在5G+工業互聯網市場發展驅動力由政策驅動轉向市場內生驅動轉換的關鍵拐點，分析5G+工業互聯網市場在發展初期階段供需兩側的市場特征，尤其是需求側的個性化需求特征，選擇符合當前 5G+工業互聯網市場發展特征的技術、商業路徑，對5G+工業互聯網市場的健康發展，對制造業實現數字化轉型升級具有重大積極意義。李興林，高級工程師，工學博士，主要從事5G+工業互聯網平臺研發及行業解決方案工作；辛榮寰，高級工程師，學士，主要從事光通信網絡相關咨詢設計工作；
程景浩，工程師，學士，主要從事石油石化鋼鐵行業工業互聯網咨詢設計工作。
5G 是新一代信息通信技術演進升級的重要方向，工業互聯網是第4次工業革命的關鍵支撐；5G、工業互聯網及二者的融合發展是經濟社會數字化轉型的重要驅動力量［1］。截至 2020 年 11 月，全國“5G+工業互聯網”建設項目超過 1100 個，有力推動了以數字化、網絡化、智能化為核心的企業數字化轉型和高質量發展［2］。然而，從數字產業化的角度看，供需兩側仍然處于磨合期，存在業界所謂的“冰火兩重天”現象：供給側的國家和各地相關政府、相關機構和眾多工業互聯網企業，熱情高漲、積極推動；需求側的工業企業卻謹慎參與，離規模應用還有相當距離。5G+工業互聯網供需失衡，固然與 5G+工業互聯網處于發展初期階段有關，但根本原因可能仍然在于供給側沒有正確認識5G+工業互聯網市場本身的發展階段特征。在5G+工業互聯網處于市場發展驅動力轉換的拐點的關鍵時刻，厘清 5G+工業互聯網內生驅動發展的動力及可能的突破口，對于我國經濟社會的數字化轉型尤為重要。從時間維度看，5G+工業互聯網發展時間歷程較短。2015 年國務院發布《中國制造 2025》［3］發展戰略和 2017年《國務院關于積極推進“互聯網 +”行動的指導意見》［4］，2019 年我國向四大運營商發放 5G 牌照，5G+工業互聯網發展僅有數年時間發展歷程。制造業整體上對于5G+工業互聯網如何賦能產業轉型升級還處于觀望、探索階段。從供需角度，供需兩側整體上處于磨合期。供需兩側對于 5G+工業互聯網的發展方式、落地模式存在一定程度的認識偏差，造成需求側難以判別 5G+工業互聯網對改善企業生產管理水平，實現降本增效的效能。《5G+工業互聯網發展成熟度白皮書》［5］的調查報告也表明，我國5G+工業互聯網發展尚處于早期，成熟度偏低。2020 年 5G+工業互聯網整體能力發展評級分布如圖 1所示。1.2 可復制性差是 5G+工業互聯網市場不同于消費互聯網的顯著特征消費互聯網通過一款高度標準化的軟件產品提供給個人用戶，就具備了從商機到收益的市場閉環。囿于工業場景的復雜性和“千企千面”的個性化需求，工業互聯網基本不具備通過一款標準產品就能滿足不同行業的需要，甚至多數情況下，即便在同一行業，工業互聯網產品也不具備規模化應用的能力。因此，相比于消費互聯網產品，工業互聯網產品或項目多數是場景化的，可復制性比消費互聯網產品要低很多。
通常，5G+工業互聯網市場產品或項目要求供給側具備以下3個條件：b）擁有恰當的、能夠解決需求側需求的專業產品/工具。c）通過較高的技術服務水平滿足需求側的個性化要求。然而，5G+工業互聯網市場供給側很難同時具備上述3個條件，這也是 5G+工業互聯網市場產品或項目可復制性差的根源。5G+工業互聯網市場產品或項目可復制性差也很難通過資本市場的力量加以解決。5G+工業互聯網市場產品或項目可復制性差不僅提高了5G+工業互聯網項目的建設成本，進一步壓制了需求側的增長，拉長了5G+工業互聯網市場的成熟周期。1.3 需求側尚不具備規模開展 5G+工業互聯網建設的條件制造業整體上可以開展5G+工業互聯網建設實現轉型升級的前提是：自身在自動化、數字化、信息化和人才方面已經具備了一定水平。但據兩化融合聯盟數據［6］，2018 年，我國工業企業設備數字化率僅45.9%，數字化設備聯網率48.4%，企業通過通信技術實現不同層級互聯互通的比例低于20.3%；從信息化程度看，高達77.6% 的企業不具備規模開展 5G+工業互聯網建設的條件（見圖 2）。據國家統計局數據［7］，2019 年中小型工業企業約占工業企業總數量的 98%，貢獻了我國 60% 的 GDP、50% 的稅收和 80% 的城鎮就業。但中小型企業在工業互聯網領域的人才儲備、可投入資金存在明顯短板，目前難以承受5G+工業互聯網建設項目投資。
