海量数据 通过网络基础在平台上汇集,本质是面向大工业的数字化、网络化、智能化需求,通过物 联网、人工智能、大数据等新兴技术,构建高效、实时、精准平台体系,实现数据汇集、 建模分析、应用开发、资源调度、监测管理等功能,是工业互联的核心。 (3)安全是网络与平台的保障:工业互联网时代,数据是企业的核心资产之一,更加 强调体系的信息安全。企业内网的安全

20、可分为企业内应用安全、控制安全及设备安全三个 方面;整体体现为对设备、网络、数据的安全防护能力。 9 9 行业深度 第 9 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 图 5:工业互联网包含网络、平台、安全三大体系 资料来源:工业互联网产业联盟,申万宏源研究 过去通信技术在工业领域早已广泛应用,但各类技术均有短板;5G 通信标准满足工业 通信实时性、稳定性需求,推动了工业技术的创新浪潮。 目前工业领域传统的设备通讯方式是现场总线与工业以太网。现场总线技术普遍存在 通信能力差、距离短、抗干扰能力较差等问题,且现场总线的传输存在延迟,影响设备和 系统之间的互联互通;工业以太网作为一种随机网络,因其通信不

21、确定的特点难以实施高 速的稳定传输。5G 具有高速率、低延时、高容量的特性,满足工业数据传递实时性与稳定 性的要求,成为工业互联网重要的业务支撑。 图 6:5G 技术满足工厂内外部网络需求 资料来源:电子发烧友,申万宏源研究 工业互联网是智能制造的必经之路,解决现代工业生产痛点: (1)成本需求:工业互联网帮助工业企业持续降低成本。低成本永远是工业企业增厚 利润的重要追求,但传统物理设备效率提升已达到极限。工业互联网采用云计算、大数据 技术改造现有机器和物理设备,将带来及其明显的成本费用边际改善。如 Uptake 帮助美 1010 行业深度 第 10 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 国最

22、大核电站 PALO Verde,实现每年 1000 万每月的成本节省,成本降低 20%。又如青 岛纺织机械厂依托海尔 COSMOPlat 平台通过数据采集及分析实现设备远程运维,每年节 省 96 万元,宕机时长从每次的三天缩短为一天,降低直接损失 64 万元/次。 图 7:工业互联网带来的工业企业成本边际改善极其显著 资料来源: 工业互联网:打破智慧与机器的边界 1,申万宏源研究 (2)传输需求:工业互联网满足工业流程通信传输需求。工业数据的爆发式增长直接 促成了数据低成本安全存储的需求,且不同主体、系统间的数据难以统筹集成。以太网作 为较多被使用的通讯方式,因其通信不确定、受工业现场环境制约

23、多的特点难以实施高速 的传输与广泛使用。工业互联网对其隔离能力及业务承载能力具备严格要求,可以实现远 程操控、数据自动采集等功能。 (3)产业链:工业互联网协同产业链各环节,优化生产制造新模式。从供应链上看, 工业互联网提出生产制造新模式,实现柔性制造和个性化定制,对智能化生产有着至关重 要的作用。从空间链上看,受空间、资源的限制,传统企业难以实现多个环节的协同。在 工业互联网的支持下,工业企业可以实现业务信息共享,帮助企业实现即时生产监控、远 端数据采集与控制,及时响应打破空间隔阂,实现互联互通。 1 工业互联网:打破智慧与机器的边界 ,通用电气,Peter C. Evans 和 Marco

24、 Annunziata。 1111 行业深度 第 11 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 图 8:工业互联网各环节协同,形成生产制造新模式 资料来源: 工业互联网:打破智慧与机器的边界 ,申万宏源研究 工业互联网是新基建的重要组成部分。“新基建”指 5G、人工智能、工业互联网、物 联网为代表的新型基础设施,本质上是信息数字化的基础设施。2018 年工信部发布工业 互联网发展行动计划(2018-2020 年)以及工作计划,提出到 2020 年底,初步建成工业 互联网基础设施和产业体系,培育一批独立经营的企业级平台,打造工业互联网平台试验 测试体系和公共服务体系。预计将推动 30 万家以上工业

