2020年工业互联网行业研究报告(国盛证券)
內容摘要
我國推動的工業互聯網是更加廣義的工業互聯網,不僅包括設備的聯網。其核心是提升我國工業能力和工業水平,是我國制造業轉型升級的重要推手和抓手。我們把工業互聯網分為六個層級,包括設備層、網絡層、平臺層、軟件層、應用層和安全層。
- 設備層:智能生產設備、生產現場智能終端、嵌入式軟件及工業數據中心
- 網絡層:工廠內部和外部的通信,包括以太網、5G 網絡和專網
- 平臺層:協同研發、協同制作、信息交易和數據集成等工業云平臺
- 軟件層:包括研發設計、信息管理和生產控制軟件,是幫助企業實現數字化價值的核心環節
- 應用層:垂直行業應用、流程應用及基于數據分析的應用
- 安全層:安全體系則透于以上各層中,為整個工業互聯網進行網絡安全保護, 是產業重要的支撐保障。
區別于市場的觀點:
結論:相比 2015 年,當前以 5G、云計算為主的底層信息基礎設施更加完善,互聯網進入下 半程后,互聯網巨頭也紛紛入場加速布局工業互聯網,工業軟件近年來實現了高速發展, 而傳統行業逐漸意識到數字化升級的重要性,主動轉型升級意愿明顯增強。整個產業從底層軟硬件到網絡設施趨于成熟,產業內企業主觀能動性增強,參與者愈發豐富,政策面頂層設計領航,加上科技戰大背景下國產替代和自主創新大趨勢,工業互聯網正迎來 又一次全新發展機遇。
從工業大國到工業強國,工業互聯網肩負重任。工業互聯網的價值不僅在于降低企業生產成本,更是為了平衡成本和質量以達到最優效果,轉型企業將獲得巨大收益。據通用 電氣發布的《工業互聯網:打破智慧與機器的邊界》,全球范圍內,若航空、發電、鐵路 等關鍵工業領域效率提升 1%,各領域在未來 15 年內均將節省上百億美元費用。
突破科技封鎖,工業互聯網將成科技創新重要武器。當前全球形勢風云變幻,逆全球化和保護主義興起,中美科技戰持續拉鋸,主要集中在 5G、芯片設計和集成電路等領域。為了實現自主可控和科技創新的科技內循環,必須在科技領域進行持續投入和扶持,工 業互聯網在其中將扮演重要角色,成為我國科技創新的重要武器,必將取得長足發展。
傳統制造業尚未全局發力,兩化水平提升空間大。截至 2018 年,我國智能制造就緒率已 由 2013 的 4.5%增長至 7.0%,智能制造推進體系初步形成,但智能制造就緒率仍不足 10%說明工業企業整體關鍵工序數控化、管控集成化、供產銷集成化能力依舊有待提高, 信息化與工業化的融合程度存在提升空間。從細分領域看,電子、汽車等制造業重點領 域 IT 投入位于前列,食品飲料、紡織等傳統行業 IT 投入強度明顯較低,細分領域數字 化轉型潛力無窮。
政策領航,開啟工業互聯網大時代。據中商產業研究院統計,2018 年我國新增工業互聯網相關支 持政策 6 條,2019 年新增 7 條,為產業鏈中設備層、網絡層、平臺層、軟件層和應用層 等各層級的建設提供全方位支持,營造了包容有序的發展環境。政策的持續出臺已有效 刺激工業互聯網的規模化投資,據青桐資本資本統計,2020 年上半年,工業互聯網共發 生 22 起融資,46 家投資機構入場。
內生需求+外部技術與政策驅動,我國工業物聯網責任在肩且愿景可期。工業企業面臨 的人口紅利消失、研發投入不足與產品急需升級換代、產能過剩三大難題亟需工業互聯 網破解,而政策與技術的逐步落地進一步加快工業互聯網發展。近年來,我國工業互聯 網市場規模增長迅速。2019 年中國工業互聯網規模達 6080 億,2015-2019 年每年增速 均超過 12%。據前瞻產業研究院測算,預計 2020 年規??蛇_ 6990 億,較 2015 年增長 近一倍。此外,2019 年我國工業互聯網下游滲透率僅 2.76%,具有較大的想象空間。