因此，整體上我國工業企業需要補足在自動化、數字化、網絡化、信息化方面的短板；在建設投資可負擔性、人才儲備方面也難以承受規模開展 5G+工業互聯網建設。在工業控制現場，如圖3 所示，5G 網絡主要用于滿足 ISA-95 標準（對應 GB/T 20720）第 2 層及以上層次控制需求。因為5G通信協議不適用ISA-95標準定義的第1層的運動控制和現場控制。通過UPF下沉的方式，5G構建的工廠內網端到端平均網絡時延已經降到20 ms 以下，通過網絡優化，可進一步降到 10 ms 左右，已經滿足工廠內過程控制對網絡時延的要求，即基本滿足對照 ISA-95 標準第2 層及以上層的時延要求［8-9］。在網絡層面，目前面臨的主要問題是 5G 網絡與企業既有生產工控網絡的融合問題，如5G網絡構建工業環網、非確定 IT 網絡和確定性 OT 網絡融合等問題。工業互聯網平臺供給側主要的問題在于沒有滿足需求側對可定制、輕量化的要求，其原因在于供給側以IT的思路做IT和OT融合的項目，主要表現為：
a）需求側要求的是能夠解決某影響生產單一環節、單一產線的工業互聯網平臺，比如倉儲物流，多產線/車間之間的生產聯動與調度。而供給側很難為客戶提供“量身定制”的工業互聯網平臺解決方案，因為這會造成供給側產品維護成本的急劇上升。b）需求側對工業互聯網平臺的要求是以解決具體生產問題為導向的，而供給側常常因為不了解工業現場的生產工藝、業務邏輯，難以為客戶提供與之適配的工業互聯網平臺。c）需求側“數據不出廠區”的要求，導致供給側提供工業互聯網平臺必須具備私有化部署的技術特性。囿于成本和技術實施難度，供給側推動平臺私有化部署的意愿較低。d）需求側對OT域數據及IT域數據的互聯互通具有強烈需求，但 OT 域數據采集涉及眾多采用不同工業協議的工業設備。目前供給側提供商多來自 IT 領域，對工業設備、工業控制系統開展互聯互通活動時，在數據采集的穩定性、解耦性等關鍵技術環節存在短板，影響了項目建設的最終成效。供給側必須認識到5G+工業互聯網市場的市場推廣模式與消費互聯網存在顯著差異：消費互聯網借助資本力量+地推的模式就可以快速占領市場的商業模式不適用工業互聯網市場。工業互聯網市場屬于2B市場。2B市場的項目建設決策鏈長度、建設周期遠大于 2C 市場，對產品穩定性、對售后服務及時性的要求也遠高于2C市場。需求側能夠為 5G+工業互聯網創造的新價值付費，但不會為 5G+工業互聯網的技術先進性付費。供給側需要扭轉當前以“技術先進性”為核心的市場落地策略，轉向以解決“5G+工業互聯網融入生產環節創造新價值”為核心的市場落地策略。2.1 5G+工業互聯網在制造業市場落地的首要場景生產管理層是5G+工業互聯網在制造業市場發展落地的首要場景。在工業現場，尤其是制造企業，企業的經營管理活動分為 2 個層次：運營管理層和生產管理層，也即傳統意義上的 IT 和 OT 層。IT 層的數字化、信息化程度要高于 OT 層。IT 層的核心是數據互聯互通，進而實現基于數據分析的企業輔助決策。在實施層面，IT層的易實施性也優于 OT層。相反，在數字化、信息化、可實施性等方面不占優的、卻直接承擔制造企業的價值創造的OT層，對于通過5G+工業互聯網實現降本增效的意愿更強烈，困難也更大。5G+工業互聯網建設項目要考慮生產管理層的特點。這些特點包括生產管理層的組織方式、工序特征、技術可承受度等。脫離具體生產管理層對象的可承受度將直接影響5G+工業互聯網建設項目的建設成效。2.2 5G+工業互聯網是制造業數字化轉型的核心“軟裝備”工業互聯網本質是一個工業軟件產品：通過采集生產經營數據、分析數據、融合專業領域知識，再反向控制物理實體實現價值創造。與傳統的專注單個或多個生產環節的工業軟件相比，工業互聯網對生產環節覆蓋的廣度、深度要遠遠高于傳統工業軟件。
a）廣度。工業互聯網不僅承擔了 MES 軟件對人員、資源分配、計劃安排與執行等生產聯動與調度的功能，而且把生產裝備的聯動控制也納入到工業互聯網的功能范疇。b）深度。工業互聯網不僅注重對單個生產環節的充分感知、實時決策，反饋控制，而且更加注重對整體正常環節的充分感知、實時決策，反饋控制。受益于工業互聯網的開放性，先進的專業知識也得以及時融入到工業互聯網的控制邏輯，快速提升制造業企業的經濟效益。因此，5G+工業互聯網是制造業數字化轉型、數字孿生工廠的核心“軟裝備”。2.3 標準化開發平臺+個性化技術服務的技術發展模式5G+工業互聯網建設項目可復制性差的主要原因是制造業現場的個性化需求。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。