25、企业上云,培育超过 30 万个工业 APP,同时配套融资支持。 工信部指导,省一级工业互联网平台陆续成立。国内工业互联网平台主要以省级工信 厅/经信委牵头指导、工业/ICT 企业参与或主导建设。如江西省在中国联通主导下成立国内 首个省级工业互联网平台;江苏省在徐工集团等企业联合下成立省级工业互联网联盟等。 表 1:我国历年工业互联网相关政策梳理 时间 相关政策 2013 年 4 月 工业和信息化部在北京召开全国工业云创新行动工作会议 2013 年 9 月 工信部发布信息化和工业化深度融合专项行动计划(2013-2018 年) 2013 年 10 月 工业和信息化部实施工业云创新行动计划,确定

26、16 个省市开展工业云创新服务试点 2015 年 5 月 国务院发布中国制造 2025 2015 年 6 月 国务院发布国务院关于大力推进大众创业万众创新若干政策措施的意见 2015 年 7 月 国务院发布关于积极推进“互联网+”行动的指导意见 2015 年 12 月 工信部、国标委联合发布国家智能制造标准体系建设指南(2015 年版) 2016 年 5 月 国务院发布关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见 2016 年 7 月 工信部、国家发改委、中国工程院联合发布发展服务型制造专项行动指南 2016 年 10 月 工信部发布信息化和工业化融合发展规划(2016-2020 年) 2016

27、年 12 月 工信部、财政部联合发布智能制造发展规划(2016-2020 年) 2017 年 1 月 工信部发布信息产业发展指南 1212 行业深度 第 12 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 2017 年 4 月 科技部发布“十三五”先进 制造技术领域科技创新专项规划 2017 年 11 月 国务院发布关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见 2018 年 2 月 国家制造强国建设领导小组发布通知,设立工业互联网专项工作组 2018 年 6 月 工信部发布工业互联网发展行动计划(2018-2020 年)和工业互联网专项工作组 2018 年工作计划 2018 年 7 月 工信

28、部发布工业互联网平台建设及推广指南工业互联网平台评价方法 2019 年 2 月 工信部发布关于加强工业互联网安全工作的指导意见 2019 年 4 月 工信部组织召开 2018 年工业互联网创新发展工程项目进展情况研讨会 2019 年 6 月 工信部引发工业互联网专项工作组 2019 年工作计划 资料来源:工信部网站,申万宏源研究 工业互联网市场规模在万亿级别。工业互联网本质是实现跨设备、跨系统、跨地区的 工业互联互通,数据资源有效利用及企业产业链上下游的协同制造的基础设施。根据国际 机构 IoT Analytics 的统计,全球工业互联网平台有 450 个提供企业,同时预计在 2023 年 工

29、业互联网平台将会达到万亿市场规模。 2. 工业互联网架构体系与 5G 应用解构 在网络、平台、安全三大体系下,工业互联网已形成三大优化闭环。一是生产过程优 化, 其核心在于对智能机器与生产环境进行实施感知并进行边缘计算; 二是智能决策优化, 通过智能感知得到的相关状况进行自主学习并实时响应,自适应地进行参数控制及动态性 能控制,实现决策优化及资源配置优化;三是管理服务优化,通过对供应链数据、用户需 求数据及产品数据的分析,实现业务模式及商业活动创新。 场景角度,工业互联网主要包含工厂内、工厂外两大场景。工厂内涉及 OT 层与 IT 层 (OT 指运营技术,IT 指信息技术);工厂外则涉及 IP

30、v6 的公众互联网,基于 SDN 的工 业互联网专网,泛在接入,以及云平台的数据接入和采集。5G 的工业互联网应用也相应可 梳理为工厂内、工厂外两场景。 1313 行业深度 第 13 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 图 9:工业互联网三大体系、三大优化闭环的基础上,工厂内、工厂外是重要场景 资料来源:申万宏源研究 图 10:工业互联网之网络架构全景图 资料来源:申万宏源研究 1414 行业深度 第 14 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 2.1 工厂外部:5G 实现泛在广覆盖、灵活高可靠的传输 工厂外部的 5G 网络应用体现为三方面,即(1)产业链实现泛在链接;(2)IPv6 铺 垫

