深度用云展望2025:新型工业互联网平台参考架构.pdf
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1、2025深度用云展望当前,新一轮科技革命和产业变革正在蓬勃发展,云计算产业在全球市场风起云涌,AI技术加快从理论走进现实,数字化成为每一家企业的转型共识。以云为底座的创新生态,以大模型为代表的创新技术,正在重塑千行万业。面对千行万业的数字化浪潮,云已成为企业数字化升级的必然选择。如何进一步发挥云的价值、抢占创新发展的制高点,加快从“上好云”到“用好云”,是所有企业新一轮数字化飞跃的关键机遇所在。华为云持续践行“一切皆服务”,将华为在数字化转型中沉淀的技术、工具和经验,通过基础设施即服务、技术即服务和经验即服务,以云服务的方式提供给客户、伙伴和开发者,推动行业高质量数字化转型。华为云提出“AI
2、for Industries”,加快AI重塑千行万业。今年,我们发布了盘古大模型3.0和昇腾AI云服务等创新产品和服务,聚焦各行业研发、生产、供应、销售、服务等环节面临的复杂难题,用AI大模型帮助企业解难题、做难事。同时,我们打造的软件开发生产线CodeArts、硬件开发生产线CraftArts、AI开发生产线ModelArts、数据治理生产线DataArts和数字内容生产线MetaStudio,为企业打造了最佳的云上创新平台,让创新触手可及。张平安华为常务董事华为云CEO行业数字化浪潮涌起,先行方能抢占先机。华为云愿做行业同行者,携手各方抢抓技术新机遇,做好行业数字化转型云底座和使能器,加快
3、深度用云,跃升数字生产力。当前,一批数字化先行者已经行动起来,积极探索新理念、新业态、新模式,将云上的创新技术融入核心业务流程,在深度用云中不断提升行业生产经营效率,增强业务竞争力,收获了卓越成果。在政务领域,华为云携手深圳市福田区政务服务数据管理局,上线了基于盘古政务大模型的福田政务智慧助手小福,能够精准理解民众咨询意图,改变传统的一网通办模式,把老百姓的话语转化为政府办事的语言,让城市能感知、会思考、可进化、有温度。在金融行业,邮储银行基于云加速金融核心系统向现代化应用架构演进,通过构建新一代分布式金融核心系统,可实现日均20亿笔交易、峰值6.7万笔/秒的能力,新系统效率平均提升40%,不
4、断提升应用研发和交易处理能力。在交通行业,AI开始进入天津港的港口作业主流程,基于AI求解器的港口智能计划系统将作业计划耗时从24小时缩短到10分钟,可快速应对台风天气、设备故障等突发变化,提升计划的有效性。在煤矿领域,山东能源集团引入盘古矿山大模型,为煤矿的采、掘、机、运、通、洗选等9大业务系统、1000多个细分场景提供智能解决方案,持续改善煤矿工人作业环境,减少安全事故,提升生产质量。目前,盘古矿山大模型在全国其它8个矿井已开始规模使用。行业数字化浪潮涌起,先行方能抢占先机。华为云愿做行业同行者,携手各方抢抓技术新机遇,做好行业数字化转型“云底座”和“使能器”,加快深度用云,跃升数字生产力
5、。序言FOREWORD何宝宏中国信息通信研究院云大所所长风鹏正举海天阔,更扬云帆立潮头。中国信通院愿联合云计算领域各方,凝聚产业力量,共同推动企业迈向深度用云,实现我国云计算领域跨越式发展,筑牢数字中国建设坚实地基。二十大报告提出,要构建新一代信息技术等一批新的增长引擎,打造具有国际竞争力的数字产业集群,加快数字中国建设。云计算作为数字经济发展的核心引擎,对我国数字经济与实体经济融合发展至关重要。过去十年,云计算已从一种IT资源的服务形式演变为企业数字化转型的重要底座,催生企业管理和业务生产模式变革,为企业发展提供源源不断的创新驱动力,我国云计算也呈现出全新特点。市场方面,云计算保持快速发展态
6、势。2022年,我国云计算市场规模达4,550亿元,较2021年增长40.91%。相比于全球19%的增速,我国云计算市场仍处于快速发展期,预计2025年我国云计算整体市场规模将超万亿元。技术方面,云计算关键技术持续创新。云计算骨干企业在大规模并发处理、海量数据存储等关键核心技术和容器、微服务等新兴领域不断取得突破,部分指标已达到国际先进水平,有效满足了亿级用户并发场景下各类复杂应用的需求。应用方面,行业上云用云程度呈阶梯状分布。政务、金融、电信等行业处于成熟期,已从全面上云过渡到深度用云;工业、交通、医疗等行业处于成长期,企业上云热度持续攀升;石油化工、钢铁冶金、煤矿、建筑等行业处于探索期,云
7、平台建设与应用处于规划和发展阶段。未来,随着企业上云范围不断扩大、用云程度逐渐加深,我国云计算发展将在企业战略、服务路径、产业生态方面迎来突破。企业战略“自上而下”,企业用云谋篇布局将进一步深化,持续释放上层政策红利,实现云计算市场可持续发展。服务路径“以终为始”,厂商将聚焦行业实际赋能水平,走向以最终用户为核心、向上满足业务深度用云需求的发展阶段。产业生态“齐心并力”,产业链各方共同探索企业深度用云新模式、新技术和新理念,构建云计算产业健康生态。序言FOREWORD01041117243036435057647184目录执行摘要趋势一 AI重塑千行万业趋势二 数字孪生广泛落地趋势三 工业互联
