行业研究报告-通信行业物联网系列研究之三：工业互联网当机器遇上“智慧”工业互联网崛起

1、2018 年 4 月 1 日通信行业当机器遇上“智慧”，工业互联网崛起物联网系列研究之三：工业互联网行业深度全球工业迎来重构契机，工业互联网崛起随着工业社会发展从规模化向自动化，再向智能化的方向逐步演进，全球 工业发展迎来转型升级的契机。工业互联网基于全面互联而形成的数据驱 动的智能技术，能够将物联网、云计算和大数据等信息技术的充分应用于 工业领域，最终实现对全球工业的重构。工业互联网对未来全球经济影响 巨大，一方面能显著提升劳动生产率；另一方面通过实现整个工业社会链 条中各环节的高度融合进而有效促进资源的合理配置，有望成为继消费者 互联网之后的下一个产业趋势强势崛起。三大因素驱动我国工业互联

2、网发展迈入快车道我国工业互联网的发展面临着三大机遇：1、高端制造能力不足、创新和制 造能力不强以及人口红利下降等因素给我国制造业带来巨大挑战，产业升 级压力促进工业互联网需求日益强烈；2、我国 ICT 产业经历多年发展， 在物联网、5G 和云计算等领域的基础设施正逐步成熟，奠定工业互联网快 速发展基础；3、进入 2018 年，国家政策层面推动力度明显加强，工信部 启动实施工业互联网三年行动计划，并成立工业互联网专项领导小组推进 落地，彰显政府大力布局决心，我国工业互联网发展正式迈入快车道。工业互联网分三层体系，看好网络和平台的投资机遇工业互联网分为“网络”、“平台”和“安全”三个体系，我们重点

3、看好 网络和平台体系的投资机遇。1）网络层面，工业以太网技术具有兼容工业 现场和传统以太网的属性，软硬件资源丰富，易于与 Internet 连接，可实 现办公自动化网络与工业控制网络的“e 站到底”。另外，以 5G 和 NB-IoT 为代表的工业无线技术方案在覆盖能力和信号强度等方面优势凸显，未来 有望广泛应用于工业场景中；2）平台层面，工业设备联网数快速增长导致 工业数据量激增，对海量数据的分析、预测、决策和控制等智能应用以及 企业加速上云将构筑云服务企业核心竞争实力。投资建议：围绕工业互联网细分领域的发展前景，我们推荐东土科技（国 内工业以太网设备和解决方案龙头）、中兴通讯（5G 龙头）、

4、光环新网（A 股云服务龙头）、日海通讯（物联网云平台厂商）和宜通世纪（AEP 平台 聚焦工业互联网）。风险提示：工业互联网技术发展低于预期，工业企业转型升级低于预期2018-04-01通信行业目录1、 全球工业迎来重构契机，工业互联网崛起 51.1、 工业互联网是物联网、大数据和云计算的有机结合 51.2、 工业互联网有望极大提升经济和社会效益 71.3、 智能转型升级在即，工业互联网将重构全球工业 82、 三大因素驱动我国工业互联网发展迈入快车道 102.1、 产业升级需求促进工业互联网落地 102.2、 ICT 产业趋于成熟奠定工业互联网发展基础 112.3、 支持政策频出，政府高度重视工

5、业互联网建设 183、 工业互联网分三层体系，看好网络和平台的投资机遇 203.1、 网络、平台和安全构筑工业互联网“基石” 203.2、 工业以太网实现信息传输“e 站到底” 223.3、 无线组网方式灵活，5G、NB-IoT 将是网络重要通信方式 263.4、 企业加速上云+数据量激增，看好云服务厂商潜力 284、 重点公司推荐 314.1、 东土科技（300353）：工业以太网设备龙头，民用和军工两翼齐飞 314.2、 光环新网（300383）：携手 AWS，开拓工业互联网云平台市场 324.3、 中兴通讯（000063）：持续推进 5G 布局，奠定工业互联信息化基础 334.4、 宜通

6、世纪（300310）：CMP 用户数快速拓展，AEP 聚焦工业互联 344.5、 日海通讯（002313）：“云”+“端”整体布局，打造物联网一体化解决方案提供商 365、 风险提示 422018-04-01通信行业图表目录图 1：工业互联网业务视图 5 图 2：工业和互联网两大视角看工业互联网 6 图 3：工业互联网数据循环 6 图 4：工业互联网影响市场规模估计 7 图 5：工业互联网对能耗影响预计 7 图 6：2020、2030 年全球工业互联网市场规模预测（单位：亿美元） 8 图 7：工业与信息化深度融合是未来发展趋势 9 图 8：工业由“自动化”向“智能化“发展 9 图 9：互联网技

7、术推动制造业“智能化” 9 图 10：各国制造业竞争力驱动因素 10 图 11：中国制造业竞争力相对较弱 10 图 12：中国制造业处在利润空间小的环节 11 图 13：工业互联网是 ICT 发展趋势 11 图 14：中国信息技术产业集群效应逐步显现 12 图 15：20172021 年中国信息技术产业销售收入预测（单位：万亿元） 12 图 16：物联网技术构成 13 图 17：工业互联网是物联网在工业场景的深化应用 13 图 18：物联网 NB-IoT 技术标准推进历程 14 图 19：2017 年物联网对各行业 GDP 的影响（单位：亿美元） 14 图 20：2030 年物联网对各行业影响