31、海量设备联网;(3)专线加速企业上云。具体而言: (1) 5G 协助工业互联网工厂外网络实现产业链的泛在链接。 5G 网络由于其特性可以 用于构建工厂内外的人和机器的全方位信息接入系统,最终实现泛在接入。工厂之间可以 利用 5G 网络完成相互的数据共享, 同一个生产商的不同生产工厂也可以实现在不同空间内 的连接互通。工业服务企业也可以在生产过程中及时切入产品设计环节,及时更改生产中 出现的错误, 对生产数据进行监控。 终端使用者则可以跨空间地查询生产信息和产品状态。 工厂外网络基于互联网,但过去已有的网络基础设施无法完全满足工业互联网业务发 展需求。工业互联网所需的高可靠、低时延、广覆盖、大带

32、宽、可定制等要求难以同时满 足;对长尾的中小工业企业而言,信息服务(专线)成本高昂、难以承担。 5G 网络能够实现传输网层面的泛在、 灵活定义、 高质量带宽, 以及接入网层面广覆盖、 低时延、高可靠等要求。传输网:泛在、高质量宽带接入为目标,对公众互联网/高性能专 网进行升级改造和建设,具体技术包括 SDN、NFV(5G 网络核心趋势之一)等。接入网: 主要体现为新型无线网络(NB-IoT、5G)的升级与建设。例如:利用 NB-IoT 等低功耗 广域网 (LPWAN) 技术, 建设满足工业互联网海量设备接入高密度、 低时延需求的蜂窝网; 通过 5G 技术实现工业互联网接入。 图 11:5G 协

33、助工业互联网工厂外网络实现产业链的泛在链接 资料来源:申万宏源研究 (2)IPv6 满足工业设备地址的爆发需求,工业领域 IPv6 部署是工厂外网络的另一重 要演进方向。全球联网终端总量爆发,IPv4 地址分配接近极限。与 IPv4 相比,IPv6 把 IP 地址的数量级从 2 的 32 次方扩展至 2 的 128 次方,足以满足 5G、物联网、自动驾驶等联 网设备对独立 IP 地址的需求。IPv6 是满足工业互联网发展海量地址需求的必然选择。 1515 行业深度 第 15 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 全球互联网正处向 IPv6 演进过渡的关键时期,我国 IPv6 普及率提升空间大。

34、信通院 统计,在网络设备中,三层交换机、边际路由器、核心路由器、宽带网络接入服务器的 IPv6 支持率平均在 70.4%,但边缘路由器支持率仅 48.6%。若考虑工业领域存量规模庞大的较 陈旧设备,当前仍有海量设备并不完全支持 IPv6。 工信部明确 IPv6 部署行动计划。工信部 2017 年计划要求所有移动终端厂商设备 出厂要默认支持双栈;到 2018 年末完成北京、上海、广州、郑州和成都的骨干直联点 IPv6 改造;运营商及国家超算中心等的 IDC IPv6 改造;阿里、腾讯、金山等 CDN IPv6 改造; 到 2020 年底,IPv6 活跃用户数超 5 亿,占比超 50,新增网络地址

35、不允许私用 IPv4。 图 12:2018 年我国运营商 IPv6 普及率均不足 10% 资料来源:国家下一代互联网产业技术创新战略联盟,申万宏源研究 (3)专网专线下,5G 推动企业工业数据上云。5G 低延时、高可靠、高速率的特性为 工厂提供全云化网络平台, 大量工业级数据依靠 5G 网络收藏并形成庞大数据库, 可在极短 时间内将设备信息上报。 同时 5G 帮助企业通过网络安全低成本地按需使用资源, 进行业务 管理,降低信息化建设成本,提高资源配置效率。 2.2 工厂内部:网络切片渗透工业生产各环节 5G 网络通过网络切片2提供适用于各种制造场景的解决方案,实现实时高效低能耗。 网络切片是指

36、借助 NFV、SDN 等技术将运营商的物理网络划分为多个虚拟网络,针对不同 场景的需求,每个虚拟网络体现不同的网络特点,比如低时延、高带宽、强安全性和可靠 性等。独立组网(SA)下,5G 网络可以利用切片技术保证按需分配网络资源,并可以针 对不同企业的产品需求进行细粒度切片。 NFV(网络虚拟化)和 SDN(软件定义网络)是网络切片实现的重要技术。在 NFV 技术下,核心网、接入网中专用设备的软硬件功能以虚拟机的方式装载到商用服务器上, 2 3GPP 定义:一个网络切片是一张逻辑网络,提供特定功能和特性。关键特征:可编排、可隔离,在统一底层物理设施基础上实 现多种网络服务,降低不同网络类型的建

