物聯(lián)網(wǎng)智庫 原創(chuàng)

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物聯(lián)網(wǎng)智庫開展了5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展水平評估,通過向工業(yè)企業(yè)調(diào)研,采集信息和數(shù)據(jù),形成評估結(jié)果。既可以為企業(yè)在應(yīng)用5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時提供方向性的建議,也可以為外部觀察者提供量化參考指標(biāo),并最終以《5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展評估白皮書》的形式呈現(xiàn)。

5G作為新一代通信技術(shù),其廣連接、大帶寬、高可靠的技術(shù)能力能夠與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度融合,以滿足工業(yè)生產(chǎn)個性化定制、柔性制造等需求。5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以信息化為基礎(chǔ),以網(wǎng)絡(luò)化、智能化為核心,實現(xiàn)信息流、物流、資金流、業(yè)務(wù)流、價值流有機(jī)的統(tǒng)一和集成,能夠?qū)崿F(xiàn)靈活響應(yīng)、快速反應(yīng)特性的全盤解決方案。

在5G賦能之下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是傳統(tǒng)制造企業(yè)升級智慧化工廠的核心發(fā)展路徑,5G作為新一代通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)拓展了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)是通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),5G作為新一代通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)對于工廠無線通訊發(fā)揮著重要作用,5G與Wi-Fi、有線的關(guān)系是基于工業(yè)場景互補(bǔ)融合關(guān)系,而不是替代關(guān)系。例如在工廠AGV物流、AR遠(yuǎn)程輔助指導(dǎo)、機(jī)器人自動化、無人叉車等有線部署難、連接數(shù)要求高的移動場景,5G擁有巨大優(yōu)勢。

5G賦予了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更多場景落地的有效性,例如5G+MEC邊緣智能可以很好地解決工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)隱私安全、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合等核心痛點。5G技術(shù)亦可以賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),在設(shè)備遠(yuǎn)程維護(hù)、設(shè)備實時數(shù)據(jù)采集、工廠設(shè)備遠(yuǎn)程管理、機(jī)器視覺產(chǎn)品檢測、多方協(xié)同等領(lǐng)域能夠很好地發(fā)揮5G技術(shù)優(yōu)勢,有效的推動現(xiàn)有工廠實現(xiàn)智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制及服務(wù)化延伸等應(yīng)用。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用現(xiàn)處于標(biāo)桿打造階段。一方面,5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)存制造廠商自有網(wǎng)絡(luò)融合難度較高;另一方面,5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)尚未成熟,相關(guān)產(chǎn)品及解決方案仍需要完善,現(xiàn)有5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部署成本相對較高,工廠客戶建設(shè)負(fù)擔(dān)大。

值此背景之下,物聯(lián)網(wǎng)智庫開展了5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展水平評估,通過向工業(yè)企業(yè)調(diào)研,采集信息和數(shù)據(jù),形成評估結(jié)果。這既可以為企業(yè)在應(yīng)用5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時提供一個方向性的建議,也可以為外部觀察者提供量化參考指標(biāo),并最終以《5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展評估白皮書》的形式呈現(xiàn)。

這部白皮書依照工業(yè)企業(yè)在部署使用5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心關(guān)注領(lǐng)域,提出了設(shè)備層面、應(yīng)用層面與效益層面三大核心層次,面向工業(yè)企業(yè)提煉總結(jié)了10大核心能力,依據(jù)能力制定了相對完整的評估指標(biāo)與模型。5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成熟度評估項目已經(jīng)邀請數(shù)十家企業(yè)參與討論、調(diào)研、評估驗證,白皮書當(dāng)中也會對調(diào)研評估的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行詳實論述與分析。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展尚處萌芽期

本次5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展評估項目,主要通過邀請工業(yè)企業(yè)填寫問卷的形式開展調(diào)研。調(diào)研回收有效調(diào)研問卷18份。提供有效調(diào)研問卷的18家企業(yè)中,有10家離散類工業(yè)企業(yè),8家流程類工業(yè)企業(yè)。

從整體評級來看,18份有效調(diào)研樣本中,L5級企業(yè)0家,L4級企業(yè)2家,L3級企業(yè)4家,L2級企業(yè)9家,L1級企業(yè)3家。由于單項能力評分較低而降級的企業(yè)共3家,其中2家為L3降至L2,1家為L2降至L1,3家都因為應(yīng)用層面分?jǐn)?shù)偏低而降級。