8、比例预测 14 图 21：5G 的三大应用场景 15 图 22：5G 对网络各项性能的提升 15 图 23：5G 将大幅提升工业互联网网络性能 15 图 24：企业上云的优点 16 图 25：20142019 年中国传统 IT、云计算投入比例及测算 18 图 26：中国制造 2025规划 19 图 27：中国处于工业 2.0 和 3.0 向 4.0 过渡的阶段 19 图 28：工业互联网体系架构 20 图 29：工业互联网的网络体系 21 图 30：工业互联网应用支撑体系 21 图 31：工业互联网安全体系 22 图 32：OT 与 IT 融合是趋势 23 图 33：OT 与 IT 对比 23

9、 图 34：工业以太网设备组成 242018-04-01 通信行业图 35：工业以太网与商用以太网的异同 24 图 36：工业以太网可实现 “e 站到底” 24 图 37：工业以太网技术将广泛应用于工厂通信网络 24 图 38：工业以太网市场份额（单位：%） 25 图 39：2010 年工业以太网交换机应用领域 25 图 40：2010 年工业以太网交换机市场格局 25 图 41：工业场景有线与无线网络对比 26 图 42：爱立信 5G 智能工厂 27 图 43：NB-IoT 应用场景 27 图 44：华为 eLTE-IoT 智慧工地解决方案 27 图 45：工业互联网平台产业体系 28 图

10、46：工业互联网平台提供 IaaS、PaaS 和 SaaS 服务 28 图 47：海量数据驱动工业云平台的发展 29 图 48：20102020 年 E 全球公有云市场规模（单位：亿美元）及增速预测 30 图 49：20132017 年中国云计算市场规模（单位：亿元）及增速 30 图 50：Jasper 物联网运营服务平台架构 34 图 51：宜通世纪（子公司天河鸿城）运营 Jasper 平台 34 图 52：QuakIoE（垮克云）平台 35 图 53：日海通讯的主营业务 36 图 54：2012-2017 年日海通讯营业收入及增速（单位：亿元） 36 图 55：2012-2017 年日海通

11、讯归母净利润及增速（单位：亿元） 36 图 56：日海通讯发展历程 37 图 57：龙尚科技物联网模组产品布局 37 图 58：龙尚科技全国销售网络布局 37 图 59：2017 年 H1 全球移动物联网模组出货量占比 38 图 60：2017 年 H1 全球物联网模组厂商市场份额 38 图 61：全球排名前 12 物联网平台厂商能力评测 39 图 62：Ayla 敏捷物联网平台 39 图 63：Ayla Insights 产品示意图 40 图 64：艾拉合作伙伴 402018-04-01通信行业1、全球工业迎来重构契机，工业互联网崛起1.1、工业互联网是物联网、大数据和云计算的有机结合工业互

12、联网概念由通用电器公司（GE）总裁 Jeffrey R. Immelt 在 2011 年首 次提出。随后 GE、IBM、思科、英特尔和 AT&T 等美国行业龙头企业联手 组建工业互联网联盟(IIC)，推广工业互联网概念。2013 年 6 月，GE 第一次 将工业互联网概念推向中国。关于工业互联网的概念，各界有相近而不相同的解读。GE 总裁 Jeffrey R. Immelt 将工业互联网定义为一个开放的、全球化的网络，将人、数据和机器 连接起来，并认为它是全球工业系统与高级计算、分析传感技术及互联网的 高度融合。工业互联网通过智能机器间的连接并最终将人机连接，结合软件 和大数据分析，重构全球工

13、业，提高生产率，让世界更快捷、更安全、更清 洁、更经济。图 1：工业互联网业务视图资料来源：工业互联网产业联盟我们认为，工业互联网的内涵可以从构成要素、核心技术和产业应用三个角 度来阐述。从构成要素来看，机器、数据和人共同构成工业互联网生态系统。 从核心技术角度看，工业互联网实现数据价值的技术集成，完成从原始数据 中提取有价值决策信息的，实现数据的使用价值。从产业应用角度看,工业互 联网构建了一个庞大的网络制造生态系统,为企业提供了全面的感知、移动的 应用、云端的资源和大数据分析，实现各类制造要素和资源的信息交互和数 据集成，释放数据价值。从工业视角来看，工业互联网主要表现为从生产系统到商业系

14、统的智能化。 生产系统自身通过采集信息技术，实现设备之间、设备与系统、企业上下游 之间的智能交互，并带来商业活动的优化。从互联网视角来看，工业互联网 表现为从营销、服务、设计等环节的商业系统变革引起生产组织方式的变革。2018-04-01通信行业图 2：工业和互联网两大视角看工业互联网商业系统服务增值供应链协同运营管理优化数据集成分析实时监测监控泛在感知 精准执行精准营销 个性定制 智能服务众包众创 协同设计协同制造柔性制造C2M生产系统资料来源：工业互联网产业联盟一般来说，工业互联网是信息技术在工业场景的应用和延伸，主要包括数据 采集、数据处理和决策三个方面。（1）数据采集与传输：通过前端传

15、感器 实现采集、物联网技术的成熟实现数据的高效、稳定传输；（2）数据分析： 利用云计算平台，实现设备连接管理和数据处理；（3）决策&反馈：基于大 数据分析，对工业场景做出决策，实现从数据“采集-加工-反馈”的闭环。图 3：工业互联网数据循环资料来源：GE总体来看，工业互联网是由机器、设备组、设施和系统网络组成的庞大的物 理世界，能够在更深层面与连接能力、大数据、数字分析相结合，其本质是 将物联网、云计算和大数据等信息技术的充分应用于工业领域，最终实现对 全球工业的重构。2018-04-01通信行业1.2、工业互联网有望极大提升经济和社会效益工业互联网对未来全球经济影响巨大，不仅局限于工业领域，