37、网成本。 0.00% 2.00% 4.00% 6.00% 8.00% 10.00% 12.00% 中国移动某电信运营商中国联通 1616 行业深度 第 16 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 并使用这些服务器来取代传统的专用设备,原本的接入网被虚拟化成“边缘云”,而核心 网被虚拟化成“核心云”;同时使用 SDN 把实现网元功能的虚拟机编排、串联,在最终得 以实现不同场景的“切片”(见下图)。 图 13:5G 网络切片可以支持多业务、多场景的隔离和保护 资料来源:NGMN,申万宏源研究 对于工业企业而言,针对工业领域应用的痛点,网络切片主要体现三大功能:资源隔 离、功能定制、质量保障。 (1

38、)资源隔离保障了不同业务环节以及工厂内外部的数据安全与独立。除了传统的财 务等内部高价值数据之外,工业企业产生的海量生产数据也是辅助决策的重要资产。若通 过传统 4G 网络或工业以太网方式部署工厂内网络, 则数据将暴露在外部网络环境下, 除非 搭建硬件防火墙。 网络切片则从 SDN/NFV 的角度部署与外界环节隔离、 独立的网络环境, 保证了工业企业内部数据的安全。 (2)功能定制使得不同环节/场景的特定需求能够以低成本的方式得到满足。过去 4G 网络无论如何部署,每个业务单元对应的网络功能都是相同的。由于不同工业环节的网络 需求是不同的,切片技术则可以根据不同的业务特征,使 5G 的 eMM

39、B、uRLLC、mMTC 等场景可以分别独立地形成一个个“网络单元”,从而对应不同的业务需求,最终提升用 户体验和网络资源利用率。 (3)质量保障则意味着工业互联网在工厂内部的应用将高可靠。工业生产一般涵盖众 多工艺环节,若所有环节都串联在同一张网络上,那么网络异常将导致所有环节停滞。而 网络切片之间相互隔离,任何一个网络切片的拥塞、过载、配置的调整都不影响其它切片 的正常功能,以类似“容器”或“微模块”的方式实现工厂内网络可靠、灵活、可调整。 1717 行业深度 第 17 页 共 40 页 简单金融 成就梦想 表 2:eMBB、mMTC、uRLLC 将以网络切片的形式满足不同工业场景对网络的

40、需求 工业行业 场景举例 对应 5G 场景 eMBB mMTC uRLLC 轻工业 (1)设备之间信息化与数据化:实时监测、异常指标做出及时响应 (2)机器人之间相互通信以及机器人与设备间的互通协调,柔性制造 (3)远程维护:5G 低时延+AR (4)B2C 实时连接:用户个性化/大规模定制 工程机械 行业 (1)场内机械设备互联:实现机台的生产信息采集及机台互联 (2)生产过程管控:工业云-MES-相应设备 (3)立体仓库和物流运输系统:实现装配线及部装线所需物料的智能化暂存、拣选 及配盘功能,自动配送至工位,并实现车间工单管理、物料追溯、物料缺料超龄预警 (4)智能故障诊断及预测 (5)实

41、时数据采集:帮助制造产线实时了解整机工况、运行状态及运维保养情况 电子信息 行业 (1)智能环境及设备健康管理:对设备状态进行预测及灵敏监控报警,对重要参数 进行回调,减少设备停机造成的生产延误 (2)人机协同及柔性制造:通过边缘控制帮助客户连接控制平台,支持客户进行简 单的设计、调试和监控操作 (3)生产过程质量及品质异常处理:对全生产过程数据追溯,快速定位异常品分布, 采取追回或降级处理措施 (4)设备信息集中共享:打破工控机设备厂商数据接口格式不同导致的信息孤岛, 实现设备的现场业务数据信息集中共享 钢铁行业 (1)现场数据采集与共享 (2)轧机振动监测及抑振:采集振动信号至边缘服务器进行预警判断,并获取轧辊 信息,结合轧机振动的实时检测结果向控制系统发送控制命令抑制振动 (3)供应链上下游协同:消除场内制造与场外渠道在供应链上的盲区,同时转传统 “以产定销”为“以销定产”

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