工業智能時代，需要全新的基礎設施

在過去的二十年中，中國工業在改革開放、人口紅利等多種因素的支持下實現了高速發展。截至2022年，中國的工業總產值已達30萬億，工業體系逐步發展完善。當前，國內工業的發展重點，也從傳統的自動化、信息化，逐漸轉向智能化改造和數字化轉型的建設，進一步滿足提質增效、柔性生產、安全作業等新興需求。2020-2022年期間新冠疫情的影響，也促使工廠在無人化管理方面的意識進一步提高。在這樣的背景下，我們看到工業智能領域涌現了大量的優秀初創企業，在數字工廠、機器視覺、能耗管理等工業智能細分應用場景中取得了不錯的進展。

我們認為工業智能的全面實現，不僅需要在應用層面實現從0到1的創新，工業的現場基礎設施也需要迎來全新變革，幫助工業客戶更好地協調、管理現場環境，為上層應用提供有效的能力支撐，進一步推動工業4.0的發展進程。

▲ 晨山資本內部整理

我們看到，工廠現場的網絡和計算能力層面，仍存在著較大的提升空間。

網絡層面

1. 傳統工業現場的有線網絡設施開始成為應用瓶頸。傳統工業網絡的部署，主要基于有線網絡完成對各類設備的控制。伴隨著工廠現場不斷的升級更新，現場有線網絡的架構變得愈加復雜，難以保證網絡可靠性和實時性。同時，有線網絡也無法支撐移動機器人、設備健康管理等對移動性和微型化有天然需求的新型應用。

2. 復雜的網絡架構和不兼容的工業協議，導致了大量的數據孤島。傳統工業系統架構均為獨立「系統孤島」，網絡層面協議難以互聯互通，數據流、業務流難以實現融合，工業系統、應用難以發揮數據價值。

3. 對比傳統工控類需求，新一代智能應用對網絡性能方面都有更高的要求。這促使工廠不得不搭建額外的通信基礎設施，現場多種異構網絡并存（甚至為某一單一應用獨立組網），進一步提高了建設成本和運維難度。

計算層面1. 工業現場存在著大量的專用計算節點，包括PLC、工控機等不同的硬件形態。這些專用計算節點的單點算力有限，生態相對封閉，難以有效支撐新型應用的部署。

2. 當前的智能應用受限于端側算力限制，廠商需要在犧牲部分性能使用嵌入式方案，或使用更加昂貴的現場專用算力之間進行艱難取舍。

暢想未來，我們相信未來在工業這樣的核心場景中，IT&CT技術將實現更加深度的融合。未來的工業現場基礎設施，將會深度集成網絡鏈接、邊緣計算、工業協議解析等基礎能力，成為支撐工業數字化、智能化應用的云網融合基礎設施平臺。

在云網融合基礎設施的支撐下，上層應用只需要簡單配置好所需的帶寬、時延、計算資源等維度，即可實現快速部署上線，這會顯著降低新型產品和應用在工廠中的部署難度，使得更多前沿創新在工業場景中開花結果，帶來更顯著的效率提升。

工業專網應運而生，帶來更多想象空間

▲ 圖片來源：VIAVI Solutions，Exploring Factories of the Future

專網(Private Network)的概念存在已久。與主要面向社會大眾的公網有所區分，專網主要是為了解決特定行業/特定需求而存在的。

出于對安全性的考量，我國為國防、電力、機場、港口、公共安全、應急通信等特殊場景規劃了部分專用頻譜資源，使得這些行業的主要運營方在此基礎上構建專用網絡，支撐多種實際應用。圍繞這些行業的專網建設需求，也催生出了海能達、鼎橋等上市公司。

在工業、交通等新型的領域，行業專網需要面對的參與方更加多元化，服務的上層應用也對網絡的帶寬、連接數、可靠性、實時性等各方面提出了更高要求——單純采用按需求定制的傳統模式，已經無法滿足不斷演進、持續變化的需求。5G作為新一代通信技術的代表，在此前的標準制定中就已經充分考慮了來自通信設備商、運營商、產業方對應用場景的需求定義，能夠更好地服務場景需求。

工業專網的加速發展，離不開通信頻譜資源的進一步開放。過去幾年中，美國、日本、韓國、德國等國家都陸續劃分出了工業專用的授權頻譜資源。這使得企業有機會通過與運營商合作或者自主建設的方式，構建更符合自身需求、更加安全可控的專網方案。在德國、美國等地，我們已經能夠看到通信設備商、運營商和工業客戶開展了工業專網方面的積極嘗試。

德國-工業專網案例?庫卡?基于諾基亞的平臺，庫卡計劃在自身智能機器人和自動化解決方案產業中部署了5G技術。諾基亞數字自動化云(NDAC)園區網絡和應用平臺提供可靠的高帶寬、低延遲專網、本地邊緣計算能力、語音和視頻服務以及一系列應用程序。平臺還支持工業連接器，方便采用標準和行業特定協議的設備快速接入。

大眾汽車?計劃將5G專網部署在位于沃爾夫斯堡的工廠中，用于帶寬密集型工業任務，包括管理工廠中近5,000個聯網的機器人。

日本-工業專網案例?富士通?富士通在日本小山工廠部署了5G專網，以支撐智能視頻安全監控、實時傳感器數據采集、高密度AGV控制等多種應用。同時，富士通也在和趨勢科技深度合作提升5G專網的安全防御能力。