16、还将延伸至交 通运输、医疗、商业和政府等服务领域。从经济效益来看，工业互联网能显 著提升劳动生产率的和资源优化配置，从而扩大经济规模与优化生产结构。 根据 GE 在 2011 年的测算， 如果工业互联网使美国生产率每年提高 1%1.5%，则未来 20 年美国人均收入将提高 25%40%。图 4：工业互联网影响市场规模估计资料来源：世界银行，2011 年从社会效益来看，工业互联网实现整个工业社会链条中各环节高度融合，实 现以市场为导向，避免各自为战、重复浪费，有效促进资源的合理配置。据 GE 统计：2011 年全球共生产超过 130 亿吨能源（1Btoe 为十亿吨油当量）， 工业互联网和其它新技

17、术的广泛应用可降低能耗 15%20%，社会效益显著。图 5：工业互联网对能耗影响预计资料来源：GE，2011 年2018-04-01通信行业随着顶层设计逐步完善和政府、科研机构以及产业的共同合力，工业互联网 市场成长空间逐步打开。工业互联网将实现工业制造与信息技术的融合，促 进制造业转型升级，带来巨大的社会和经济效益，充分释放互联网带来的红 利，未来有望开辟继消费者互联网后的下一个巨大市场。埃森哲和 GE 联合 发布报告预计 2020 年全球工业互联网市场规模达 5000 亿美元，2030 年全球工业互联网市场规模将有望达 15 万亿美元。图 6：2020、2030 年全球工业互联网市场规模预

18、测（单位：亿美元）1600001400001200001000008000060000400002000002020E2030E资料来源：埃森哲、GE1.3、智能转型升级在即，工业互联网将重构全球工业人类社会从农业社会进入到信息化社会已经历三次重要的科技变革，每次变 革都带来社会生产力水平的极大提升。第一次工业革命开创了以机器代替手 工工具的时代；第二次工业革命促使世界由“蒸汽时代”进入“电气时代”， 并推动石油、化工等一系列产业的发展。第三次工业革命在计算机和信息技 术发展的驱动下，工业实现自动化生产，生产力得到进一步解放。工业社会的发展是从规模化向自动化，再向智能化的方向的转变。在第三次

19、工业革命的推动下，大规模自动化生产已经成为各工业强国主要的生产方 式。随着制造业自动化程度的不断提高，产能日益过剩，企业之间的竞争由 原来的产品增量转移到价值增量。价值增量不仅通过提升传统经济学概念上 的效率和成本获得，而更多通过产品定制和服务于客户的个性化需求来实 现。工业与信息化融合、智能制造转型升级成为企业发展的“主基调”。15000050002018-04-01通信行业图 7：工业与信息化深度融合是未来发展趋势历次工业革命回顾及工业 4.0 展望工业 智能化自动化电气化机械化资料来源：Ofweek，光大证券研究所整理工业 1.0 和 2.0 时代，生产方式的变革主要发生在工业实体领域，

20、以机器代替手工，以新设备代替旧设备，促进劳动生产率的提高。工业 3.0 时代，信 息技术让生产方式的变革重点转移至工业控制领域。工业自动化减少人力的 使用，让工业制造流程达到效率面的要求，但自动化的核心是单纯的控制， 不包括智能分析，自主决策，不具备随时应对市场要求，弹性调整产能、促 进空间有效利用和有效降低生产成本等能力。这些局限性使它难以成为“工 业 4.0”时代的主角。工业智能化是工业自动化、信息化和互联网深度融合的产物。工业 4.0 时代 的智能化工厂的系统将具有自主能力，可采集与理解外界及自身资讯，并可 分析判断及规划自身行为。整体可视技术的实践，结合讯号处理、推理预测、 仿真及多媒

21、体技术，将展示现实生活中的设计与制造。互联网技术得发展和 在工业上的应用推动工业制造实现网联化，并为智能制造奠定坚实基础，开 启智能制造新篇章。机器设备 工模治具传动装置 流水线PLC、计算 机、IT 软件工业互联网 大数据工业 工业 工业 图 8：工业由“自动化”向“智能化“发展图 9：互联网技术推动制造业“智能化”ICT 技术创新制造业相应变革1946 年计算机诞生1952 年数控系统诞生60 年代半导体逻辑元件1969 年可编程 PLC诞生70CAD 技术创新开始60-70 年代计算机图形软2000 年后工业互联网标 件商品化准相继推出1980 年以太网标准诞生80 年代中后期工业现场1

22、982 年 IBM 最早使用总总线发展线技术90 年代 ERPMES 系统80 年代数据库大发展软件出现90 年代互联网迅速发展90 年代电子商务、B2B2004 年进入 web2.0 时诞生代2005 年左右众包概念出2010 年左右云计算、大现，网络营销、B2B 大发 数据、物联网、移动互联展网快速发展2010 年后 CPS 系统、工业互联网、智能制造资料来源：中投顾问资料来源：中国智能制造网，光大证券研究所整理2018-04-01通信行业总体来看，工业互联网融合工业制造与人工智能、信息化等技术，将物联网、 大数据、云计算等新一代信息技术与先进自动化技术、传感技术、控制技术、 数字制造技术

23、结合，实现工厂和企业内部、企业之间和产品全生命周期的实 时管理和优化的新型制造系统。在企业向智能制造转型升级中，工业互联网 将逐步重构全球工业体系。2、三大因素驱动我国工业互联网发展迈入快车道2.1、产业升级需求促进工业互联网落地中国制造业发展迅速，2010 年制造业产值在全球占比超过美国，成为制造 业第一大国。尽管体量巨大，但中国制造的综合实力与发达国家仍有较大差 距，目前以劳动密集型的低端制造为主，在一定程度上限制中国制造业长期 发展。高端制造能力不足、创新能力和制造能力不强、发达国家制造业回流、东南 亚等国家低端制造业产能转移和国内人口红利下降给中国制造业发展带来 巨大挑战。2014 年