企業(yè)整體發(fā)展評級呈正偏態(tài)分布,多數(shù)企業(yè)集中在L2級,右長尾主要是少數(shù)頭部企業(yè)達(dá)到較高發(fā)展水平。整體來看,5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展尚處于早期,成熟度偏低。但由于5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)桿項目打造進(jìn)展較順利,有部分頭部企業(yè)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展水平較高,達(dá)到L4。

2020年5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體能力發(fā)展評級分布(單位:家)

目前,沒有企業(yè)達(dá)到L5級。L5級企業(yè)的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成熟,擁有完備的基礎(chǔ)設(shè)施和豐富的應(yīng)用能力,并取得了較為明顯的效益。

11．1%企業(yè)處于L4級。這類企業(yè)通常已具備完善的基礎(chǔ)設(shè)施,并開展了多項應(yīng)用探索,并取得了一定收益。

22．2%企業(yè)處于L3級。這類企業(yè)處于基礎(chǔ)設(shè)施搭建較為完善,正展開一些應(yīng)用探索的階段,效益開始有所體現(xiàn)。

50%企業(yè)處于L2級。這類企業(yè)正處于不斷完善基礎(chǔ)設(shè)施的階段,同時開始了少數(shù)重點應(yīng)用項目的探索,整體尚未有較明顯的效益或者效益集中在個別應(yīng)用方面。

16．7%企業(yè)處于L1級。這類企業(yè)剛開始建設(shè)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,應(yīng)用探索少,整體效益不明顯。

2020年5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展評級分布(單位:%)

2020年5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體能力評分情況(非評級)

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展評估模型包含設(shè)施層面、應(yīng)用層面和效益層面三大核心要素。

設(shè)施層面

44．4%的企業(yè)在設(shè)施層面處于L3級。L2和L3級企業(yè)合計占比72．2%,是當(dāng)前工業(yè)企業(yè)主要所處的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施建設(shè)水平。L1和L5企業(yè)占比都為11．1%�？傮w來看,企業(yè)當(dāng)前的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施建設(shè)水平正處于已達(dá)到部分可用水平,并逐步完善的階段。

設(shè)施層面評級分析(單位:%)

應(yīng)用層面

處于應(yīng)用層面L1和L2的企業(yè)都為38．9%,合計77．8%的企業(yè)在應(yīng)用層面處于較初級的水平。同時,目前沒有企業(yè)在應(yīng)用層面的發(fā)展水平達(dá)到L5。因此,應(yīng)用層面的探索整體滯后于設(shè)施層面,處于初期。

應(yīng)用層面評級分析(單位:%)

效益層面

目前,企業(yè)在效益層面的發(fā)展水平相對均衡,但總體偏低。有16．7%的企業(yè)已達(dá)到L5級,但是處于L3、L2、L1級的企業(yè)分別占比27．8%、33．3%、22．2%。

效益層面評級分析(單位:%)

整體來看,各企業(yè)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施層面發(fā)展水平分布相對集中,多數(shù)集中在L2和L3級,僅有少數(shù)頭部企業(yè)設(shè)施部署已較完善,及少數(shù)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、5G連接剛剛起步,因此評分的極差大。應(yīng)用層面發(fā)展水平集中,整體偏落后,大多集中在L1和L2級,數(shù)據(jù)極差和樣本標(biāo)準(zhǔn)差都是三大核心層面中最小的。個別頭部企業(yè)憑借完善的設(shè)施部署,快速開啟了各應(yīng)用場景的探索。效益層面發(fā)展水平集中度低,數(shù)據(jù)樣本標(biāo)準(zhǔn)差最大,主要因為部分類型工業(yè)企業(yè)還未找到最適合的應(yīng)用方向,導(dǎo)致效益不彰,而在部分工業(yè)場景卻效果顯著。同時,大多企業(yè)在5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)效益層面的發(fā)展水平還處于L2和L3,提升空間較大。未來,隨著設(shè)施和應(yīng)用的成熟,整體效益將更加顯著。

單項能力發(fā)展水平評級分布

此外,本次調(diào)研還針對5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在離散型工業(yè)和流程型工業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了分析。

