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),形成評估結果。既可以為企業(yè)在應用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,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,其廣連接、大帶寬、高可靠的技術能力能夠與工業(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,以網(wǎng)絡化、智能化為核心,實現(xiàn)信息流、物流、資金流、業(yè)務流、價值流有機的統(tǒng)一和集成,能夠實現(xiàn)靈活響應、快速反應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網(wǎng)絡拓展了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用場景。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎是通信基礎網(wǎng)絡,5G作為新一代通信技術網(wǎng)絡對于工廠無線通訊發(fā)揮著重要作用,5G與Wi-Fi、有線的關系是基于工業(yè)場景互補融合關系,而不是替代關系。例如在工廠AGV物流、AR遠程輔助指導、機器人自動化、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、異構網(wǎng)絡融合等核心痛點。5G技術亦可以賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),在設備遠程維護、設備實時數(shù)據(jù)采集、工廠設備遠程管理、機器視覺產(chǎn)品檢測、多方協(xié)同等領域能夠很好地發(fā)揮5G技術優(yōu)勢,有效的推動現(xiàn)有工廠實現(xiàn)智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制及服務化延伸等應用。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面的應用現(xiàn)處于標桿打造階段。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)絡部署成本相對較高,工廠客戶建設負擔大。

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),形成評估結果。這既可以為企業(yè)在應用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,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)的核心關注領域,提出了設備層面、應用層面與效益層面三大核心層次,面向工業(yè)企業(yè)提煉總結了10大核心能力,依據(jù)能力制定了相對完整的評估指標與模型。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,白皮書當中也會對調(diào)研評估的模型數(shù)據(jù)進行詳實論述與分析。

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家都因為應用層面分數(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)標桿項目打造進展較順利,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,擁有完備的基礎設施和豐富的應用能力,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設施,并開展了多項應用探索,并取得了一定收益。

22．2%企業(yè)處于L3級。這類企業(yè)處于基礎設施搭建較為完善,正展開一些應用探索的階段,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設施的階段,同時開始了少數(shù)重點應用項目的探索,整體尚未有較明顯的效益或者效益集中在個別應用方面。

16．7%企業(yè)處于L1級。這類企業(yè)剛開始建設5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎設施,應用探索少,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)展評估模型包含設施層面、應用層面和效益層面三大核心要素。

設施層面

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

設施層面評級分析(單位:%)

應用層面

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

應用層面評級分析(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)設施部署已較完善,及少數(shù)企業(yè)網(wǎng)絡覆蓋、5G連接剛剛起步,因此評分的極差大。應用層面發(fā)展水平集中,整體偏落后,大多集中在L1和L2級,數(shù)據(jù)極差和樣本標準差都是三大核心層面中最小的。個別頭部企業(yè)憑借完善的設施部署,快速開啟了各應用場景的探索。效益層面發(fā)展水平集中度低,數(shù)據(jù)樣本標準差最大,主要因為部分類型工業(yè)企業(yè)還未找到最適合的應用方向,導致效益不彰,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,隨著設施和應用的成熟,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,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)進展快,5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已達到較好水平,但多數(shù)企業(yè)仍處于較初級水平,設施建設不完善,應用探索滯后。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的多場景應用

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)應用。企業(yè)在研發(fā)設計環(huán)節(jié),基于5G網(wǎng)絡,結合VR/AR技術,實現(xiàn)虛擬的、多方的遠程協(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)絡環(huán)境下,展開精準遠程控制,云端機器人、AVG使用,物料實時調(diào)配等。在運維服務方面,高清視頻實時監(jiān)控、無人巡檢等也成為保障高價值、高貢獻設備和確保良好生產(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)控和機器視覺的應用和探索,這兩類視覺相關的能力是當前應用最廣的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能力,這主要得益于5G網(wǎng)絡的大帶寬和低時延特性,以及AI算法的進步。排在第三位的是遠程控制能力,有61．1%企業(yè)在做相關應用探索,但是在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中,由于環(huán)境復雜、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)技術應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)絡目前在工業(yè)控制環(huán)節(jié)的應用率低,主要因為對于全年開機數(shù)千小時,停機損失極大的大型工業(yè)企業(yè)來說,5G當前99．99%的可靠性仍然需要提高。此外,當前許多工業(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)絡能力的提升作為基礎。

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,這主要因為當前5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用市場的商業(yè)模式尚不清晰,有意投入建設的企業(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在工廠中應用的資費標準至今并不明確。工廠場景5G應用產(chǎn)生的流量巨大,如果按照現(xiàn)行標準流量費來收取,工業(yè)企業(yè)很難負擔,而如果收費標準過低,運營商將面臨網(wǎng)絡建設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)投入的預算金額,沒有明確金額的企業(yè)僅為27．8%。