邊際變化一:5G R16 版本凍結,工業領域發展加速。7 月 3 日,3GPP TSG 第 88 次全體會議正式凍結 5G R16 標準。5G 的三個關鍵性能指標是更快的峰值速率(增強移動寬帶,eMBB)、連接數密度(大規模機器通信,mMTC) 和 更低的延遲(超可靠低延遲通信,URLLC)。R16 比R15則更側重于 URLLC,旨在擴展 5G 支持的功能并提高現有功能的效率。5G R16 標準的凍結, 標志著整個 5G 垂直行業應用的落地拓展進入新階段。
R16 版本 uRLLC 對于工業互聯網至關重要。智慧工廠、工業自動化等工業互聯網的熱門場景,大多是基于 uRLLC 等場景開展的試驗示范項目。面向工業互聯網應用,R16 標準引入新技術,支持 1 微秒同步精度、0.5~1 毫秒空口時延、“6 個 9”的可靠性和靈活的終端組管理,最快可實現 5 毫秒以內的端到端時延,具有更高的可靠性,提供支持工業級時間敏感(TSN)。而這些可以有效地滿足如工業 AR/VR、工業視覺檢測、工業云端機器人等工業場景的通信需求。除了“運動控制時延達到納秒級”等個別指標還達不到要求外,5G 性能已經可以滿足絕大多數工業場景,這也意味著“工業 5G 時代”將要到來。
5G 與工業互聯網融合,打造云邊端一體化工業大腦。
邊際變化二:公網專網優勢結合齊發力,助力構建極致工業互聯網。
企業在構建 5G 網絡時,可以基于 5G 公網,也可以通過國家分配的專用 5G 頻段,企業自建 5G 專網。從工信部 2020 年 3 月 24 日發布的《關于推動 5G 加快發展的通知》來看,對兩種形式都給予了支持,未來工業領域更有可能是二者互相結合互補, 針對不同場景采用不同方案,專網通信制式升級速度將加快,公網專網統一的可能性也 會更大。我國專網主要集中在軍工、鐵路和電網,未來在其他工業/垂直行業領域有望加速落地。
邊際變化三:云+邊+AI 有機結合,助力工業領域實現數字內循環。隨著移動互聯網的進一步成熟和流量的持續增長,云計算已建立起成熟的商業模式。邊緣計算作為云計算的補充,正被越來越多的接受。據IDC 預測,到2020年全球超過 50%的物聯網數據將在邊緣處理。
邊際變化四:物聯網及工業自動化領域取得長足進步。我國主導的 NB-IoT 正式納入 5G 標準,我國物聯網產業階段繼續高速前進。
邊際變化五:工業軟件迅猛發展,國產力量興起打好堅實基礎。工業軟件市場規模大,我國市場持續高速增長。根據 Gartner 的數據,2018 年全球工業 軟件市場規模達到 3893 億美元,同比增長 5.19%。根據工信部數據,我國工業軟件市 場規模持續高速增長,在 2019 年市場規模達到 1720 億元,整體市場空間不斷擴大。從 工業軟件的市場規模可以看出,整個行業需求旺盛,成長動力足。
邊際變化六:北斗+衛星互聯網構建天地一體化信息網絡,為工業領域提供更多可能性。與其他三個全球定位系統相比,北斗是唯一采用三種軌道搭配的星座,可以保持對全球范圍內任意一點的穩定覆蓋,在任意時間、任意地點觀測到 6 顆星以上,而在亞太地區幾乎可以永久保持 至少 12 顆衛星可見,大幅提高該區域定位精度,在配合地面建設的增強基站情況下, 分米乃至厘米級定位均能實現。根據《北斗衛星導航系統建設與發展》,北斗三號空間信號用戶測距誤差預計達到 0.5 米,系統定位精度將達到 2.5 米 5 米,北斗特色 RDSS服務容量提高10倍,用戶發射功率降低至 1/10,并支持多種終端設備。
總結
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