在5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)展驅(qū)動力由政策驅(qū)動轉(zhuǎn)向市場內(nèi)生驅(qū)動轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵拐點，分析5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場在發(fā)展初期階段供需兩側(cè)的市場特征，尤其是需求側(cè)的個性化需求特征，選擇符合當(dāng)前 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)展特征的技術(shù)、商業(yè)路徑，對5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場的健康發(fā)展，對制造業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級具有重大積極意義。李興林，高級工程師，工學(xué)博士，主要從事5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺研發(fā)及行業(yè)解決方案工作；辛榮寰，高級工程師，學(xué)士，主要從事光通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)咨詢設(shè)計工作；
程景浩，工程師，學(xué)士，主要從事石油石化鋼鐵行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)咨詢設(shè)計工作。
5G 是新一代信息通信技術(shù)演進升級的重要方向，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是第4次工業(yè)革命的關(guān)鍵支撐；5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及二者的融合發(fā)展是經(jīng)濟社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要驅(qū)動力量［1］。截至 2020 年 11 月，全國“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)項目超過 1100 個，有力推動了以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為核心的企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展［2］。然而，從數(shù)字產(chǎn)業(yè)化的角度看，供需兩側(cè)仍然處于磨合期，存在業(yè)界所謂的“冰火兩重天”現(xiàn)象：供給側(cè)的國家和各地相關(guān)政府、相關(guān)機構(gòu)和眾多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，熱情高漲、積極推動；需求側(cè)的工業(yè)企業(yè)卻謹(jǐn)慎參與，離規(guī)模應(yīng)用還有相當(dāng)距離。5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)供需失衡，固然與 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)處于發(fā)展初期階段有關(guān)，但根本原因可能仍然在于供給側(cè)沒有正確認識5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場本身的發(fā)展階段特征。在5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)處于市場發(fā)展驅(qū)動力轉(zhuǎn)換的拐點的關(guān)鍵時刻，厘清 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)生驅(qū)動發(fā)展的動力及可能的突破口，對于我國經(jīng)濟社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型尤為重要。
5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)展特征
1.1 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場處于發(fā)展初期階段從時間維度看，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展時間歷程較短。2015 年國務(wù)院發(fā)布《中國制造 2025》［3］發(fā)展戰(zhàn)略和 2017年《國務(wù)院關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng) +”行動的指導(dǎo)意見》［4］，2019 年我國向四大運營商發(fā)放 5G 牌照，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展僅有數(shù)年時間發(fā)展歷程。制造業(yè)整體上對于5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)如何賦能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級還處于觀望、探索階段。從供需角度，供需兩側(cè)整體上處于磨合期。供需兩側(cè)對于 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方式、落地模式存在一定程度的認識偏差，造成需求側(cè)難以判別 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對改善企業(yè)生產(chǎn)管理水平，實現(xiàn)降本增效的效能。《5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成熟度白皮書》［5］的調(diào)查報告也表明，我國5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展尚處于早期，成熟度偏低。2020 年 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體能力發(fā)展評級分布如圖 1所示。圖1 2020年5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體能力1.2 可復(fù)制性差是 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場不同于消費互聯(lián)網(wǎng)的顯著特征消費互聯(lián)網(wǎng)通過一款高度標(biāo)準(zhǔn)化的軟件產(chǎn)品提供給個人用戶，就具備了從商機到收益的市場閉環(huán)。囿于工業(yè)場景的復(fù)雜性和“千企千面”的個性化需求，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基本不具備通過一款標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品就能滿足不同行業(yè)的需要，甚至多數(shù)情況下，即便在同一行業(yè)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品也不具備規(guī)模化應(yīng)用的能力。因此，相比于消費互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品或項目多數(shù)是場景化的，可復(fù)制性比消費互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品要低很多。
