搜索
5G杀手锏应用，工业互联网全景解构证券分析师：刘洋A0230513050006研究支持：朱型檑/唐宗其/雷蕾2019.7.102019下半年5G应用行业投资策略主要内容1.工业互联网，智能制造的核心基础2.工业互联网架构体系与5G应用解构3.工业互联网产业链全景解构及投资标的2工业互联网，生产资料与生产关系的革命性变化工业互联网，数据、互联等新生产资料与生产关系的革命性变化。•石油、煤炭等矿藏实际是数十亿年太阳能量的积累与转化，并在自然界循环，工业数据也类似。•工业互联网下，来自工艺环节的数据在网络空间汇集、处理、沉淀，最终又在工艺环节体现价值。与蒸汽时代、电力时代的技术革命相仿，数据将成为工业企业的重要生产资料，而通信技术则将成为重要的生产工具。工业互联网是第三次技术革命的重要生产关系体现资料来源：前瞻产业研究院，申万宏源研究工业互联网的三大体系：网络、平台和安全工业互联网，物联网、大数据、人工智能等新兴科技融合应用与工业领域的产物，是实现工业互通互融、数据资源有效利用以及企业上下游协同制造的基础设施。工业互联网包括三大体系：网络、平台和安全。•网络是工业互联的基础；•平台是工业互联的核心；•安全是网络与平台的保障。网络、平台和安全是工业互联网的重要体系组成资料来源：工业互联网产业联盟，申万宏源研究替代传统工业通信解决工业互联网痛点5G通信标准满足工业通信实时性、稳定性需求，推动了工业技术的创新浪潮。•目前工业领域传统的设备通讯方式是现场总线与工业以太网。现场总线存在通信能力差、距离短、抗干扰能力较差等问题，且传输存在延迟。工业以太网作为一种随机网络，其通信不确定的特点难以实施高速的稳定传输。•5G具有高速率、低延时、高容量的特性，满足工业数据传递实时性与稳定性的要求，是工业互联网重要的业务支撑。5G为工业互联网提供重要的技术支撑资料来源：电子发烧友，申万宏源研究工业互联网，智能制造的核心基础工业互联网是智能制造的必经之路，工业互联网解决现代工业生产痛点：•成本需求：帮助工业企业持续降低成本。•传输需求：满足工业流程通信传输需求。•产业链：协同产业链各环节，优化生产制造新模式。资料来源：IBM《工业互联网：打破智慧与机器的边界》，申万宏源研究工业互联网各环节协同，形成生产制造新模式工业互联网带来的工业企业成本边际改善极其显著资料来源：IBM《工业互联网：打破智慧与机器的边界》，申万宏源研究国家战略规划明确指引，推动百万工业企业上云。工信部指导，省一级工业互联网平台陆续成立。2016201720182019•5月，国务院发布《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》•7月，工信部、国家发改委、中国工程院联合发布《发展服务型制造专项行动指南》•10月，工信部发布《信息化和工业化融合发展规划（2016-2020年）》•12月，工信部、财政部联合发布《智能制造发展规划（2016-2020年）》•1月，工信部发布《信息产业发展指南》•4月，科技部发布《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》•11月，国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》•2月，国家制造强国建设领导小组发布通知，设立工业互联网专项工作组•6月，工信部发布《工业互联网发展行动计划(2018-2020年)》和《工业互联网专项工作组2018年工作计划》•7月，工信部发布《工业互联网平台建设及推广指南》《工业互联网平台评价方法》•2月，工信部发布《关于加强工业互联网安全工作的指导意见》•4月，工信部组织召开2018年工业互联网创新发展工程项目进展情况研讨会•6月，工信部印发《工业互联网专项工作组2019年工作计划》1.4工业互联网，智能制造的核心基础主要内容1.