24、，中国大陆地区高端技术密集型制造业出口额仅占 42%， 低于美国、德国、日本和英国的 58%、53%、55%和 58%。长期来看，中 国人口老龄化必将导致人力成本的提升，削弱国内制造业的成本竞争力优 势，加速制造业向印度、泰国、越南等国低人力成本国家转移。中国的制造业整体处在利润空间较小、附加值较低的环节，由低端向高端升 级是中国制造业的发展趋势。在产业升级的需求下，工业互联网有望广泛应 用于工业制造领域，从而促进生产效率提升、化解产能过剩、缓解资源、能 源和环境的严峻形势，助力中国工业向高端制造转型升级。图 10：各国制造业竞争力驱动因素图 11：中国制造业竞争力相对较弱世界主要国家的人均年

25、收入（单位：美元）制造业竞争力对比120100806040200美国 德国 日本 韩国 中国 印度资料来源：中国产业信息网，2014 年资料来源：华讯财经，2015 年2018-04-01通信行业图 12：中国制造业处在利润空间小的环节制造业“微笑曲线”资料来源：中投顾问美、德、法、日等制造强国为巩固全球高端制造既有霸主地位，进一步形成 智能时代新的压倒性优势，纷纷依托强大的技术和市场能力，加速工业互联 网布局。中国的制造业关键技术和设备发展相对滞后，利用工业互联网加速 制造业转型升级才能更好地在智能制造时代打造全球竞争实力。在产业升级+国际竞争双重压力驱动下，中国工业互联网发展有望开启新的篇

26、章。2.2、ICT 产业趋于成熟奠定工业互联网发展基础工业互联网的发展基于工业和信息技术的长期积累。信息技术的迅速发展为 工业与互联网结合提供前提，工业以太网、4G 传输、云计算、大数据等技 术环节日趋成熟，成本大幅下降。工业互联网标准制定和系统安全体系创建 是各大技术阵营竞争的焦点，统一标准极大促进工业互联网的推广和应用。图 13：工业互联网是 ICT 发展趋势2018-04-01通信行业中国信息技术产业经过多年发展，逐步实现从“追赶”、“并行”到“引领”， 诞生出以华为、中兴等为代表的全球通信设备巨头，并形成以环渤海、长三 角、珠三角和中西部地区 IT 产业集群，规模化优势凸显。据中投顾问

27、预计， 中国信息技术产业销售收入未来五年（2017-2021）年均复合增长率约为 8.35%，2021 年收入将达到 25.4 万亿元。图 14：中国信息技术产业集群效应逐步显现图 15：20172021 年中国信息技术产业销售收入预测（单位：万亿元）北京黑龙江吉林辽宁河北山东福建湖南 江西湖北 安徽广东广西上海河南山西内蒙古陕西宁夏甘肃青海四川贵州云南西藏新疆江苏浙江海南环渤海地区IT企业集群 北京（集成电路） 天津（电子元器件和移动通信 ） 大连（软件业）中国唯一的“软件产业国际化示范城市”，国家软件产业基地中国内地规模最大，最完善的IT设 备制造基地国家级IC设计产业基地长江三角洲IT产

28、业集群 上海（IC设计） 杭州（IC制造，通信制造） 苏州（IT设备制造）珠江三角洲IT产业集群 广州（软件） 深圳（通信、微电子） 东莞（电脑资讯）中西部IT产业集群 程度（军工电子） 重庆（通信设备） 武汉（光电子产业） 长沙（软件） 西安（光通信、软件）0510152025302017E2018E2019E2020E2021E资料来源：中国产业信息网资料来源：中投顾问中国信息技术产业崛起为中国企业实现自主创新和工业互联网变革提供沃 土。随着中国进入高质量发展阶段，中国将基于 ICT 技术的积累和工业互联 网改造传统产业，打造全球领先的工业互联网平台，助力国内企业实现智能 制造的转型升级。

29、2.2.1、物联网的快速发展加速工业互联网落地和推广物联网是指通过 RFID、红外感应器、GPS、激光扫描器等信息传感设备， 按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实 现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网具备规模性和 实时性量大特征。物联网产品拥有 3 大核心元素：物理组件、智能组件和连接组件。智能组件 增强了物理组件的功能和价值，而连接组件增强了智能组件的功能和价值， 并使一些智能组件存在于物理组件本身之外。这三者构成价值提升的良性循 环。2018-04-01通信行业图 16：物联网技术构成资料来源：物联网白皮书工业互联网是物联网在工业领域的深化应

30、用。物联网不仅是将工业网络扩展 到设备级架构，还包括将安全、运动、机器对机器智能、自动维护资源和企 业连接性融入到目前难以企及的制造智能。从资源管理到智能机器设备再到 预见性维护，物联网的快速发展推动工业互联网的发展进程。图 17：工业互联网是物联网在工业场景的深化应用安全的远程 连接安全的运动 控制网络安全预见性维护资源管理分布式运动控制物联网相关 技术工业互联网工业场景资料来源：电工学习网随着物联网在不同领域应用推广，物联网技术和标准在经历多次融合和更替 后逐步完成发布和冻结，推动与物联网相关的产业链快速发展。2014 年 5 月，华为与 Vodafone 提出 NB M2M 技术。此后，