通常，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場產(chǎn)品或項目要求供給側(cè)具備以下3個條件：a）必須具備需求側(cè)涉及的生產(chǎn)工藝等專業(yè)領(lǐng)域知識。b）擁有恰當(dāng)?shù)摹⒛軌蚪鉀Q需求側(cè)需求的專業(yè)產(chǎn)品/工具。c）通過較高的技術(shù)服務(wù)水平滿足需求側(cè)的個性化要求。然而，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場供給側(cè)很難同時具備上述3個條件，這也是 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場產(chǎn)品或項目可復(fù)制性差的根源。5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場產(chǎn)品或項目可復(fù)制性差也很難通過資本市場的力量加以解決。5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場產(chǎn)品或項目可復(fù)制性差不僅提高了5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目的建設(shè)成本，進一步壓制了需求側(cè)的增長，拉長了5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場的成熟周期。1.3 需求側(cè)尚不具備規(guī)模開展 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的條件制造業(yè)整體上可以開展5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的前提是：自身在自動化、數(shù)字化、信息化和人才方面已經(jīng)具備了一定水平。但據(jù)兩化融合聯(lián)盟數(shù)據(jù)［6］，2018 年，我國工業(yè)企業(yè)設(shè)備數(shù)字化率僅45.9%，數(shù)字化設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率48.4%，企業(yè)通過通信技術(shù)實現(xiàn)不同層級互聯(lián)互通的比例低于20.3%；從信息化程度看，高達77.6% 的企業(yè)不具備規(guī)模開展 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的條件（見圖 2）。圖2 2018年企業(yè)實現(xiàn)不同層級據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)［7］，2019 年中小型工業(yè)企業(yè)約占工業(yè)企業(yè)總數(shù)量的 98%，貢獻了我國 60% 的 GDP、50% 的稅收和 80% 的城鎮(zhèn)就業(yè)。但中小型企業(yè)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的人才儲備、可投入資金存在明顯短板，目前難以承受5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項目投資。
因此，整體上我國工業(yè)企業(yè)需要補足在自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化方面的短板；在建設(shè)投資可負擔(dān)性、人才儲備方面也難以承受規(guī)模開展 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。1.4 供給側(cè)自身能力與需求側(cè)要求還有較大差距在工業(yè)控制現(xiàn)場，如圖3 所示，5G 網(wǎng)絡(luò)主要用于滿足 ISA-95 標(biāo)準(zhǔn)（對應(yīng) GB/T 20720）第 2 層及以上層次控制需求。因為5G通信協(xié)議不適用ISA-95標(biāo)準(zhǔn)定義的第1層的運動控制和現(xiàn)場控制。通過UPF下沉的方式，5G構(gòu)建的工廠內(nèi)網(wǎng)端到端平均網(wǎng)絡(luò)時延已經(jīng)降到20 ms 以下，通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，可進一步降到 10 ms 左右，已經(jīng)滿足工廠內(nèi)過程控制對網(wǎng)絡(luò)時延的要求，即基本滿足對照 ISA-95 標(biāo)準(zhǔn)第2 層及以上層的時延要求［8-9］。在網(wǎng)絡(luò)層面，目前面臨的主要問題是 5G 網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)既有生產(chǎn)工控網(wǎng)絡(luò)的融合問題，如5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建工業(yè)環(huán)網(wǎng)、非確定 IT 網(wǎng)絡(luò)和確定性 OT 網(wǎng)絡(luò)融合等問題。圖3 企業(yè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成模型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺供給側(cè)主要的問題在于沒有滿足需求側(cè)對可定制、輕量化的要求，其原因在于供給側(cè)以IT的思路做IT和OT融合的項目，主要表現(xiàn)為：
a）需求側(cè)要求的是能夠解決某影響生產(chǎn)單一環(huán)節(jié)、單一產(chǎn)線的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，比如倉儲物流，多產(chǎn)線/車間之間的生產(chǎn)聯(lián)動與調(diào)度。而供給側(cè)很難為客戶提供“量身定制”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺解決方案，因為這會造成供給側(cè)產(chǎn)品維護成本的急劇上升。b）需求側(cè)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的要求是以解決具體生產(chǎn)問題為導(dǎo)向的，而供給側(cè)常常因為不了解工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)工藝、業(yè)務(wù)邏輯，難以為客戶提供與之適配的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。