5G時代工業云發展模式研究

劉 瑛

（中國移動通信集團廣東有限公司，廣東 廣州 510623）

1 工業云市場空間分析

1.1 市場空間評估

（1）國家及廣東政策推動工業互聯網發展進入窗口期。

國家政策推動工業互聯網縱深發展。早在2017年我國就明確大力發展工業互聯網，深入實施工業互聯網創新發展戰略。為貫徹落實指導意見，工信部接連出臺《關于推動工業互聯網加快發展的通知》《工業互聯網創新發展行動計劃（2021—2023年）》等政策，提出搭建面向重點行業和區域的特色型工業互聯網平臺，加快工業設備和業務系統上云上平臺，到2023年，工業企業及設備上云數量比2020年翻一番，打造70個行業區域特色平臺。系列政策為工業互聯網平臺建設、產業發展創造了良好環境。新基建浪潮下的工業互聯網，已經成為業界關注的焦點，進入快速成長期[1]。

廣東政策護航工業互聯網平臺建設。廣東省率先部署工業互聯網領域，省政府接連出臺《關于培育發展戰略性支柱產業集群和戰略性新興產業集群的意見》《廣東省推進新型基礎設施建設三年實施方案（2020—2022年）》、“上云上平臺”“新基建”產業集群等系列扶持政策，營造工業互聯網產業發展良好氛圍，推動5G、工業互聯網的落地與融合發展。同時，基于數據不出市、納稅管理和安全可靠等訴求，廣州、佛山、東莞、江門、梅州等多地政府在省級補貼政策的基礎上持續加碼，出臺配套支撐政策助力本地化工業互聯網平臺建設，推動工業互聯網項目落地，推進企業數字化、智能化轉型，未來三年仍是工業互聯網項目補貼紅利的重要窗口期。

（2）廣東省珠三角地區及高新工業領域的信息化需求旺盛。廣東省作為工業制造大省，工業企業數量在全國占比達13%，由于企業數量優勢和政策推動等因素影響，廣東省工業企業信息化支出能力強，工業云市場空間較大。2020年廣東省工業信息化支出近4 100億元[2-3]。

分地區看，珠三角為信息化支出高地，占比超8成，東翼發展潛力大。

廣東省超過83%的工業企業分布在珠三角區域，2020年珠三角9市（廣州、深圳、佛山、珠海、東莞、中山、惠州、江門、肇慶）工業信息化支出比重達80%～85%，信息化支出能力強。東翼4市（汕頭、潮州、揭陽、汕尾）擁有超8%的工業企業，工業信息化支出比重達5%～10%。隨著政策持續加碼，東翼4市的工業信息化支出將穩步提升，未來發展潛力大。西翼3市（湛江、茂名、陽江）和山區5市（韶關、梅州、清遠、河源、云?。┯捎诟鞣矫鏃l件有限，工業發展能力較差，信息化支出較少，西翼3市占比3%～5%，山區5市占比1%～3%。具體數據如圖1所示。

圖1 2020年廣東省分區域工業信息化支出比重

分行業看，高新工業信息化支出占比最大，細分行業中的電子信息與輕工紡織產業信息化支出高。

廣東省行業信息化需求主要集中在高新工業、重工業和輕工業。根據權威預測，高新工業企業信息化支出比重最大，占比40%～50%，重工業占比在30%～40%，輕工業占比25%～35%。由于信息化行業屬性要求，電子信息行業信息化支出能力強勁，占比近30%～40%。因企業數量以及中小企業上云補貼等因素影響，輕工紡織行業信息化支出比重也較高，占比20%～30%，如圖2所示。未來隨著廣東省培育發展戰略性支柱產業集群和戰略性新興產業集群政策推進，電子信息、先進材料、輕工紡織、生物醫藥等行業信息化支出將進一步擴大。

圖2 2020年廣東省分行業工業信息化支出比重

1.2 主要參與商分析

在政策驅動、市場空間吸引下，多方主體涌入廣東工業云市場，主要有云服務商和運營商。

其中，云服務商主要以建基地、搭平臺等方式加速涌入。以騰訊、華為、京東為代表，主要集中在佛山、東莞等企業集中、具備政策優勢的地市。例如，華為云在2020年8月，就開始打造華為云（東莞）工業互聯網創新中心，華為云通過搭建企業需求對接、應用孵化創新和企業服務平臺，助推當地企業轉型。2020年12月，騰訊云啟動佛山粵港澳大灣區工業互聯網基地，通過為用戶提供大數據產業洞察、輔助決策及招商引資等創新服務，打造工業互聯網生態園區。京東云也在佛山建設京東智聯云（佛山）數字經濟產業園，借助工業互聯網技術服務平臺，為用戶提供生產制造管理等五大主流解決方案。