31、高通分别提出 NB OFDM 标准提出的 NB-CIoT 及 NB-LTE 等相关技术，加速物联网标准推动进程。2018-04-01通信行业2016 年 6 月，3GPP RAN 全会第 72 次会议上，NB-IoT 核心协议完成冻结， 开启低功耗窄带物联网新时代。图 18：物联网 NB-IoT 技术标准推进历程NB-M2M2014年8NB-月高通OFD MNB-CioTNB- LTENB-IoTNB-IoT冻结NB-IoT性能部分的 标准制定NB-IoT一致性测试 标准完成2015年9月2016年6月2016年9月2016年12月2014年5月华 为&沃达丰2015年5月2015年7月爱立信

32、资料来源：电子发烧友网2017 年，工信部正式发布关于全面推进移动物联网（NB-IoT）建设发展 的通知，要求加快 NB-IoT 建设，要求到 2020 年，NB-IoT 网络实现全国 普遍覆盖，面向室内、交通路网、地下管网等应用场景实现深度覆盖，基站 规模达到 150 万个。运营商在物联网基础网络建设方面持续发力，抢占物联网时代先发优势。中 国联通在上海、北京、广州、深圳等 10 余座城市均开通窄带物联网试点，并专门成立 100 亿产业基金推动物联网发展。中国移动提出 139 合作计划,携手产业伙伴在智能抄表、智能家居、智能建筑、市政物联、智能穿戴、交 通物流、广域物联、工业物联等多个垂直领

33、域开展合作。市场调研机构 Technavio 指出，2020 年全球工业物联网市场规模将达到 1320 亿美元，到 2030 年，工业物联网可在全球创造高达 140 万亿美元的经 济效益。物联网则驱动着“产品+服务”商业模式的落地。图 19：2017 年物联网对各行业 GDP 的影响（单位：亿 美元）图 20：2030 年物联网对各行业影响比例预测8007006005004003002001000当前产业采取进一步措施后其它知识密集型服务, 23%制造业, 40%零售/批发, 7%其它知识密集公共服务,型服务, 8%12%资源产业, 10%资料来源：埃森哲资料来源：埃森哲2018-04-01通

34、信行业总体来看，物联网的发展带来包括工业制造领域生产模式的变革，加速工业 互联网相关技术和应用的落地和推广。随着物联网相关技术的变革和政府、 企业对物联网建设快速推进，工业互联网也将逐步进入发展“快车道”。2.2.2、5G 将大幅提升工业互联网网络性能3GPP 为 5G 定义 eMBB(增强移动宽带)、URLLC(低时延高可靠)、mMTC(海 量大连接)三大场景。其中 eMBB 场景主要是速率的提升，未来 5G 标准要求 单个 5G 基站至少能够支持 20Gbps 的下行速率以及 10Gbps 的上行速率， 主要应对 4K/8K 超高清视频、VR/AR 等大流量应用。URLLC 是要求 5G

35、的 时延必须低于 1ms，才能应对无人驾驶、智能工厂等低时延应用。而 mMTC 场景是海量大连接，对应物联网等连接量较大应用。5G 技术的发展极大促 进工业互联网应用在时延、带宽和连接数等方面性能的提升。网络流量的快速增长使传统网络架构不堪重负，5G 是未来网络的重要接入 口。尽管移动网络在人与人的通信方面发展比较成熟，但车辆间通信、远程 控制矿业用卡车，通过大数据分析对城市交通流量进行实时管控，以及 VR（虚拟现实）尚无法实现。工业互联网对网络的延迟、流量和连接数等性能需求提升推动软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）等 5G 技术 成为发展的趋势。图 23：5G 将大幅提升工业互

36、联网网络性能5G高速率、高带 宽和高品质高速率、高带宽和高品质可助力工业互联网融 入移动互联网领域资料来源：无线通信杂志，光大证券研究所整理证券研究报告-15-图 21：5G 的三大应用场景图 22：5G 对网络各项性能的提升资料来源：RFID 世界网资料来源：RFID 世界网5G系统中用户与具备连接功能的终端将成为信 息交互的主体，使智能终端平台属性更为突出， 支持工业互联网客户端应用移动终端可以从底层使工业界各子网的互联更加简单、 方便，且无需耗费更多的维护和管理成本SDNNFV软件定义机器可借助NFV技术，可将制造设备 分类，再对每类设备功能细分，用相同的标准 硬件中的不同软件虚拟不同的

37、机器功能5G开放和统一的综合性平台特征有益于工业互 联网制定跨企业标准综合平台2018-04-01通信行业智能制造发展规划（2016-2020 年）明确指出利用 5G 实现对现有公用 电信网的升级改造，满足工业互联网网络覆盖和业务开展的需要。各主要通 信大国纷纷制定 5G 相关规划，力争抢占下一代通信技术制高点。中国在经 历 1G、2G 发展过程中处于引进、跟随、模仿阶段和 3G、4G 赶超和并行阶 段后，在 5G 方面逐步领跑世界，同时也提出了 2020 年正式实现 5G 商用的 发展目标。我们认为，随着 5G 时代的到来，5G 网络凭借优越的网络性能将 为工业互联网的发展奠定重要的网络基础

38、，助力工业互联网的崛起。2.2.3、企业加速上云，助力工业互联网落地云计算是一种按需分配的 IT 资源供给方式，可以满足对 IT 资源的“即拿即 用”，主要提供基础设施服务，即计算、存储和网络服务。云制造作为一种 新的生产模式，是大数据、云计算、互联网、智能制造和物联网等技术运用 于工业制造领域并进一步向流通、消费等领域拓展的产物，是工业化与信息 化深度融合。企业的 IT 基础设施、IT 系统的资源利用率不高，资源供给不 灵活以及架构更新换代带来的较大成本投入使得企业运营的成本长期居高 不下，向云端迁移能有效降低低成本和实现高效的运营。运用互联网技术和互联网营销模式促进工业化与信息化深度融合，