c）需求側(cè)“數(shù)據(jù)不出廠區(qū)”的要求，導(dǎo)致供給側(cè)提供工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺必須具備私有化部署的技術(shù)特性。囿于成本和技術(shù)實施難度，供給側(cè)推動平臺私有化部署的意愿較低。d）需求側(cè)對OT域數(shù)據(jù)及IT域數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通具有強烈需求，但 OT 域數(shù)據(jù)采集涉及眾多采用不同工業(yè)協(xié)議的工業(yè)設(shè)備。目前供給側(cè)提供商多來自 IT 領(lǐng)域，對工業(yè)設(shè)備、工業(yè)控制系統(tǒng)開展互聯(lián)互通活動時，在數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性、解耦性等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)存在短板，影響了項目建設(shè)的最終成效。供給側(cè)必須認識到5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場的市場推廣模式與消費互聯(lián)網(wǎng)存在顯著差異：消費互聯(lián)網(wǎng)借助資本力量+地推的模式就可以快速占領(lǐng)市場的商業(yè)模式不適用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場屬于2B市場。2B市場的項目建設(shè)決策鏈長度、建設(shè)周期遠大于 2C 市場，對產(chǎn)品穩(wěn)定性、對售后服務(wù)及時性的要求也遠高于2C市場。需求側(cè)能夠為 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造的新價值付費，但不會為 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)先進性付費。供給側(cè)需要扭轉(zhuǎn)當(dāng)前以“技術(shù)先進性”為核心的市場落地策略，轉(zhuǎn)向以解決“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融入生產(chǎn)環(huán)節(jié)創(chuàng)造新價值”為核心的市場落地策略。
5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)展推進路徑[10]
2.1 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)市場落地的首要場景生產(chǎn)管理層是5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)市場發(fā)展落地的首要場景。在工業(yè)現(xiàn)場，尤其是制造企業(yè)，企業(yè)的經(jīng)營管理活動分為 2 個層次：運營管理層和生產(chǎn)管理層，也即傳統(tǒng)意義上的 IT 和 OT 層。IT 層的數(shù)字化、信息化程度要高于 OT 層。IT 層的核心是數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，進而實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)分析的企業(yè)輔助決策。在實施層面，IT層的易實施性也優(yōu)于 OT層。相反，在數(shù)字化、信息化、可實施性等方面不占優(yōu)的、卻直接承擔(dān)制造企業(yè)的價值創(chuàng)造的OT層，對于通過5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)降本增效的意愿更強烈，困難也更大。5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項目要考慮生產(chǎn)管理層的特點。這些特點包括生產(chǎn)管理層的組織方式、工序特征、技術(shù)可承受度等。脫離具體生產(chǎn)管理層對象的可承受度將直接影響5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項目的建設(shè)成效。2.2 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心“軟裝備”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)是一個工業(yè)軟件產(chǎn)品：通過采集生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、融合專業(yè)領(lǐng)域知識，再反向控制物理實體實現(xiàn)價值創(chuàng)造。與傳統(tǒng)的專注單個或多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工業(yè)軟件相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)覆蓋的廣度、深度要遠遠高于傳統(tǒng)工業(yè)軟件。
a）廣度。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅承擔(dān)了 MES 軟件對人員、資源分配、計劃安排與執(zhí)行等生產(chǎn)聯(lián)動與調(diào)度的功能，而且把生產(chǎn)裝備的聯(lián)動控制也納入到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的功能范疇。b）深度。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅注重對單個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的充分感知、實時決策，反饋控制，而且更加注重對整體正常環(huán)節(jié)的充分感知、實時決策，反饋控制。受益于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的開放性，先進的專業(yè)知識也得以及時融入到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的控制邏輯，快速提升制造業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、數(shù)字孿生工廠的核心“軟裝備”。2.3 標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)平臺+個性化技術(shù)服務(wù)的技術(shù)發(fā)展模式5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項目可復(fù)制性差的主要原因是制造業(yè)現(xiàn)場的個性化需求。個性化需求直接抬升項目投資和延長實施周期，進而延長投資回報期。標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)平臺+個性化技術(shù)服務(wù)的技術(shù)發(fā)展模式是提高5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項目可復(fù)制性的有效手段。