工业互联网，智能制造的核心基础2.工业互联网架构体系与5G应用解构3.工业互联网产业链全景解构及投资标的8工业互联网架构体系：场景、主体与优化闭环两大场景：工厂内和工厂外。三个主体：工业制造企业、工业服务企业、互联网服务企业三个维度：网络、平台、安全三个优化闭环：面向机器设备运行优化的闭环，面向生产运营优化的闭环，面向企业协同、用户交互、产品服务优化的闭环。工业互联网全景流程资料来源：申万宏源研究工厂外部：5G实现泛在广覆盖、灵活高可靠的传输工厂外网络基于互联网，但过去已有的网络基础设施无法完全满足工业互联网业务发展需求。•具体而言：工业互联网所需的高可靠、低时延、广覆盖、大带宽、可定制等要求难以同时满足；对长尾的中小工业企业而言，信息服务（专线）成本高昂、难以承担。5G网络实现工厂外，传输网层面的泛在、灵活定义、高质量带宽，接入网层面广覆盖、低时延、高可靠等要求，•传输网：泛在、高质量宽带接入为目标，对公众互联网/高性能专网进行升级改造和建设，具体技术包括SDN、NFV（5G网络核心趋势之一）等。•接入网：主要体现为新型无线网络（NB-IoT、5G）的升级与建设。例如：①利用NB-IoT等低功耗广域网（LPWAN）技术，建设满足工业互联网海量设备接入高密度、低时延需求的蜂窝网；②通过5G技术实现工业互联网接入。工厂外部：IPv6满足工业设备地址的爆发需求工业领域IPv6部署是工厂外网络的另一重要演进方向，•全球联网终端总量爆发，IPv4地址分配接近极限。与IPv4相比，IPv6把IP地址的数量级从2的32次方扩展至2的128次方，足以满足5G、物联网、自动驾驶等联网设备对独立IP地址的需求。IPv6是满足工业互联网发展海量地址需求的必然选择。全球互联网正处向IPv6演进过渡的关键时期，我国IPv6普及率提升空间大。•信通院统计，在网络设备中，三层交换机、边际路由器、核心路由器、宽带网络接入服务器的IPv6支持率平均在70.4%，但边缘路由器支持率仅48.6%。若考虑工业领域存量规模庞大的较陈旧设备，当前仍有海量设备并不完全支持IPv6。工信部明确IPv6部署行动计划。•工信部2017年《计划》要求所有移动终端厂商设备出厂要默认支持双栈；到2018年末完成北京、上海、广州、郑州和成都的骨干直联点IPv6改造；三大运营商及国家超算中心等的IDCIPv6改造；阿里、腾讯、金山等CDNIPv6改造；到2020年底，IPv6活跃用户数超5亿，占比超50％，新增网络地址不允许私用IPv4。2018年我国三大运营商IPv6普及率均不足10%资料来源：国家下一代互联网产业技术创新战略联盟，申万宏源研究0%2%4%6%8%10%12%中国移动某电信运营商中国联通IPv6普及率工厂外部：5G加速工业企业上云5G协助工业互联网工厂外网络实现产业链的泛在链接。•5G网络由于其特性可以用于构建工厂内外的人和机器的全方位信息接入系统，最终实现泛在接入。•工厂之间可以利用5G网络完成相互的数据共享，同一个生产商的不同生产工厂也可以实现在不同空间内的连接互通。•工业服务企业也可以在生产过程中及时切入产品设计环节，及时更改生产中出现的错误，对生产数据进行监控。•终端使用者则可以跨空间地查询生产信息和产品状态。5G推动企业工业数据上云。•5G低延时、高可靠、高速率的特性为工厂提供全云化网络平台，大量工业级数据依靠5G网络收藏并形成庞大数据库，可在极短时间内将设备信息上报。