工业互联网市场分析报告.docx
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工业互联网市场分析报告
2
2020年工业互联网市场分析报告
2020年8月
1.工业互联网规模高速扩张,助力数字经济增长...............................................................5
2.5G直指工业互联网痛点,产业链多方协同快速布局......................................................8
2.15G+云网融合共促万物互联,新3C时代开启..........................................................8
2.25GR16标准冻结,为工业互联网注入新活力..........................................................8
2.35G网络确定性提升,解决工业互联网痛点,两者融合成必然趋势....................10
2.4工业互联网应用日益丰富,5G满足差异化需求....................................................11
2.5平台发展处于初期阶段,三大体系建设成效显著,政策、资金、运营商、产业链
多方协同....................................................................................................................................13
2.5.1美国工业互联网平台优势领先,中国系统化平台体系初步形成...............13
2.5.2平台应用广泛开展,国内外企业侧重不同...................................................14
2.5.3概念普及进入实践生根阶段,三大体系建设成效显著...............................15
2.5.4政策、资金、运营商、产业链多方协同,全面支持工业互联网加速发展16
2.6市场建议.....................................................................................................................20
3.分析提示.............................................................................................................................20
3
图表目录
图1:
工业互联网体系架构.......................................................................................................6
图2:
2017-2020年我国工业互联网产业经济总体情况.........................................................7
图3:
我国工业互联网核心产业增加值规模与增速...............................................................7
图4:
我国工业互联网融合带动的经济影响规模与增速.......................................................7
图5:
中国工业互联网市场规模及增速(亿元,%)............................................................7
图6:
2019-2024我国工业互联网市场规模预测(亿元).....................................................7
图7:
5GS中对TSN的支持.....................................................................................................10
图8:
中兴5G智能工厂应用示范场景................................................................................13
图9:
德国汉堡港5G应用示范场景....................................................................................13
图10:
国外工业互联网平台应用分布统计...........................................................................15
图11:
我国工业互联网平台应用分布统计...........................................................................15
图12:
2018-2019年我国工业互联网上市企业板块分布及市值.........................................17