運營商主要基于5G行業專網，通過成立5G創新實驗室、與龍頭合作打造標桿等方式在該市場展開布局。例如，2020年6月，廣東聯通沃云與美的合作打造全國5G+工業互聯網行業標桿，為美的園區開通5G工業專網，孵化上線多個5G工業應用，實現智能化生產。2020年7月，天翼云聯合美的、華為成立“5G聯合創新實驗室”，打造“5G+工業互聯網示范園區”。同時，天翼云基于美的工業互聯網示范園區，打造5G與云和AI的應用創新方案和測試平臺。

2 工業云需求分析

2.1 行業需求痛難點掃描

信息化浪潮下，當前廣東省工業信息化存在工業數據分散、政策傳遞不暢、區域供應鏈協同弱、設備聯網低、企業信息孤島、智能應用普及率低、企業對信息化發展缺乏明確規劃等痛點[4]。

（1）工業數據分散：工業數據分散于各企業，未打通產業集群、產業鏈上下游，需要云網融合的平臺統一管理。政府制定相關工業政策，缺少實時、準確的數據作抓手。

（2）政策傳遞不暢：政府服務缺乏相應的平臺實現政務公開，與企業間互動不通暢。在信息量爆炸的時代，企業缺乏權威、便捷業內新聞資訊渠道。

（3）區域供應鏈協同弱：區域不同類型企業互動少、供應鏈協同差。無統一標識，限制信息共享和產品溯源。

（4）設備聯網低、企業信息孤島：工業現場設備多、協議雜、聯網率低。企業內部系統孤立運行，系統數據無法融通，需要工業專網打通工廠內外網。

（5）智能應用普及率低：大部分中小企業IT信息化低，沒有智能應用。并且引入新應用成本投入較大、運行成本較高。

（6）企業對信息化發展缺乏明確規劃：企業期望改造升級但智能化改造能力有限。需要專業團隊進行診斷、咨詢，提供解決方案。

在特色集群層面上，根據廣東省十大產業集群調研，當前廣東省存在技術要求高、資金短缺、供應鏈管理困難等痛點。

（1）電子信息產業集群：產品質量要求高、生產管理效率低、急需數字化轉型。電子信息產業產品種類多、技術含量高、產品質量要求高、生產周期要求短、技術更新速度快。此外，還面臨設備管理精度不夠、不同產品間的生產排產切換慢、生產管理效率低、產品質量管控不夠等問題。

（2）輕工紡織產業集群：資金短缺，勞動力成本高。輕工紡織產業利潤率下降，勞動力成本大幅上升，企業資金緊張，高素質人力資源缺乏。

（3）汽車產業集群：汽車零部件供應鏈管理難度大。汽車產業存在對整車配套的快速響應能力不快，采購計劃準確度不高，現場生產管理難度大等供應鏈管理痛點。

此外，5G時代的到來，實現人與人、人與物、物與物之間的信息交流和操作上的互聯互通[5]，賦能工業信息化深入發展，工業企業上云對安全、時延、成本等方面提出了更高的新要求。一是要保障工業數據安全，實現實時動態監管；二是要實現海量數據的低時延處理與傳輸[6]；三是要滿足工業企業低成本數字化轉型需求。使得工業企業信息化發展的傳統模式弊端凸顯，亟需引入邊緣計算，搭建云邊協同架構，形成涵蓋工業邊緣云的全新工業生態體系。5G 低時延、高可靠、大帶寬的特性，感知泛在、連接泛在、智能泛在的特點，是構建網絡強國的基石，是促進兩化融合的先決條件，其對工業互聯網的影響不單單是網絡傳輸范圍擴大，網速的提升，其本質上包括基本網絡、業務類型、工業項目和眾多不可預測的區域，甚至可能會開辟新的工業互聯應用世界[7-8]，圖3為全新工業生態體系視圖。

圖3 全新工業生態體系視圖

2.2 行業需求特征分析

立足工業行業企業特點和業務需求，廣東省工業云聚焦工業行業監管與行業信息化，關注中心/區域/邊緣工業云三級需求，共細分監管運營、智能制造、智慧園區、智慧能源、智能監測、工業大數據、智能環保監測7大場景。

分層級及服務對象看，需求聚焦服務政府行業監管的中心工業云、服務產業集群的區域工業云以及服務企業的邊緣工業云。其中，中心工業云以監管運營為主要需求場景，區域工業云與邊緣工業云主要聚焦智能制造、智慧園區、智慧能源、智能監測、工業大數據、智能環保監測6大場景。

分行業及區域看，一類地市（廣州、深圳、東莞、佛山）以高新工業為主，二類地市（汕頭、珠海、惠州、中山、江門、湛江、茂名、揭陽）重工業相對更發達，三類地市（韶關、河源、梅州、汕尾、陽江、肇慶、清遠、潮州、云?。┰谳p工業，電子以及新材料領域需求旺盛。

（1）工業行業監管需求主要面向省級及各地市工信廳，范圍覆蓋全省。

（2）行業信息化需求按照高新工業、重工業、輕工業進行細分，其中，高新工業一類地市領頭跑，三類地市發力電子及新材料行業。具體地市產業布局為：5G終端制造、智能制造設備以深圳為主，電子信息制造以東莞、珠海、河源、汕尾、肇慶為主，先進材料以韶關為主。