39、促进制造 业提档升级，这是云制造的重要内涵。而资源整合、产业融合、定制生产是 云制造的三大特性，最终实现企业资源的高度共享，帮助企业降本增效。以 拥有 2000 名员工的英特尔 IT 部门为例，英特尔采取将业务分至私有云和公 有云，实现混合云部署的方法。实行混合型云部署后，英特尔 IT 部门节约约 60%左右的成本。图 24：企业上云的优点云计算弹性易于开发、 部署和维护云上拓展服 务连通性和开 放性按需付费根据用户的负载情况随时动态的调整服务 器实例的数量传统服务器多个安装步骤缩减为服务器租 用和服务器调试两个步骤云服务商是否可以在云平台上给应用提供 更多更好的扩展服务，是云平台的决胜关 键

40、连接性是指与互联网、其它云服务中心、 内部数据中心的连接；开放性指对用户的 软件组件、技术平台、开发语言等要求低云上的服务都是采取按需付费的模式，计 费粒度是否够细致，计费是否精确等等。 都对云平台提出了较高的要求资料来源：中国机械社区，光大证券研究所整理根据企业对云服务的不同需求，“企业上云”的内容分为企业基础设施上云、 企业平台系统上云和企业业务应用上云三大类。（1）企业基础设施上云： 计算资源、存储资源、网络资源、安全防护和办公桌面上；（2）企业平台 系统上云：数据库平台、大数据分析平台、物联网平台、软件开发平台和电 商平台上云；（3）企业业务应用上云：协同办公应用、经营管理应用、运 营

41、管理应用、研发设计等其它应用上云。证券研究报告-16-2018-04-01通信行业表 1：企业上云内容上云范围分类具体内容IT 资源门户网站、数据库、存储资源、计算资源上云基础系统安全防护内容安全、业务安全、网络安全上云 办公协同工作文件存储和备份、协同工具上云 会议系统 会议系统、视频会议系统上云人力资源管理招聘管理、绩效管理、培训管理、薪酬管理上云 财务管理费用管理、税务管理、报销管理上云行政管理云办公、云桌面、云安保 信息管理IT 开发、IT 测试、IT 运维上云 研发设计研发设计、协同开发上云生产MES、ERP、生产数据、应用软件上云 供应链采购管理、仓储管理、物流管理上云营销电商、C

42、RM 和渠道管理、营销】客服上云管理业务资料来源：浙江省企业上云行动计划，光大证券研究所整理同时，我国政府积极出台云计算相关政策，加速企业上云进程。2017 年 11 月，国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见， 鼓励中小企业业务系统向云端迁移。2018 年初，全国两会再提加快推进“百 万企业上云”建议，提出在重点行业领域着力培育 100 万家左右面向特定应 用场景的中小企业典型代表上云；鼓励引入优秀云平台的服务内容，鼓励广 大中小企业尽快运用云平台；大力扶持优秀国产互联网平台、云服务提供商。 在政策有力支持下，产业链各层级加速云化的进程。全国各省市纷纷推进企业上云行动，

43、推动我国云计算产业的发展，助力制造 强国和网络强国建设。青岛打造全国云计算产业中心，全面推进“企业上云” 和云计算产业发展；甘肃继续开展“中小微企业上云行动”；湖南印发湖 南省中小企业“上云”行动计划（2018），支持中小企业上云。表 2：全国各省市积极推进企业上云资料来源：搜狐科技，中国产业信息网，各政府信息网，光大证券研究所整理全球范围内传统 IT 云化的趋势明显，云计算最终将会成为 IT 基础资源，在 IT 支出中渗透率不断上升。IT 支出正在向更高效的配置方式转变，云计算正 在成为新的 IT 资源提供方式。企业上云使企业拥有更强的计算和数据处理能证券研究报告-17-地区具体实施江苏围绕

44、工业云平台、星级“上云”企业、云服务体系、工业互联网 标杆工厂、“互联网+先进制造”特色基地建设等五个方面，大力 推进“企业上云”计划。济南推出济南市“企业上云”行动计划（2017-2019 年）浙江推出浙江省“企业上云”行动计划（2017 年），推进“十万 企业上云”行动计划山东推出山东省实行“云服务券”财政补贴助推“企业上云”实施 方案(2017-2020 年)甘肃开展“中小微企业上云行动”湖南印发湖南省中小企业“上云”行动计划（2018）2018-04-01通信行业力，帮助企业在工业互联网时代实现海量数据的处理和运算，是企业向智能 制造升级的必要条件。图 25：20142019 年中国传

45、统 IT、云计算投入比例及测算120%100%80%60%40%20%0%2014201520162017E2018E公有云私有云2019E传统IT资料来源：中国产业信息网2.3、支持政策频出，政府高度重视工业互联网建设从全球范围来看，以美国、德国和日本等为代表的各主要工业强国分别推进 制造业振兴的计划，抢占下一轮竞争的至高点。2013 年 4 月，德国提出“工 业 4.0”，致力于实现“集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变”， “将制造业向智能化转型”。2014 年 4 月，为响应美国政府“在工业化战 略”，GE、IBM、思科、英特尔等制造业与 IT 巨头纷纷抱团成立了工业互 联网联盟