图13:
工业互联网产业结构...................................................................................................19
图14:
工业互联网平台产业体系...........................................................................................19
表1:
整体5G标准时间表........................................................................................................9
表2:
R16重点内容....................................................................................................................9
表3:
5G确定性网络在3GPP中进展.....................................................................................11
表4:
5G+工业互联网八大应用..............................................................................................11
表5:
十大工业互联网平台.....................................................................................................14
表6:
工业互联网相关政策.....................................................................................................16
表7:
2020年4月工业互联网相关投融资项目....................................................................18
4
1.工业互联网规模高速扩张,助力数字经
济增长
网络、平台、安全是工业互联网的三大体系。
工业互联网是新一代ICT技术与制造业深
度融合的产物。
工业互联网以数据为核心要素实现全面连接,构建起全要素、全产业链、
全价值链融合的新制造体系和新产业生态。
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。
(1)网络是基础:
工业互联网网络是实现人、机器、车间、企业等主体以及设计、研发、
生产、管理、服务等产业链各环节的全要素泛在互联的基础,包括内网和外网。
目前,
工厂内网主要以有线网络接入为主,只有少量的无线技术被用于仪表数据的采集;在数
据转发方面,主要采用带宽较小的总线或10/100Mbps的以太网,通过单独布线或专用信
道来保障高可靠控制数据转发,大量的网络配置、管理、控制都靠人工完成,网络一旦
建成,调整、重组、改造的难度和成本都较高;工厂外网目前仍基于互联网建设为主,
有着多种接入方式,但网络转发仍以“尽力而为”的方式为主,无法向大量客户提供低
时延、高可靠、高灵活的转发服务。
同时,由于工业不同行业和领域信息化发展水平不
一,工业企业对工厂外网络的利用和业务开发程度也不尽相同,部分工业企业仅申请了
普通的互联网接入,部分工业企业的不同区域之间仍存在信息孤岛的现象。
(2)平台是核心:
按照功能层级划分,工业互联网平台包括边缘层、PaaS层和应用层三
个关键组成部分。
边缘层提供海量工业数据接入、数据预处理和边缘分析应用等功能。
工业数据接入:
包
括机器人、机床、高炉等工业设备数据接入能力,以及ERP、MES、WMS等信息系统数
据接入能力,实现对各类工业数据的大范围、深层次采集和连接;协议解析与数据预处
理:
将采集连接的各类多源异构数据进行格式统一和语义解析,并进行数据剔除、压缩、
缓存等操作后传输至云端;边缘分析应用:
重点是面向高实时应用场景,在边缘侧开展
实时分析与反馈控制,并提供边缘应用开发所需的资源调度、运行维护、开发调试等各
类功能。
PaaS层提供资源管理、工业数据与模型管理、工业建模分析和工业应用创新等功能。
IT
资源管理:
对系统资源进行调度和运维管理,并集成边云协同、大数据、人工智能、微
服务等各类框架,为上层业务功能实现提供支撑;工业数据与模型管理:
面向海量工业
数据提供数据治理、数据共享、数据可视化等服务,为上层建模分析提供高质量数据源;
工业建模分析:
应用科学建模方法实现工业数据价值的深度挖掘分析;工业应用创新,
集成CAD、CAE、ERP、MES等研发设计、生产管理、运营管理方面的成熟工具,采用
低代码开发、图形化编程等技术来降低开发门槛,支撑业务人员独立开展高效灵活的工
业应用创新。
应用层提供工业创新应用、开发者社区、应用商店、应用二次开发集成等功能。
比如:
构建各类工业APP应用解决方案,帮助企业实现提质降本增效;打造开放的线上社区,
吸引海量第三方开发者入驻平台开展应用创新;提供成熟工业APP的上架认证、展示分
发、交易计费等服务,支撑实现工业应用价值变现;对已有工业APP进行定制化改造,
以适配特定工业应用场景或是满足用户个性化需求。