•帮助企业通过网络安全低成本地按需使用资源，进行业务管理，降低信息化建设成本，提高资源配置效率。工厂内部：网络切片渗透工业生产环节5G网络通过网络切片提供适用于各种制造场景的解决方案，实现实时高效低能耗。•网络切片是指借助NFV、SDN等技术将运营商的物理网络划分为多个虚拟网络，针对不同场景的需求，每个虚拟网络体现不同的网络特点，比如低时延、高带宽、强安全性和可靠性等。3GPP定义：一个网络切片是一张逻辑网络，提供特定功能和特性。关键特征：可编排、可隔离，在统一底层物理设施基础上实现多种网络服务，降低不同网络类型的建网成本。•独立组网（SA）下，5G网络可以利用切片技术保证按需分配网络资源，并可以针对不同企业的产品需求进行细粒度切片。5G网络切片可以支持多业务、多场景的隔离和保护资料来源：NGMN，申万宏源研究工厂内部：网络切片渗透工业生产环节对于工业企业而言，针对工业领域应用的痛点，网络切片主要体现三大功能：•资源隔离保障了不同业务环节以及工厂内外部的数据安全与独立；功能定制使得不同环节/场景的特定需求能够以低成本的方式得到满足；质量保障则意味着工业互联网在工厂内部的应用将高可靠。对于运营商而言，过去流量经营的红利见顶，未来向切片经营演进不可避免。随着5G产业链的成熟，切片经营将成为运营商新的盈利增量。5G网络切片在B端深度应用将拓宽运营商盈利能力资料来源：申万宏源研究工厂内部：网络切片渗透工业生产环节当前切片的端到端标识已经定义（S-NSSAI），网络切片的可扩展性（8位切片类型+24位实例ID）可以充分支撑切片服务众多行业3GPP标准已经定义eMMB、uRLLC、mIoT、V2X四类切片，基本功能已完成实验室测试，目前已开展外场测试。•eMBB切片将首先部署，高价值uRLLC场景将于2020-2022年试点，并逐步商用。5G网络切片部署节奏明确，预计2020-2022年工业互联网的uRLLC场景将开始试点资料来源：中兴通讯5G网络切片峰会，申万宏源研究工厂内部：网络切片渗透工业生产环节未来网络切片将成为5G在B端的重要应用形式。5G网络切片在B端具备极大应用潜力资料来源：中兴通讯5G网络切片峰会，申万宏源研究在工业互联网的延伸重点标识解析体系是工业互联网的关键神经系统，是网络实现互联互通的关键基础设施。标识解析体系分为标识、标识服务与标识管理三要素。各工业企业通过标识解析对产品进行周期性管理，建立追溯机制。标识解析体系是工业互联网的关键神经系统•从纵向集成来看，打通智能设备与工厂，进行底层数据的规模化采集与系统间共享；从横向集成来看，大型企业链接上下游企业利用标识解析按需查询数据，中小型企业可以横向连接成平台，利用标识解析按需地共享数据；从端到端集成来看，打通设计、制造、物流、使用的全生命周期实现真正的全生命周期管理。资料来源：工业互联网产业联盟，申万宏源研究主要内容1.工业互联网，智能制造的核心基础2.工业互联网架构体系与5G应用解构3.工业互联网产业链全景解构及投资标的18四层次划分，工业互联网产业格局已明确工业互联网产业划分为边缘控制、网络连接、平台汇聚、数据应用四个层次。工业互联网产业链梳理资料来源：申万宏源研究边缘控制层：算力下沉带动集成化通信模组渗透边缘控制层的实体主要包含工厂内部实现智能制造的机床、传感器、工业机器人等各类现场设备。资料来源：申万宏源研究边缘控制层主要环节包括传感识别、MCU、工业机器人、无线模组等•一方面可借助传统的工业控制和连接设备，实现平台对底层数据的直接集成；•一方面可利用新型边缘计算设备实现结果向云端平台的间接集成。工业互联网边缘设备主要包括传感器、机器人、智能机床等资料来源：发那科、沈阳机床、美国赫克等官网，申万宏源研究