5G工业互联网内生性矛盾

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5G工业互联网内生性矛盾

中共中央政治局2月21日召开会议，会议强调，要积极扩大有效需求，促进消费回补和潜力释放，发挥好有效投资关键作用，加大新投资项目开工力度，加快在建项目建设进度。加大试剂、药品、疫苗研发支撑力度，推动生物医药、医疗设备、5G网络、工业互联网等加快发展。2019年9月10日，HUAWEI创始人兼CEO任正非在接受英国杂志《经济学人》采访时称，有意向西方企业出售HUAWEI的5G技术，目的是制造一个能在5G上与HUAWEI竞争的对手。毋庸置疑，当下5Ｇ（IMT-2020）最热，工业互联网更热，首次写进了政府工作报告。为什么两者结合相比而言则冷清许多？因为大家（盲人）都在谈大象长什么样？路都不认识，就找上门了。

5G没有真正意义上的创新技术，所以现在要重视计算，重视基础物理研究、材料研究、芯片研究，要做原创的研究。一方面是信息技术，另一方面是物理和数学技术，没有这两个原创的底层技术支撑，信息技术很难发展，各种技术叠加带来的是庞杂的系统，并不是原创的革命。5G用了新的技术，比如数据性的编码LDPC（注：一种具有稀疏校验矩阵的分组纠错码），是由MIT（麻省理工学院）的教授发明的，至今已经有40多年了；HUAWEI的Polar码（注：极化码，是一种前向错误更正编码方式，用于讯号传输）也发明将近20年了，来自一个土耳其教授的数学论文。个人理解的工业互联网和5Ｇ的结合，尽管5G可以缓解部分工业通信瓶颈，但也不能只盯着技术本身，而是应当从结合发展的目的出发。以5G建设为代表的新基建将成为逆周期调节对冲经济下行的重要手段，目前，5G最重要的杀手锏毫米波频段（FR2）的研发主要由美国在开展，中国2019年尚未确定5G毫米波频段（WRC-19 1.13议题2019年10月底在埃及启动）。发展5G，首先需要从频谱入手，频谱资源是移动通信技术运行的基础，也是推动开发5G标准与产业进程的关键因素。

根据我国《无线电管理条例(修订)》规定，可将我国无线电发射设备的使用管理分成四类：类型一：既需要频率许可，也需要台站许可。类型二：免频率许可，但需要台站许可；如业余无线电台、公众对讲机、制式无线电台。类型三：需要频率许可，免台站许可；如地面公众移动通信终端。类型四：免频率许可，免台站许可；如微功率短距离设备。国内面向工业的LTE-U非授权频段也不明朗。国外部分，德国和日本为了支撑2B发展，预留了企业的专用频谱。例如德国3.7G-3.8GHz的100M频谱，不参与拍卖，保留给工业，申请审批制。大型企业Siemens, Bosch, BMW等希望自有网络建设。美国政府拍卖下一代通信网络（即5G网络）的无线电频段了，但其中部分频谱与一些主要测地卫星的工作频谱非常接近，气象学家担心5G信号的传输将会干扰他们的数据采集工作。

2019 年作为5G 商用元年，全球有348 家运营商投资5G 网络。2020年，为了实行工信部的最新要求：年底前实现全国所有地级市的5G网络覆盖，全国计划建设约70万个（中国移动40万；中国电信和中国联通30万个）宏基站。用于5G的CAPEX支出将约2000亿元，此外，还需要投入数倍于4G基站的电费等网络运维成本和市场推广费用。同时由于5G单基站能耗比4G大3~4倍，再加上5G基站数将增加2~3倍，导致同一覆盖面积的总体能耗估计是4G基站的6~12倍，这就增加了5G的建网成本。据3GPP 工业自动化相关提案统计，OT是行业自动化3GPP提案的主要贡献者。根据需求研究，将低时延高可靠应用场景（uRLLC）归纳为连续，大数据包业务、间歇，小数据包业务（QCI 4、端到端单向时延≤10ms、99.999%）和应急通信，但Rel-16仍未按计划固化（文章写于2019年9月）。其实工业互联网不仅仅是产业数字化的主战场，也是中美贸易战的新战役。尽管美国“回岸制造”将对我国中小微企业产生巨大影响。中国的工业化已达到了中后阶段。2030年之后，从制造业角度讲，这个世界上只能有两个国家，一个叫中国，一个叫外国。