5
(3)安全是保障:
工业互联网安全功能框架充分考虑了信息安全、功能安全和物理安全,
聚焦工业互联网安全所具备的主要特征,包括可靠性、保密性、完整性、可用性和隐私
和数据保护。
(4)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。
图1:
工业互联网体系架构
资料来源:
《工业互联网标准体系(版本2.0)》,研究所
工业互联网带动经济增长,促进就业,改善民生。
根据中国信通院,在总体规模上,2018
年我国工业互联网产业经济总体规模为1.42万亿,同比实际增长55.7%。
其中,工业互
联网核心产业增加值规模为4386亿元、工业互联网融合带动的经济影响规模为9808亿
元,分别同比增长30.1%和95.7%。
预计2020年,工业互联网产业经济总体规模约为3.1
万亿元,同比实际增长约为47.9%,工业互联网核心产业约为6520亿元,工业互联网融
合带动的经济影响约为2.49万亿元。
在经济增长上,工业互联网将成为国民经济中增长
最为活跃的领域之一。
一方面,2019年工业互联网产业经济总体规模占数字经济的5.9%,
对数字经济增长的贡献为15.6%,预计2020年,占比将达7.5%,对数字经济增长的贡献
将超过16%。
另一方面,2019年工业互联网产业经济总体规模占GDP比重为2.2%,对
经济增长的贡献为9.9%。
预计2020年,占比约为2.9%,对经济增长的贡献将超过11%。
在就业岗位上,工业互联网的发展推动工业互联网软件开发工程师、工业互联网架构师、
工业互联网系统工程师、工业网关技术支持工程师等相关岗位的需求。
2019年我国工业
互联网带动全社会新增就业岗位206万个,同比增长52.59%,2020年新增就业岗位将超
过255万个。
6
图2:
2017-2020年我国工业互联网产业经济总体情况
35000
58.0%
56.0%
54.0%
52.0%
50.0%
48.0%
46.0%
44.0%
42.0%
31370
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
55.7%
21315
14194
47.9%
47.3%
8383
2017
2018
工业互联网产业经济增加值规模(亿元)
资料来源:
中国信息通信研究院,研究所
2019E
2020E
同比增长(%)
图3:
我国工业互联网核心产业增加值规模与增速
图4:
我国工业互联网融合带动的经济影响规模与增速
6520
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
45.0%
40.0%
35.0%
30.0%
25.0%
20.0%
15.0%
10.0%
5.0%
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
120.0%
42.8%
24850
5361
100.0%
80.0%
60.0%
40.0%
20.0%
0.0%
95.7%
438630.1%
82.5%
15953
62.7%
3372
22.2%
21.6%
55.8%
9808
2018
5010
2017
0.0%
2017
2018
2019E
2020E
2019E
2020E
工业互联网核心产业增加值规模(亿元)
资料来源:
中国信息通信研究院,研究所
同比增长(%)
工业互联网融合带动的经济影响(亿元)
资料来源:
中国信息通信研究院,研究所
同比增长(%)
我国工业互联网行业市场规模发展迅速,发展成效卓著。
2018年,我国工业互联网行业
市场规模达到5313.04亿元,较上年同比增长13.71%。
预计到2023年,我国工业互联网
行业市场规模将会突破万亿,产业前景乐观。
图5:
中国工业互联网市场规模及增速(亿元,%)
图6:
2019-2024我国工业互联网市场规模预测(亿元)
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
14.0%
13.71%
14,000
12,000
10,000
8,000
6,000
4,000
2,000
-
5313.04
4672.41
13.39%
13.5%
13.0%
12.5%
12.0%
11.5%
11.0%
4120.69
3652.17
3256.58
12.83%
12.15%
2014
2015
2016
2017
增速
2018
市场规模
2019
2020
2021
2022
2023
2024
资料来源:
前瞻产业研究院,研究所
资料来源:
前瞻产业研究院,研究所
7
2.5G直指工业互联网痛点,产业链多方
协同快速布局
2.15G+云网融合共促万物互联,新3C时代开启
“5G+工业互联网”加快数字化、网络化、智能化发展,促进数字经济和实体经济融合。
一方面,5G是工业互联网的关键使能技术:
5G的高速率大带宽、低时延高可靠、大连
接广覆盖的特性可有效满足工业业务苛刻的安全性、传输时延及可靠性要求。
特别是在
工厂内网改造上,利用5G技术开展工业互联网内网改造将有效促进工业互联网内网无线
化、扁平化、IP化发展。
另一方面,工业领域是5G的主要应用场景:
“5G+工业互联网”
在垂直领域的融合应用将带动产业数字化扩张,在工业领域形成以智能化为中心的新组
织、新产品、新模式,实现社会生产全要素、全产业链、全价值链的重构升级,助力实
体经济数字化转型发展。
5G在工业领域的成功应用将为5G发展开辟更为广阔的市场空