通信產業鏈的發展與通信標準的制定密不可分。在歷代通信標準制定的過程中，通信設備商、運營商和終端客戶能夠圍繞未來潛在應用場景以及所需要實現的網絡性能指標達成更好的共識。對比4G網絡，5G在發布初期就充分考慮了產業應用需求。在5G建設初期，行業的關注重點主要集中在實現比4G更高傳輸速率的eMBB模式，主要服務于消費者的日常需求，以及AR/VR等新型應用。伴隨著5G標準R16、R17的正式凍結，更加適用于工業場景的uRLLC、mMTC等模式有望得到更加豐富的應用。

▲ 數據來源：IDC，Private 5G: Empowering Digitalization for Enterprise and Industrial Organizations

從創新的視角來看，5G專網能夠帶來眾多差異化的優勢。

優勢一：更高的可靠性和更低時延

工業現場無線化的挑戰來自于滿足場景的嚴苛性能要求。對比WiFi、4G等其他方案，5G能夠實現更高的可靠性（99.999%-99.9999%）與更低的時延（端到端<10ms），使得無線方案能夠進入更多mission critical的應用場景。

▲ 數據來源：IEEE， Private 5G: The Future of Industrial Wireless

優勢二：更靈活、易用的編排管理

通過網絡切片的方式，5G專網可以實現對不同應用對網絡傳輸和計算需求的可靠支持。AI&ML等技術能力可以根據工廠實際業務需求，整合整網可用資源，有效判斷和調度網絡需求，實現建網成本最優化方案，打造出量身定制的切片專網。在AI驅動的策略管理支撐下，工廠的IT人員只需要做簡單的參數配置，就可以完成新型應用的部署或者存量應用的擴容，帶來顯著的效率提升。

優勢三：更好的安全性

專網模式具有明顯的隱私和安全優勢。工廠能夠在本地網絡完成對數據的處理和存儲，顯著降低工廠敏感數據泄露的風險。基于5G構建的專網方案，也能夠更好地借鑒在公網中趨于成熟的網絡安全手段，進一步提高安全性。

優勢四：更好的邊緣計算支撐能力

當前業界對于邊緣計算的狹義定義更多局限在端側，通過算法+芯片之間的深度適配，實現更高的性能。5G+ORAN實現網絡和計算節點的融合，通過一套平臺實現網絡接入和業務計算能力，邊緣計算的價值將會得到進一步釋放。在5G網絡能力支撐下，更多的智能應用可以將應用所需的密集運算聚合到工業現場邊緣的算力中心，實現更高效的資源利用和部署運維。

產業生態合作，推動工業專網的加速發展

工業客戶是十分現實的，更加看重創新能否真正帶來可衡量的價值創造或者效率提升。單純的云網融合部署，存在較大的前置建設成本，但卻很難直接衡量建設帶來的經濟效益。技術創新企業需要和面向不同場景的應用廠商構建起更密切的合作關系，通過結合新場景的增量新應用創新，或對存量應用的升級改造，展現新型基礎設施在支撐數字化、智能化應用方面的價值。我們在部分工業場景中，能夠看到類似的合作落地雛形。

存量應用改造

云化機器視覺?機器視覺在缺陷檢測、抓取等環節已經得到了廣泛應用。目前工業視覺應用主要是以單機方式部署在現場，使得后續升級和維護更加困難。基于云網融合的方案，可以利用邊緣側資源完成圖像識別和數據存儲。工廠在確保自身核心數據不泄露的同時，工業視覺廠商也能通過遠程管理的方式管理和迭代模型。

云化視頻監控?作業規范和生產安全是工廠和監管部門關注的重點。工廠中存在大量不同廠商的存量攝像頭，智能化水平不一，缺乏統一管理能力。基于云網融合方案，能夠有效對存量設備實現智能化改造和統一管理，降低建設成本。5G專網的高可靠性，有望在未來進一步融合視頻監控能力和現場設備控制，幫助工廠對現場突發事故做出更加實時的響應，也能為日常的巡檢環節提供有效支撐。

新型應用

高密度AMR集群控制?傳統無線通信方案在面向更高頻率、更高密度、更大覆蓋范圍的場景中，往往無法勝任。通過5G專網的方式，可以保證機器人集群實時調度的可靠性，為業務高峰期的整體效率提供保障。在結合視覺監控和物聯網傳感的基礎上，也能夠幫助工廠和物流客戶有效對現場節拍和突發事故實現更精細的管理。

云化PLC?PLC在工業自動化控制領域有著廣泛的應用。基于云網構建的云化PLC方案，能夠在確保通信可靠性、實時性的基礎上，實現PLC連接的無線化。這有效解決了工業現場網絡結構復雜，工位安排不靈活，管理維護壓力持續增加的挑戰。這種方案也將促進PLC軟硬件的進一步解耦化，在邊緣側承擔更多計算任務，從而實現PLC集中部署的效果，提升部署效率，推動能耗管理、預測性維護、智能中控室等各種智能閉環控制類新型應用在工廠中加速落地。

云網融合的成熟，有望進一步解鎖工業智能更大的潛力。在過去的兩年中，「5G+工業互聯網」成為國家行業監管部門重點支持的發展方向，也吸引了包括運營商、設備商以及頭部工業廠商的積極參與和試點。我們相信這將進一步推動我國在5G專網運營、監管等方面的進一步明確以及行業合作生態的形成。

云網融合方向的創新，不僅吸引了眾多通信和云計算領域玩家的積極參與，也有眾多初創企業的身影：海外以Betacom、Celona為代表的初創企業，在機場、物流、工業等場景中陸續實現了產品落地，也收獲了多輪融資。

晨山在年初投資了專注于5G邊緣云領域的公司「艾靈網絡」，公司團隊在ICT領域從業多年，具備深厚的技術實力，公司產品也已經在建材、物流、能源等諸多行業實現落地。我們相信在體量可觀的工業行業規模，以及完善的通信產業鏈支持下，國內工業云網領域將迎來窗口性的加速發展機遇。