唯快不破。制造业领域中许多细分市场的情况正在变化。举个例子：为什么优衣库那么利害，gap和HM拼不过他。衣服行业，最致命是库存（占据制造业成本很大比例），如果库存是原材还好些，如果是成品，不能及时周转，就占用资金，直接减值了。优衣库解决了几个痛点，周传极快，单品几周就卖完，而且全是基础款，百搭，什么年龄都可以。线上线下联动，网上买线下实体拿。线下实体店就是自己的仓库。哈雷摩托，它打造工业 4.0 工厂后，哈雷戴维森 (Harley-Davidson) 能够在一条生产线上生产 1700 款不同的车型（柔性生产），并且每 90 秒左右就能装运一辆定制摩托车。同时，企业的成本降低了 7%，净利润增加 19%，并且打破了既定的生产排程，将周期时间从 21 天缩短为 6 个小时。再举个数据，79%（产能利用率国际通用标准），中国工业产能利用率至2012年以来，从未达到过标准线。还有一个有趣的数据，据不完全统计，制造业产品质量问题80%出自管理层，只有20%的问题源于员工（减少人为干涉，也是制造业转型的根本）。

按照产业角度定义，工业互联网又可以称为制造业数字化转型，不是原地转身。今年的全球调研结果显示，71%的企业或正在经历颠覆的剧痛，或站在颠覆的边缘。研究还发现，83%的行业部门在2011至2018年间，至少有五年时间处于颠覆的同一阶段，这说明行业颠覆不是一个暂时的状态，而已经成为持续存在的“新常态”。专注于正确的话题，要认清使用新技术的目的，需要从更大的系统视野来观察。数字化转型不是选择题，而是生存题。面向未来，不要一味害怕并且拒绝未来。在很长的时间里，中国的经济发展处于高速运行中，人们已经习惯了赚这个快钱（遇到灾荒时，狩猎捕鱼民族喜欢侵略，农耕民族善于逃荒。），在这个过程中，大家已经忽略了构建长期稳定发展的战略。所以制造企业要实现变革，需要从战略、技术和组织三方面着手。外部环境让很多行业感受到了危机，企业转型的需求已经刻不容缓，但是以工业互联网和5G为代表的新技术应该怎么用，还没有形成统一认知。

制造业转型之前，意识形态先转身：从聚焦客户、变为聚焦市场；从卖产品看短期、变为卖服务看长期；从立足本业、到创造外延或者深化本业才是王道。争取建立“威斯特伐利亚”是关键中的关键，毕竟胜利一定是来源于压倒性的优势。按照《进化论》所说，这些复杂化合物在漫长的时间里经历了各种偶然事件，才变成了最初的简单生命，产业亦如此。

思考常新者以自然为其可靠依据，切不可摒弃自然规律，或是让拖拉机跑在5Ｇ高速公路上？对某一个行业来讲，只有当下最适合的生产方式，不存在是否先进的生产方式。现在开展的5Ｇ应用创新，都忽略一个重要的问题。前期都是示范点建设来开展，5G网络资源都成为标配，客户会觉得免费的就不是最好的。如果没有健全的网络资源配置机制和模型，何来的再造一座城。故在5Ｇ+AICDE解决方案推进中，应采用生态圈方式平衡开展，不被集成为前提，可不参与具体实施，咨询为辅助手段，把重点力量放在网络资源推进和建设上。不在非战略机会点上消耗竞争力量。从原来的初级网络管道销售，到现在管道+解决方案捆绑，应重新回归新网络管道。“天下武功，为快不破”。面向行业需求客户，如何快速部署5Ｇ通信资源才是取胜之道。如何构建安全、自主可控的通信资源才是明智之选。回顾通信行业的发展，需求驱动仍是常态。运营模型就很值得深入研究并大力发展。守正出新，明道取术。反馈与创造力的协同演化机制要及时推进，获得可得性启发。

工业互联网定位为实现“智造”的关键基础设施，而5Ｇ基站或者MCSN等是赋能工业互联网核心基础设施。其中专用5G网络的部署方案有以下几种：企业自建5G局域网（本地5G频率，完全私有，不共享）；移动运营商构建的隔离5G局域网（许可频率，完全私有，不共享）；公网和专网之间的RAN共享；公网和专网之间的RAN和控制平面共享；公网和专网之间的RAN和核心共享（端对端网络切片）。据预测，2022年工业场景的无线连接比例将达到27%，2025年这个数字将超过50%，制造行业中无线替代有线是未来趋势。上述专用5G网络架构各有优缺点，没有一种架构能够适合所有情况。每个企业都可以根据自己的要求以及实施/运营预算来选择最适合自己的架构。另外以国内的2/3的工业资本都是国外资本为主的发展主体。