離散型工業(yè)和流程型工業(yè)的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方面有明顯差異。整體來看,離散工業(yè)的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展水平兩級分化較嚴(yán)重,流程工業(yè)企業(yè)則相對集中。

流程工業(yè)企業(yè)的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展水平較為集中,87．5%的企業(yè)集中在L2和L3級,12．5%企業(yè)處于L1級,沒有企業(yè)達(dá)到L4級。流程工業(yè)企業(yè)的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)探索穩(wěn)步推進(jìn),但相對保守。

離散工業(yè)的發(fā)展水平呈現(xiàn)出兩極分化,少數(shù)企業(yè)達(dá)到L4,但僅有一家企業(yè)處于L3,50%企業(yè)仍集中在L2。頭部離散工業(yè)企業(yè)進(jìn)展快,5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已達(dá)到較好水平,但多數(shù)企業(yè)仍處于較初級水平,設(shè)施建設(shè)不完善,應(yīng)用探索滯后。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的多場景應(yīng)用

目前工業(yè)企業(yè)已在實際工業(yè)場景中探索出多項5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。企業(yè)在研發(fā)設(shè)計環(huán)節(jié),基于5G網(wǎng)絡(luò),結(jié)合VR/AR技術(shù),實現(xiàn)虛擬的、多方的遠(yuǎn)程協(xié)同,以及幫助解決實時的工業(yè)制造問題。在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),在低時延網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,展開精準(zhǔn)遠(yuǎn)程控制,云端機(jī)器人、AVG使用,物料實時調(diào)配等。在運(yùn)維服務(wù)方面,高清視頻實時監(jiān)控、無人巡檢等也成為保障高價值、高貢獻(xiàn)設(shè)備和確保良好生產(chǎn)環(huán)境的重要能力。

在提供有效調(diào)研的18家企業(yè)中,分別有83．3%和66．7%的企業(yè)正在做實時監(jiān)控和機(jī)器視覺的應(yīng)用和探索,這兩類視覺相關(guān)的能力是當(dāng)前應(yīng)用最廣的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能力,這主要得益于5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬和低時延特性,以及AI算法的進(jìn)步。排在第三位的是遠(yuǎn)程控制能力,有61．1%企業(yè)在做相關(guān)應(yīng)用探索,但是在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中,由于環(huán)境復(fù)雜、出錯成本高等因素,返控和實施控制仍非常困難。

主要5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用場景的已使用企業(yè)數(shù)量(單位:家)

經(jīng)調(diào)研,已有或有規(guī)劃開展產(chǎn)線工業(yè)控制系統(tǒng)(PLC/DCS)通過5G網(wǎng)絡(luò)云化部署的企業(yè)僅有50%。有所部署的企業(yè)部署率多數(shù)在20%以下,部署率超過20%的企業(yè)僅有11．1%。5G網(wǎng)絡(luò)目前在工業(yè)控制環(huán)節(jié)的應(yīng)用率低,主要因為對于全年開機(jī)數(shù)千小時,停機(jī)損失極大的大型工業(yè)企業(yè)來說,5G當(dāng)前99．99%的可靠性仍然需要提高。此外,當(dāng)前許多工業(yè)場景對PLC控制的時延要求是不超過8毫秒,然而目前大部分5G網(wǎng)絡(luò)時延仍在20毫秒以上。因此,5G在工業(yè)控制方面的使用仍需要5G網(wǎng)絡(luò)能力的提升作為基礎(chǔ)。

被調(diào)研企業(yè)中,所有企業(yè)都表示有5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的投入規(guī)劃,但50%的企業(yè)表示投入金額不定,這主要因為當(dāng)前5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場的商業(yè)模式尚不清晰,有意投入建設(shè)的企業(yè)并不能很好的把握投入規(guī)模和節(jié)奏。典型的問題是5G在工廠中應(yīng)用的資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)至今并不明確。工廠場景5G應(yīng)用產(chǎn)生的流量巨大,如果按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)流量費(fèi)來收取,工業(yè)企業(yè)很難負(fù)擔(dān),而如果收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)過低,運(yùn)營商將面臨網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投入回收周期過長的窘境。相比之下,所有企業(yè)都表示有明確的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)投入的預(yù)算金額,沒有明確金額的企業(yè)僅為27．8%。