46、(IIC)，致力于通过新的技术、标准、商业模式重新定义制造业。“中 国制造 2025”拉开工业互联网序幕，致力实现由工业大国向工业强国的转 变。表 3：美国、德国和中国工业互联网布局资料来源：Ofweek，光大证券研究所整理中国的工业制造处于 2.0 和 3.0 阶段，相比与工业强国存在发展相对不充分 和不平衡等状态。工业制造领域的转型升级是政府大力投入和引导的方向。 中国政府早在“十七大”将两化融合政策上升为“促进信息化与工业化融合， 走新型工业化道路”，为未来工业发展指明方向。中国制造 2025规划证券研究报告-18-工业互联网工业 4.0中国制造 2025国家美国德国中国主导者GE,20

47、11西门子、德国政府，2013政府，2015定义工业革命带来的机器、设备和系统网 络与互联网革命带来的智能设备、智 能网络和智能决策间的融合，数据流、 硬件、软件和智能的交互将 CPS(虚拟网络-实体网络技术系统技 术)一体化应用于制造业和物流行业，在 工业生产过程中使用物联网和服务技术（主线）将体现信息技术与制造业技 术深度融合的数字化、智能化制造作 为今后发展的主线效益实现系统、设施、设备组和资产的优 化保持本国制造业的竞争力，提升生产力、 资源与能源利用效率制造转型升级，推动中国制造业从大 国向强国转变2018-04-01通信行业的提出进一步加速了机械、航空、船舶、汽车、轻工、纺织、食品

48、、电子等 行业生产设备的智能化改造。尤其值得重视的是，2017 年 10 月，国务院审议通过深化“互联网+先进 制造业”发展工业互联网的指导意见。2018 年，工信部启动实施工业互 联网三年行动计划，并成立工业互联网专项小组，小组成员多由工信部、发 改委、科技部、财政部等在内的 24 个部门的高级官员组成，充分表明政府 通过建立跨多部门的顶层领导机制来统筹协调我国工业互联网发展的全局 性工作的决心。表 4：中国在工业互联网领域相关政策资料来源：工信部官网，光大证券研究所整理工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，日益成为新工业 革命的关键支撑和深化“互联网+先进制造业”的重要基石，

49、对未来工业发 展产生全方位、深层次、革命性影响。工业互联网作为产业转型升级的重要 举措，在政府高度重视与积极引导下有望迎来快速落地。证券研究报告-19-图 26：中国制造 2025规划图 27：中国处于工业 2.0 和 3.0 向 4.0 过渡的阶段资料来源：中投顾问资料来源：中投顾问时间相关部门政策2015 年 5 月工信部、发改委、科技部、 财政部、质检总局、工程 院等中国制造 20252016 年 5 月国务院深化制造业与互联网融合发展的指导意见2016 年 10 月工信部信息化和工业化融合发展规划（2016-2020）2017 年 7 月工信部、国资委、国家标 准委员会三部门关于深入推

50、进信息化和工业化融合管理体系的指导意见2017 年 10 月工信部高端智能制造行动计划（2018-2020 年）2017 年 11 月国务院关于深化“互联网+先进制造业” 发展工业互联网的指导意见2017 年 12 月工信部工业控制系统信息安全行动计划（2018-2020）2018 年 2 月工信部国家制造强国建设领导小组关于设立工业互联网专项工作的通知2018-04-01通信行业3、工业互联网分三层体系，看好网络和平台的投 资机遇3.1、网络、平台和安全构筑工业互联网“基石”工业互联网可以从“网络”、“平台”和“安全”三个方面来理解。其中， 网络是工业系统互联和工业数据传输交换的基础，实现信

51、息数据在生产系统 各单元之间、生产系统与商业系统各主体间的无缝传递。平台是实现工业智 能化的核心，实现对工业生产过程产生的海量数据的存储、计算和分析，从 而实现机器的智能化。安全主要是网络和与数据在工业应用中的安全保障， 涵盖整个工业系统的安全管理体系。图 28：工业互联网体系架构网络应用支撑 标识解析 网络互连平台设备管理 数据存储 数据集成 数据计算 数据分析安全应用安全 数据安全 控制安全 网络安全 设备安全资料来源：工业互联网产业联盟，光大证券研究所整理（一）网络是工业互联网的基础工业互联网网络主要实现设备接入、协议转换和边缘数据处理三大功能。 设备接入：通过各类通信手段接入不同设备、

52、系统和产品，采集海量数据；协议转换：依托协议转换技术实现多源异构数据的归一化和边缘集成； 边缘处理：利用边缘计算设备实现底层数据的汇聚处理，并实现数据向云端 平台的集成。边缘层通过大范围、深层次的数据采集，以及异构数据的协议 转换与边缘处理，构建工业互联网平台的数据基础。证券研究报告-20-2018-04-01通信行业图 29：工业互联网的网络体系网 络 体 系设备接入基于工业以太网、工业总线等工业通信协议，以太网、光纤等通用协议，3G/4G、 NB-IOT 等无线协议将工业现场8设备接入到平台边缘层。协议转换一方面运用协议解析、中间件等技术兼容 ModBus、OPC、 CAN、Profibu

53、s 等各类工业通信协议和软件通信接口， 实现数据格式转换和统一。另一方面利用 HTTP、 MQTT 等方式从边缘侧将采集到的数据传输到云端，实现数据的远程接入边缘数据处理基于高性能计算芯片、实时操作系统、 边缘分析算法等技术支撑， 在靠 近设备或数据源头的网络边缘侧进行数据预处理、存储以及智能分析应用， 提升操作响应灵敏度、消除网络堵塞， 并与云端分析形成协同。资料来源：工业互联网产业联盟，光大证券研究所整理（二）平台是工业互联网的核心在工业互联网时代，构建存储、集成、访问、分析、管理功能的使能平台， 实现工业技术、经验、知识模型化、软件化、复用化是工业互联网的重要功 能。工业互联网平台可基于