通信技术的发展是两个轮子驱动不错，但是没有客户和应用，如同雾里看花。无知要比常识更容易产生自信。不过“5G+AI”将驱动制造业变革，这是事实。从5Ｇ接入网的DU/CU分离，垫定通信基础。早期寻找5Ｇ具体应用场景中，有明确过该技改物体的大致属性即中速移动、时延要求高、视频传输量大等。基于AI的信息采集、机器视觉、数据处理等将提升智能制造的自动化水平。而基于5G的工业物联网，使得在时延约1毫秒的超可靠链路上控制关键设备成为可能。在无线边缘通过定制化的本地网络进行本地控制，从而支撑设备的可重构性和灵活性，满足不断变化的制造需求。5G和AI将赋能工厂内不同类型的终端和设备，从低复杂性的传感器、工业机器人到能够显示出机器维修保养信息的面向工业的XR终端。MEC的发展可以独立于5G，但5G的发展离不开MEC。

中国移动发布了“5G+AICDE”计划。其中，“E”正代表了边缘计算，可见MEC在中国移动的5G战略中占据了非常重要的地位。中国移动于2018年成立了边缘计算开放实验室，聚焦发展“4+1”场景。其中“4”代表智能制造、V2X、智慧城市、AR/VR四个垂直行业，“1”代表园区。大家相信园区将成为5G MEC最早商用的场景。这一战略背景指引大家最终选择了海尔作为此次PoC项目的落地工厂。首先，工厂本身就是个典型的园区场景，其次，在这个园区中有着制造流水线作业、视频监控、机器视觉等种类丰富的应用，能够将MEC的价值充分的发挥利用出来。MEC云才是工业互联网真正的云。应用本地化（不向园区外传输数据）、高带宽内容分发和低延迟计算本地化不能很好的发挥出来，谈何MEC发展。介于目前MEC的技术成熟度以及商务服务来看，MEC的进度条仅仅为7%-8%，不能商用和面向市场的技术，定为水中月，镜中花。在连接侧提供5G NR细颗粒度保障，融合MEC下沉的UPF能力，跟进现阶段5G的发展，融合5G NR 空口资源以及基于SBA核心网的UPF下沉的能力，公网与专网的RAN和核心网、控制面的可共享，5G gNB部署在企业侧。

补充一句，5Ｇ工业互联网什么出现建设高潮，谁都不知道？或许就此终结，或许明天就是？不过业内有共同声音，5Ｇ工业互联网还需要2-3年。道理很简单，5Ｇ工业互联网终端（10月23日HUAWEI发布首款5Ｇ工业模组，售价999元）2022才量产。

行百里者半九十不可取。全球电信业狂飙突进，在约20年前达到顶峰，这一历程不无讽刺。其中5G作为数字化社会的关键基础设施，不仅服务于个人用户，还需要满足各行各业数字化转型的需求。除了从技术层面协助制造业转型之外，启发性的倒逼制造业自行进行业务优化，也是转型本质上的一个方向。运营商关于5G建网的整体投资可能超过1.2万亿元以上，比4G相关投资高出68%。国内3家通信企业落实提速降费等要求，流量平均资费降幅已超过30%，降费约3000亿元。海外九大电信运营商：美国AT&T、Verizon、T-mobile、欧洲五大运营商（沃达丰、德国电信、法国电信、英国电信、西班牙电信）、日本Docomo收入，近8年来维持在6000-6700亿美金区间，增长乏力！中国移动前三季度净利润818亿元，同比下降13.9%。瑞典早在3G、4G网络建设中已有共建共享先例（瑞典政府机构 PTS 于 2000 年 12 月免费发放 4 张 3G 牌照，分别发给 Tele2、沃达丰、和记黄埔和 Orange）。根据中国联通与中国电信签署的《5G网络共建共享框架合作协议书》，双方5G网络共建共享采用MOCN（Multi-OperatorCore Network）技术：接入网共享方式， 核心网各自建设，5G频率资源共享，双方将在全国范围内合作共建一张5G接入网络, 将节省联通和电信运营商的5G基站建设数约40-60%，节省较多资本开支与运维费用。

