5G+工业互联网边缘计算行业研究

报告综述:

1 边缘计算行业概况

边缘计算行业简述

随着5G在产业中的深入应用,边缘计算作为不可缺少的配套设施也成为业界热点。

边缘计算作为5G和工业互联网关键技术之一,将数据处理和数据存储放在网络边缘节点,以分布式计算的形式处理业务。5G+边缘计算为工业互联网提供了一个强大的云边一体化系统,在移动网络边缘提供 IT 服务和计算能力。

目前数据在公共云和私有云传输和处理对带宽的要求越来越高,预计在未来5年将对数十亿台工业联网设备提供支持,并要求超低的网络延迟。

将高性能计算,存储和网络资源放置在尽可能接近最终用户和设备的位置,从而实现低时延高可靠,降低数据传输成本和提高数据时效性,为垂直行业带来新的价值。

边缘计算通过本地化数据采集和计算,在最终用户附近存储大数据以及运行应用程序,靠近数据源可以避免因距离远、容量限制、多个网络跃点等带来的网络延迟。

5G与边缘计算融合

MEC是实现5G超低时延的关键技术之一,ITU、3GPP、CPRI对低时延进行了规范。

5G网络架构中UPF下沉,MEC和UPF结合,部署在近基站侧,降低5G回传时延。

边缘计算智能制造中的应用

工业高清视频、工业控制以及图像分析等实时性要求高的业务需要边缘计算实现。

  • 边缘计算减少了网络传输的延迟时间,使制造流程更快。部署在边缘计算服务器上的工业APP加强了时间敏感性,为实现工业设备实时控制和智能化提供了必要条件。
  • 边缘设备可以运用机器学习模型来预测工业设备的运行状态,如果边缘设备确定设备的故障可能会触发停止或降低运行速度,可以将结果反馈工厂制造管理系统,以评估潜在的实时故障,在机器过热之前关闭机器或调整运行参数。
  • 边缘计算允许更快,更深入地获取工业大数据,并从中筛选用于机器学习的有效数据资源,通过各类工业模型来提高运营效率。
  • 最终目标是采集大量数据,开发有效数据价值,提高效率,并防止了安全隐患,并减少对隐患对工厂车间的干扰。

3 边缘计算行业市场分析

3.1 全球市场规模发展迅猛

随着行业数字化速度加快,计算能力下沉是必然趋势,边缘计算全球市场规模迅速增长。

  • 全球边缘计算市场规模2019年达到28亿美元,预测到2024年市场规模将达到90亿美元,到2027年达到183亿美元,年复合增长率达到26.5%。
  • 工业互联网等跨行业应用对边缘计算市场规模增长起到了促进作用。
  • 随着5G在工业的应用落地,对高可靠和低时延等网络要求融入解决方案的需求不断增加,以及工业数据量和网络流量指数级增长,边缘计算成为产业关键技术。
  • 随着行业需求的迅速增加,轻量级架构和系统解决方案对边缘计算效率的提升为市场规模的快速增长的另一个重要因素。

边缘计算在不同行业的应用将为相关硬件市场创造巨大的价值和潜力。

  • 2019年边缘计算为全球硬件行业创造了1750亿美元的价值,预计到2025年将创造2150亿美元的价值。
  • 涉及的硬件包括边缘计算设备(传感器、设备固件、存储器、处理器等)以及边缘计算在不同场景应用所相关的硬件价值链。

3.2 5G是MEC市场增长的新动力

  • MEC作为5G低时延架构中最重要的设备,是边缘计算市场新的增长点全球MEC(Multi-access Edge Computing)投资规模2019年达到6.7亿美元,预测到2024年投资规模将达到52亿美元,年复合增长率达到135%。
  • MEC高速增长得益于未来5年5G的大规模应用。
  • 为了保证5G网络低时延,在5G架构中,MEC将部署在近基站侧,预计未来5年,全球5G基站数量将超过1000万个,使MEC有非常大的市场空间,预计全球将部署3400万个MEC系统。

随着5G、物联网等技术的规模化应用,产业对边缘计算的需求增长迅速。

  • 中国边缘计算2018年市场规模77亿元,2019年上升到123亿元,预计2021年增长到325亿元,年复合增长率超60%。
  • 近几年物联网技术应用规模化,边缘计算需求逐渐上升。
  • 中国在5G网络部署的全球领先地位,以及5G在工业互联网、车联网等产业的加速应用,云计算模式已经无法匹配产业需求,边缘计算+云计算的IT架构将成为主流,未来中国边缘计算市场空间巨大。

3.3 5G规模化部署扩大MEC市场空间

MEC下沉到5G基站的部署模式给边缘计算带来了新的市场潜力,且市场空间非常大,特别是在中国。

  • 未来部署边缘节点的数量是确定边缘计算中整个生态系统投资的关键因素。由于该技术仍处于早期阶段,且所需的边缘硬件数量最终受边缘计算应用场景发展的影响,目前还没有明确的数据信息。
  • 即便在五年的时间内,这种不确定性依然存在,通过行业内主要公司的需求调研,近半数的公司期望一个边缘节点支持6到50个基站,表明从长远来看许多边缘节点将部署在靠近基站或汇聚点(基站群)。
  • 从成本角度来看,一个边缘站点支持更多的基站,可以显著降低部署边缘技术的总成本,但是如果分布式边缘云深入到企业内部,边缘节点的数量可能会超过基站的数量。

3.4 工业互联网领域云计算市场规模

工业互联网行业用于边缘计算的投资呈现快速增长趋势。

企业通过边缘计算来进一步提高智能制造系统的响应速度和稳定性,是智能制造领域边缘计算规模增长的主要因素。

工业互联网应用的普及以及工业数据指数级增加不仅会加大企业对云计算的需求,也会对边缘计算实时处理和存储的能力提出更高要求。

亚洲、北美、欧洲是制造业重要的发展区域,用于工业的边缘计算市场规模发展也最快,特别是亚洲,作为中国制造业中心,在政策和产业的支持下,工业互联网迅速推广,边缘计算市场占全球1/3。

4 边缘计算产业链

边缘计算产业正进入高速发展期,产业生态逐渐形成,上下游合作增强。

  • 上游主要包括软硬件基础设施,涉及芯片到服务器提供商以及边缘软件架构。
  • 中游主要是提供边缘服务,主要有三类企业:边缘计算服务平台、运营商MEC以及云计算服务下沉企业
  • 下游以边缘计算应用为主,随着5G在产业的应用需求增加,工业互联网在工业各个垂直行业的解决方案将集成边缘计算来解决特殊场景需求。

传统运营商以提供网络服务为主,产品类型单一,在提速降费、携号转网的大趋势下,管道化服务缺乏用户粘性,通信业务收入持续走低,在加上微信等第三方通信增值服务的替代,使运营商陷入发展瓶颈。

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