间,有力拉动5G技术和产业进一步发展成熟,促进我国5G商用发展向更高水平迈进。
5G构建起万物互联的核心基础能力,5G+云网融合共促万物互联发展。
5G高带宽低时
延的特性将推动以5G为核心的泛在智能基础设施与实体经济深度融合,5G将逐步进入
各行业的生产环节,对资源配置、产品结构、生产效益,甚至运营模式等带来改变,将
进一步激活大量的云应用场景,如车联网、智能工厂、远程医疗等,而云计算依托5G技
术与产业深度融合,正在促使各行业发展方式发生巨变。
5G与云网融合共生共长、互补
互促。
一方面,5G网元云化部署需要丰富完善的光网资源和云/DC资源,构建基于MEC
的边缘云架构是5G网络全面云化的关键,云网融合是5G发展奠定坚实基础。
另一方面,
5G具有高速率、大容量、低时延以及核心网全面云化的特点,推动云网融合深度融合发
展。
例如在5G的应用场景mMTC(海量机器类通信)中,其海量大连接可对应物联网
等连接量较大的应用。
因此,5G与云计算必然相辅相成、协同发展。
5G推动传统3C向新3C转变。
5G推动传统的3C向新3C转变是5G为社会带来新价值
的核心体现。
传统的3C指的是计算机(Computer)、通讯(Communication)和消费电子
产品(ConsumerElectronic),利用数字信息技术实现三者信息资源的共享和互联互通满
足人们高效、灵活地应用各种数字设备,实现高效、便捷的工作和生活,集成电路与互
联网是其快速发展的基础。
而新3C指的是连接(Connection)、控制(Control)和融合
(Convergence)。
连接:
各个行业以及全社会的智能化发展基础是泛在连接带来的永远在
线,连接将变得极其重要;控制:
5G的通信交互将承载各种各样的控制信息,一切过去
被认为是控制的事情将可能是通信的一个应用,以此来实现远程手术、远程驾驶、远程
施工、工业自动化等等,控制上升为通信带来的一种新的价值和趋势;融合:
5G与各个
行业垂直领域产生的深度融合会催生许多新的业务、物种和业态,创造新的价值。
2.25GR16标准冻结,为工业互联网注入新活力
R16标准冻结,促进5G应用加速落地。
R16是3GPP制定的全球5G标准版本,R16标
准的冻结意味全球通信行业在5G相关技术上达成共识,未来将按照同一个标准生产产品。
5G标准按阶段进行:
Stage1是指从服务用户的角度来看,对整体服务描述。
Stage2是
逻辑分析,它设计了功能元素的抽象体系结构,信息在它们之间跨功能实体之间的参考
点传递。
Stage3是功能和协议的具体实现,该功能和协议出现在功能单元已映射到的物
8
理单元之间的物理接口上。
3GPPR16版本主要是对URLLC的支持,R16规范冻结时间
曾两次宣布延期,由原定的2019年12月推迟至今。
目前R16第三阶段完成,基本代表
了该协议版本的完结。
7月3日,国际标准组织3GPP宣布R16标准冻结。
表1:
整体5G标准时间表
发布版本
功能冻结(第三阶段完成)
2021-09-17(SA#93)
2020-06-19(SA#88)
2019-03-22(SA#83)
结束日期(协议稳定)
2021-12-17(SA#94)
2020-06-19(SA#88)
2019-06-07(SA#84)
Rel-17
Rel-16
Rel-15
资料来源:
5G通信,研究所
R16相对于R15在网络能力扩展和挖掘、降低运营成本以及应用场景等方面做了改进。
R15在制定过程中,力求以最快的速度产出“能用”的标准,满足了5G多方面的基本功
能。
而R16则实现从“能用”到“好用”,围绕“新能力拓展”、“已有能力挖掘”和“运
维降本增效”三方面进一步增强5G更好服务行业应用的能力。
在已有能力挖潜上,R16
在已定义的部分引入一些新特性,提升5G频谱利用效率,提高网络利用率,包括大规模
天线增强、载波聚合增强、切换技术增强等。
在新能力拓展上,R16支持更高要求的uRLLC
能力,赋予5G技术更多新性能和功能,能更好地服务工业互联网、车联网等行业的应用。
在降低运营成本上,5GR16引入基于无线数据自动化采集的自动化路测和网络运维技术
和针对大气波导现象远程基站干扰管理,大大地减少人工介入网络运维和优化的可能性,
有效的降低人工成本和运维成本。
此外,在应用场景上,国际电信联盟ITU为5G定义
了三大应用场景,即eMBB(增强型移动宽带)、mMTC(海量机器类通信)、uRLLC(超
可靠、低时延通信)。
R15主要基于eMBB场景,而R16除了eMBB之外,对uRLLC、
mMTC这两类重要的场景和能力均进行部署。
主要场景包括超可靠低延迟通信(uRLLC)
的增强、对垂直行业和LAN服务的支持、蜂窝物联网的支持与扩展、增强V2X支持、
5G定位和定位服务、UE无线功能信令优化、5G卫星接入、5G网络自动化架构的支持、
无线和有线融合增强、流媒体和广播、用户身份验证,多设备支持、增强网络切片、增
强无线NR功能等。
表2:
R16重点内容
垂直行业扩展
功能增强
uRLLC增强
5G+TSN
NPN
2-STEPRACH
IAB
移动性增强
5GLAN
5GV2X
NR-U
双连接和载波聚合增强
MIMO增强
UE节能
NR定位
资料来源:
电子工程专辑,研究所
R16多方面助力工业互联网实现99.9999%可靠性、最快5毫秒以内的端到端时延等特性。
首先,R16支持5G与TSN(TimeSensitiveNetwo
- 配套讲稿:
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