根据测算及中国联通业绩，实行共建共享将为联通电信各节省约 2000 亿元开支。如果采用基于MCSN技术5Ｇ运营模型，某省的117亿（保守10%估计）快速回流资金，复制至20个省份，即可以持平与一家运营商的节省成本，保持竞争新优势。据台湾媒体报道，台湾电信监管机构NCC日前放开了5G共频、共享、共建，并计划近期进一步放宽，让没有获得5G频谱的运营商也能够共频、共网参与5G。最大程度地发挥边缘计算能力及特性，提高用户确定性网络服务体验。浙江移动积极谋求把连接维度、计算方向这两者有效融合到MEC产业中，强连接（包含Qos切片/网络切片）形成VCN为代表的新的趋势，通过SDN/NFV支撑网络切片实现快速网络定制，解决提供差异化网络服务为主；计算侧融入超融合分布计算为主，解决数据异构为导向，其中结合中间件的举措，独立的系统App服务程序，分布式应用App借助这种App在不同的技术之间共享资源，其位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信。实现Sub 6GHz所有频段接入，支撑固网和移动网络上的集成访问，同时完善最短MEC接入网，从gNB到MEC UPF的N3接口服务流提供最短的路径。在现场MEC模式下，需要直接通过园区中的移动承载路由器将N3接口服务流转发到MEC。除了确保低延迟并节省运营商网络上的带宽外，这还确保了企业的关键服务数据不会离开园区。这需要MEC访问路由器通过最短路径转发数据包。逐步完善和迭代成为VCN、MCSN等主流交付方案。

随着科技不断发展，数字经济、数字化转型正在深入各行各业，数字经济占GDP的比重也在不断提升，根据信通院前几年的一个统计数据，我国服务业、工业和农业三大产业数字经济占本行业比重分别是29.6%、17%和6.2%，可以看到过去几年大家国家服务业数字化创新非常活跃，这个产业数字化投资额也不断增加，甚至已经有投资过热的趋势出现，这一点从大家自己切实生活也可以感受到，不管像打车、共享单车、外卖等等这些方面投资活跃度和热度都非常高。

相对而言第二产业制造业和第一产业农业就显得冷清非常多，大家认为除了第三产业，制造业才是未来我国数字化转型的一个主战场。中国被誉为世界工厂，拥有非常完备的制造体系，近几年全球大概有四分之一工业制成品都是来自于中国，制造业数字化转型升级大家认为是推动我国未来经济发展实现弯道超车的关键因素，在目前政策倾斜科技新基建的背景下，工业互联网一定会是一个持续推进的方向。切记不要把工业互联网产业的发展作为秀场来上演，跟风耍把戏，以事实为依据。

鉴于冠状病毒的传播，Omdia对2020年中国工业自动化设备（IAE）市场增长率的初步预测下调1.1%至2％，2021年较2020年增长率小幅增涨0.7%至2.7％。在更严峻的形势下，由于限制性政策和工厂停工政策将持续到2020年2月底，以及整个2020年中期低于预期的工业产量，中国工业自动化设备市场增长率今年可能会下滑至1.5％以下。这次疫情的爆发，似乎使许多中国的终端用户意识到了远程智能、自动化和智能制造在降低生产对劳动力依赖程度的重要性。因此，随着对人工智能、工业物联网（IIoT）、工业互联网以及制造过程中其他变革性技术的需求激增，Omdia预计未来五年中国工业自动化设备市场将迎来迅速增长。2019年，中国占全球IAE市场的19％，Omdia预计，到2024年中国将占全球IAE市场的21％。

根据《2020年国际工业统计年鉴》显示，全球制造业增长率已连续第二年下降，2019年降至2％。中国制造业增加值（MVA）增幅已从2018年的6.2％下降至2019年的5.5％。美国制造业增加值增幅从2018年的3.2％降至2019年的2%。由于贸易摩擦、相互经济制裁、英国脱欧等不确定性以及整体商业环境恶化，制造业面临商品流减速的直接影响。

通讯网络运营商可以从“ 联接”机会开始，向上扩展提供更多的能力或服务。基于全球10个行业的调研和分析，5G作为平台技术给各个行业数字化转型带来广阔的市场空间。各行业中，联接服务的占比从10%到24%不等。且联接份额较高的智慧城市、能源与公用事业、汽车、制造供应链等行业应用也均更为成熟，行业数字化转型的意愿更强烈。在中美大竞争的背景下，欧洲无法置身事外，也不情愿选边站队，而是更希翼能加强欧洲自身的作用。欧洲所奉行的制衡战略客观上起到加强全球多边主义的作用，因此，大家应该多与各方力量沟通，增进了解，增强世界推动命运共同体建设的共识和聚合力量。再看看5Ｇ的后续发展，何况不是呢？

行业数字化通常不会因为通信能力的提升加速，而是会随着生产效率提升而加速。要解决水平通信技术和垂直产业需求之间的矛盾，梯状布局，需要不断地凝聚产业的向心力，促进5G算力网络、5G行业专网能力与产业底层需求的匹配，增强水平通信技术和垂直产业需求耦合的厚度。高阶分工，持续升级数智供给，始终坚持创新合作，提升技术供给质量，增进应用服务水平，实现产业发展空间和可持续性。