標準化開發平臺+個性化技術服務的技術發展模式是提高5G+工業互聯網建設項目可復制性的有效手段。a）標準化開發平臺聚焦 5G+工業互聯網建設項目的共性需求。網絡接入管理、數據存儲管理、工業物聯模塊、工業控制模塊以及用于能力輸出的對外接口模塊。b）基于標準化開發平臺提供的底座能力，通過技術服務滿足客戶的個性化需求。滿足制造業現場的個性化需求的技術服務可由標準化開發平臺提供商完成，也可由第三方合作伙伴完成。標準化開發平臺+個性化技術服務的技術發展模式不僅有效降低了項目建設成本，而且有利于通過專業化分工的方式建立更加完善的5G+工業互聯網建設項目交付生態，推動5G+工業互聯網健康繁榮發展。2.4 生產管理組織方式是 5G+工業互聯網發揮最大效用的重要因素作為一種技術手段，5G+工業互聯網是制造業的數字化轉型的有力工具。但數字化轉型的成敗取決于生產組織方式、人才、技術、管理方式等多種因素。先進的生產力需要與之適配的生產關系。撫順新鋼鐵在實踐 5G+工業互聯網,推動傳統鋼鐵冶金企業數字化轉型的過程中，通過優化工作內容，重新梳理工作銜接的方式，改變了不符合數字化轉型的生產組織方式，取得了很好的成效［8］。因此，針對數字化企業對生產組織方式、部門崗位設置、工藝改進等要求，優化現有生產組織方式對發揮5G+工業互聯網的最大效用具有重要意義。目前，5G+工業互聯網正處于由政策驅動力轉向市場內生驅動力的關鍵發展拐點。正確認識5G+工業互聯網市場在發展初期階段的特征，尤其是需求側個性化需求，正確認識 5G+工業互聯網項目技術模式和商業模式，對5G+工業互聯網市場快速通過供需兩側的磨合期進入以市場內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 . 工業和信息化部辦公廳關于印發“5G+工業互聯網”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在爆發中起步［J］. 通信世界，2021（7）：19-20.
［3］ 國務院. 國務院關于印發《中國制造2025》的通知：國發〔2015〕28號［EB / 0L］.［2021 - 04 - 15］. http：//www. gov. cn / zhengce / content /2015-05/19/content_9784.htm.
［4］ 國務院. 國務院關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見［EB/OL］［. 2021-04-15］. http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-11/27/content_5242582.htm.
［5］ 物聯網智庫. 5G+工業互聯網發展成熟度白皮書（2021）［EB/OL］.［2021-04 - 15］. https：//www. 163. com / dy / article / FVVNKC1M0511BHI0.html.
［6］ 兩化融合服務聯盟，國家工業信息安全發展研究中心 . 中國兩化融合發展數據地圖（2018）［EB/OL］.［2021-04-15］. https：//cloud.tencent.com/developer/news/376618.
［7］ 國家統計局. 中國統計年鑒- 2020［EB/OL］［. 2021-04-15］. http：//www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2020/indexch.htm.
［8］ 國家市場監督管理總局，國家標準化管理委員會 . 企業控制系統集成 第 1 部分：模型和術語：GB/T 20720.1-2019［S］. 北京：中國標準出版社，2019.
［9］ 梅雅鑫 . 信通院李珊 5G 專網是探索融合應用的關鍵手段［J］. 通信世界，2021（7）：30-31.
［10］ 毛光烈，湯方晴. "5G+工業互聯網"的融合機理及推進策略［J］. 杭州電子科技大學學報（社會科學版），2020，16（3）：1-4，11. 【免責聲明：本文版權歸原作者所有。為尊重版權，我們盡量標注文章來源，若不愿被轉載或涉及侵權，請及時通過在線客服和郵箱聯系，郵箱地址：wutongtai@wttai.com，我們將第一時間予以刪除】