（3）重工業以二類地市為核心區域，聚焦能源子行業。具體地市產業布局為：海上風電以汕頭為主，石油化工以惠州、湛江、茂名為主，電路板及電聲設備等機械制造以梅州為主，有色金屬以清遠為主。

（4）輕工業三類地市均有涉及，主要聚焦紡織、陶瓷及五金三大子行業。具體地市產業布局為：紡織服飾以廣州、揭陽為主，陶瓷行業以佛山、潮州為主，泛家居及智能家電聚焦中山，五金以江門、陽江、云浮為主。

分重點場景及需求特性看，監管運營場景聚焦數據歸集與分析，細分行業聚焦的6大場景則關注生產過程的智能管理、安全管理、設備管理以及環保監測預警等需求。

（1）行業監管以監管運營為重點場景，主要需求是行業數據匯聚及分析，服務政府決策。

（2）高新工業聚焦智能制造、智慧園區2大重點場景，其中智能制造主要聚焦生產全過程，訂單管理、智能質檢等需求，智慧園區則聚焦園區安全，車輛識別、園區監控及可視化等需求。

（3）重工業主要聚焦智慧能源、智能監測2大重點場景，智慧能源主要圍繞能源效率提升，能源生產調度、售電配網管理等需求，智能監測以設備遠程狀態監測和實時故障預警需求為主。

（4）輕工業則重點關注工業大數據、智能環保監測2大場景，其中工業大數據場景面向輕工業行業分散、小企業多的特點，以服務于中小企業的中心或區域級大數據平臺需求為主，智能環保監測則主要針對紡織等輕工業環境污染大，智能環保需求高的特征，服務于其生產過程的設備故障、環保數據智能化預警需求。

3 工業云架構及產品服務體系

3.1 工業云三級服務架構

工業互聯網服務域、應用域的功能離不開相關的平臺應用技術[9]。立足工業行業痛難點和業務需求，圍繞全新工業生態體系構建，未來廣東省工業云發展應具備中心工業云、區域工業云和邊緣工業云的三層架構，且層級間可通過5G網絡、城域網互聯，保證數據安全可控地傳輸，同時疊加屬地化資產和運維保障，高度符合當前政府產業集群及本地企業發展思路，如圖4所示。

圖4 工業云三級服務架構

（1）中心工業云。面向國家及省級政府：提供數字看板、工業大腦等數據駕駛艙，指導精準施策；引入區塊鏈和數據隱私保護技術，保證數據的透明、不可篡改、可回溯以及可見不可得。

面向跨省工業云管理中心：部署ECM（企業內容管理）系統，管理區域工業云和邊緣工業云節點和應用。

（2）區域工業云。面向地方政府：為地方政府主管部門實現工業企業數據匯聚，提升地方政府施策精準度。

面向產業集群：促進產業集群協同，包括為產業集群提供設計協同、研發協同、物流協同和供應鏈協同，提高產業協同效率；提供共享式UPF（用戶平面功能），時延小于20 ms，基本滿足5G典型應用場景，降低企業專網部署成本。

面向本地企業：提供中小企業賦能服務，為中小企業提供輕量級工業App，采用租戶方式，資源按需使用，數據安全隔離，服務保障，降低中小企業上云成本。

（3）邊緣工業云。面向龍頭企業：配合企業已經具備的成熟工業互聯網平臺，提供云網基礎設施服務及5G+工業互聯網應用等補充能力。

面向中小企業：推動MEC（邊緣計算）與企業既有IDC（互聯網數據中心）機房融合，實現客戶設備利舊；提供輕量化、標準化、快速部署經濟適用的云網一體化網關，以及輕量級工業互聯網應用。

3.2 產品能力體系

在工業云三級服務架構基礎上，廣東省還積極構建了完善的工業云產品能力體系。依托省內5G網絡、云網一體等資源優勢，以行業軟件服務化（SaaS）應用需求為抓手，以運營商自有/自研能力為主，引入整合第三方能力，為產業集群、中小企業及本地政府，構建邊云智能協同的創新平臺及應用服務體系，實現工業數據價值匯聚、促進產業集群協同創新、賦能政府和中小企業。工業云體系功能架構主要包括網絡、平臺和安全三部分內容，其中網絡是基礎，平臺是核心，安全是保障，而構建在工業云平臺之上的各類業務服務則是工業云產品的應用[10]，圖5為工業云產品能力體系視圖。

圖5 工業云產品能力體系視圖

4 展望

未來在政策與市場的合力助推下，工業企業數字化轉型加速發展，基于5G的廣東省工業云模式可廣泛應用于電力、鋼鐵、石化等重點行業，助力打造5G+智慧工廠、5G+智能電網、5G+智慧鋼廠、5G+智慧園區等5G+工業互聯網標桿示范項目，推動工業行業企業高質量發展，進一步提升廣東智能制造全國引領地位。