a）標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)平臺聚焦 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項目的共性需求。網(wǎng)絡(luò)接入管理、數(shù)據(jù)存儲管理、工業(yè)物聯(lián)模塊、工業(yè)控制模塊以及用于能力輸出的對外接口模塊。b）基于標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)平臺提供的底座能力，通過技術(shù)服務(wù)滿足客戶的個性化需求。滿足制造業(yè)現(xiàn)場的個性化需求的技術(shù)服務(wù)可由標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)平臺提供商完成，也可由第三方合作伙伴完成。標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)平臺+個性化技術(shù)服務(wù)的技術(shù)發(fā)展模式不僅有效降低了項目建設(shè)成本，而且有利于通過專業(yè)化分工的方式建立更加完善的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項目交付生態(tài)，推動5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)健康繁榮發(fā)展。2.4 生產(chǎn)管理組織方式是 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮最大效用的重要因素作為一種技術(shù)手段，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的有力工具。但數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成敗取決于生產(chǎn)組織方式、人才、技術(shù)、管理方式等多種因素。先進的生產(chǎn)力需要與之適配的生產(chǎn)關(guān)系。撫順新鋼鐵在實踐 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),推動傳統(tǒng)鋼鐵冶金企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，通過優(yōu)化工作內(nèi)容，重新梳理工作銜接的方式，改變了不符合數(shù)字化轉(zhuǎn)型的生產(chǎn)組織方式，取得了很好的成效［8］。因此，針對數(shù)字化企業(yè)對生產(chǎn)組織方式、部門崗位設(shè)置、工藝改進等要求，優(yōu)化現(xiàn)有生產(chǎn)組織方式對發(fā)揮5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的最大效用具有重要意義。目前，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正處于由政策驅(qū)動力轉(zhuǎn)向市場內(nèi)生驅(qū)動力的關(guān)鍵發(fā)展拐點。正確認識5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場在發(fā)展初期階段的特征，尤其是需求側(cè)個性化需求，正確認識 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目技術(shù)模式和商業(yè)模式，對5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場快速通過供需兩側(cè)的磨合期進入以市場內(nèi)生動力為主的階段具有舉足輕重的意義。［1］ 信息通信管理局 . 工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于印發(fā)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512 工程推進方案的通知：工信廳信管（2019）78 號［EB/OL］［. 2021-04-15］. https：//www.miit.gov.cn/jgsj/xgj/wjfb/art/2020/art_9c304ec519084f9d930cd91780d021d1.html.［2］ 金峰 . 三大運營商財報 2020年，5G在爆發(fā)中起步［J］. 通信世界，2021（7）：19-20.
［3］ 國務(wù)院. 國務(wù)院關(guān)于印發(fā)《中國制造2025》的通知：國發(fā)〔2015〕28號［EB / 0L］.［2021 - 04 - 15］. http：//www. gov. cn / zhengce / content /2015-05/19/content_9784.htm.
［4］ 國務(wù)院. 國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見［EB/OL］［. 2021-04-15］. http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-11/27/content_5242582.htm.
［5］ 物聯(lián)網(wǎng)智庫. 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展成熟度白皮書（2021）［EB/OL］.［2021-04 - 15］. https：//www. 163. com / dy / article / FVVNKC1M0511BHI0.html.
［6］ 兩化融合服務(wù)聯(lián)盟，國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心 . 中國兩化融合發(fā)展數(shù)據(jù)地圖（2018）［EB/OL］.［2021-04-15］. https：//cloud.tencent.com/developer/news/376618.
［7］ 國家統(tǒng)計局. 中國統(tǒng)計年鑒- 2020［EB/OL］［. 2021-04-15］. http：//www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2020/indexch.htm.
［8］ 國家市場監(jiān)督管理總局，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會 . 企業(yè)控制系統(tǒng)集成 第 1 部分：模型和術(shù)語：GB/T 20720.1-2019［S］. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2019.
［9］ 梅雅鑫 . 信通院李珊 5G 專網(wǎng)是探索融合應(yīng)用的關(guān)鍵手段［J］. 通信世界，2021（7）：30-31.
［10］ 毛光烈，湯方晴. "5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)"的融合機理及推進策略［J］. 杭州電子科技大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2020，16（3）：1-4，11.
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