54、通用 PaaS 叠加大数据处理、工业数据分析、工 业微服务等创新功能，构建扩展的开放式云操作系统。工业互联网平台可提供：工业数据管理能力，将数据科学与工业机理结合， 帮助制造企业构建工业数据分析能力，实现数据价值挖掘；把技术、知识、 经验等资源固化为可移植、可复用的工业微服务组件库，供开发者调用； 构建应用开发环境，借助微服务组件和工业应用开发工具，帮助用户快速构 建定制化的工业 APP。图 30：工业互联网应用支撑体系在制品资料来源：工业互联网产业联盟个性化定制服务化转型智能化生产网络化协同个性化定制服务化转型专用工业互联网应用公共工业云平台专用工业云平台互联网/移动网/专线工厂云平台（及管

55、理软件）工厂控制系统智能机器智能机器智能机器应用支撑 协议证券研究报告-21-公共工业互联网应用智能化生产网络化协同2018-04-01通信行业（三）安全是工业互联网的保障工业互联网安全可以从工业控制及系统和互联网两个角度分析主要包括设 备安全、网络安全、控制安全、应用安全和数据安全。工业网络基础设施、 控制体系、工业数据和个人隐私、智能设备以及工业应用的的安全保障将成 为未来发展的重点。图 31：工业互联网安全体系工厂外网应用安全智能工厂工业云平台设备安全智能传感器 工业机器人 智能仪表资料来源：工业互联网产业联盟总之，工业互联网的核心是基于全面互联而形成的数据驱动的智能，网络、 平台、安全

56、是工业互联网的基础和支撑。工业互联网网络通过互联网、5G 和物联网等通讯技术实现设备的互联互通，平台通过利用 IDC、云计算和大 数据实现对数据的储存、管理和分析，安全为设备的顺利运营提供保障。网 络、平台和安全是构筑工业互联网的三大“基石”。3.2、工业以太网实现信息传输“e 站到底”工业互联网网络互联体系包括工厂内部网络和工厂外部网络。工厂内部网络 用于连接在制品、智能机器、工业控制系统、人等主体，包含工厂 IT 网络和 工厂 OT（工业生产与控制）网络。工厂外部网络用于连接企业上下游、企 业与智能产品、企业与用户等主体。工厂内和工厂外通信网络的一体化导通 是工业互联网网络体系的发展趋势。

57、工厂内部 IT 网络和工业 OT 网络之间标准不同，难以实现互联互通。另外， 工厂的静态配置网络和刚性组织方式难以满足用户定制和柔性生产的需要， 扁平化、IP 化、无线化将是工业互联网时代工厂内部网络发展方向。大量的 工业企业外部网络已经实现产品销售和供应链管理等环节外部联通，在工业 互联网时代将实现个性化定制、远程监控、智能产品服务等全新制造和服务 模式。在工厂内部管理扁平化的趋势下，工厂内两大系统IT 和 OT 将实现深度融 合。企业管理系统 IT 人员可实现对现场的掌控，现场 OT 专业人员能很迅速 获得对来自企业管理层的指示。融合打通企业管理和工业控制层的信息孤 岛，促进企业透明化运作

58、。控制安全SCADADCS/FCSPLC网络安全数据安全证券研究报告-22-2018-04-01通信行业图 32：OT 与 IT 融合是趋势图 33：OT 与 IT 对比资料来源：Ofweek，光大证券研究所整理资料来源：中自网网络接入、数据采集和预处理构成工业互联网“神经末梢”，是实现工业互 联网各项功能的基础。网络扁平化、IP 化和无线化将成为工业互联网时代网 络体系的发展趋势。工厂内部 IT 与 OT 网络的深度融合，以及工厂外部网络 与内部网络的导通也将在工业互联网时代快速实现。现场总线、工业以太网和工业无线是目前工业通信领域的三大主流技术。现 场总线的开放性和互操作性难以统一，工业以

59、太网技术既满足工业现场的需 要又兼容传统以太网，为多种的编程语言所支持，软硬件资源丰富，易于与 Internet 连接，实现办公自动化网络与工业控制网络的无缝连接。表 5：现场总线和工业以太网技术对比资料来源：电子工程世界网，光大证券研究所整理工业以太网交换机是构成工业通信网络的核心设备，以工业以太网为架构的 工业控制通信系统包含工业以太网交换机、工业集线器、工业传输转换模块 和工业连接器、光缆和电缆等。一条完整的自动化生产线通常由 PLC、系统 控制软件、工业机器人等构成，并通过工业以太网连接成统一整体。工业以太网交换机是可以满足工业现场需要，技术上与商业以太网交换机兼 容，而实时通讯、可靠

60、性、稳定性、安全性、环境适应性等各方面要求高于 商业以太网交换机的一种以太网设备。相对一般以太网而言，工业数据传递 的实时性要求很高。工业以太网有 QoS（服务质量协议），它能够支持优先 级，识别优先发送级别，最终实现实时、可靠的数据传输。管理信息、自动商务处理交 互 或 批 量 处 理 、RDBMS 或文档网页浏览器、终端、键盘CIO、计算机研究者、金 融、采购公司网络、基于 IPERP、SCM、CRM、E-mail管理资产、控制技术流程事件驱动、实时、嵌入软 件、规则引擎传感器、编码显示工程师、技术人员控制网络、基于 IP 和无 线SCADA、PLC、控制系统ITOT目标架构接口操作连 接