8、网触达每个角落趋势四 数智融合激发创新趋势五 应用加速实现现代化趋势六 混合多云新常态趋势七 云原生安全与运营趋势八 云服务模式优先趋势九 从建设到卓越运营趋势十 运维即服务未来场景展望行动倡议执行摘要云计算的高速发展给IT产业带来了显而易见的变化,越来越多的行业开始从中获益:政府通过云实现了跨多个委办局的集约化资源建设,降低管理难度;金融通过云实现业务的弹性敏捷,提升服务体验;大型企业通过云容灾和资源池化的能力,提升基础设施韧性。但我们相信云的价值远不止于此!越来越多政府和企业开始实施全面云化的战略,我们已经迫不及待地畅想未来的云上生活:城市成为一个可持续进化的数字孪生体,高效感知和处置城市
9、事件,变得更有温度;更便捷金融服务开始融入人们的日常生活,更懂你我;聪明的道路、智慧的调度让交通出行体验更舒适;电网的发、输、变、用各环节基于海量数据实现高效分析,让绿色能源无处不在;智能的触角深入制造的每一个环节,无人、少人工厂不再是梦想.这些振奋人心的场景并非遥不可及,实际上今天我们已经来到了未来生活的入口。随着政企加速从“业务上云”迈向“深度用云”,以创新释放全行业的数字生产力,这些勾勒的场景将在不远的将来全面落地。为此,华为推出深度用云展望2025白皮书,系统性地阐述我们关于深度用云的思考,并大胆地进行一些关键指标预测。我们希望和产业界一起出发,寻找深度用云的锚点,把梦想变为现实,共绘
10、美好未来。1云已经深入千行万业,成为数字化转型的最佳底座,数字化的深入也激发了越来越多企业更深入地思考云的价值。让我们站在现在一起展望不远的2025年,有哪些激动人心的技术和场景将在政企领域广泛落地,探寻“深度用云”之道,一起释放数字生产力。AI重塑千行万业75的企业将会使用AI大模型数字孪生广泛落地城市与工业2大场景将在数字孪生市场占比73%混合多云新常态91%的企业将使用多云架构部署业务云原生安全与运营80%企业将采用云原生安全服务21672025深度用云展望运维即服务远程专业运维服务的普及率超过65%云服务模式优先专属云和混合云采购中云服务模式占比增长100%从建设到卓越运营企业在云基础
11、设施持续运营上的投资占比将达到45%工业互联网触达每个角落中国工业互联网平台普及率将达到45%应用加速实现现代化75%的国内大中型企业将构建自主软件开发生产线数智融合激发创新55%的大型企业将引入数智融合技术3548109AI重塑千行万业趋势一智能应用大模型的优势政务智能问答金融市场研报矿山安全生产铁路故障检测气象预测大模型L2场景模型L1行业大模型L0基础大模型公文写作辅助坐席防冲卸压3D高分辨率预报政务金融矿山铁路气象开发套件视觉自然语言预测多模态科学计算AI开发平台数据准备模型训练验证评估监控优化模型部署辅助运营专业服务精度高经过海量数据预训练规模化复制上线快小样本微调半自动标注趋势一
12、AI重塑千行万业智能化落地的挑战精度低针对单场景数据训练泛化性差周期长样本获取难工作量大56人工智能自1956年提出概念以来,持续受到业界的追捧,近年来,其技术和商业模式发展迅速,在特定领域已经呈现超越人类的能力。AI技术被越来越多的企业接受,并在一些行业开始发挥重要价值,比如在金融交易场景,AI让风控从依靠变量规则事后控制,走向事中毫秒级实时智慧风控;在交通治理场景,AI提升高峰期路口通行能力,不断优化市民出行体验。但AI距离全面赋能行业创新,仍然存在一些障碍:大模型技术的快速发展,让企业看到推进行业全面智能化的曙光,即从传统面向单任务构建专用模型,向打造支持广泛任务的通用人工智能(AGI)
13、转变。未来,除了以ChatGPT为代表的通用大语言模型外,基于行业专用知识构建的行业专属大模型将得到更广泛的应用,AI将进入重塑千行百业的实用时代。从通用智能到行业智能生产场景样本获取难,需长时间持续累积。同时,大量人工标注和现场持续迭代调优费时费力样本获取难,落地周期长传统经典AI模型是在特定场景训练,遇到政企碎片化的长尾场景时,需多次调优适应新环境,导致落地成本高,无法规模化使用精度低,泛化性差DIVE INTO CLOUD7经过预训练的大模型可以大幅降低有效样本需求,在新业务场景仅需少量业务数据就能完成模型微调和训练,加速AI“工业化”开发并进入企业核心生产系统,创造新的价值。大模型通常
14、由L0基础大模型、L1行业大模型和L2场景化模型构成,具有高泛化性、高精度、低门槛等特点,企业在大模型的建设中,需要结合自身情况,选择合适的大模型和部署方案。AI+行业,创造新价值趋势一 AI重塑千行万业顾名思义,基础大模型可以被视为一切大模型的基础,业界主流的L0基础大模型主要包括五大类:CV视觉大模型、NLP自然语言处理大模型、多模态大模型、预测大模型和科学计算大模型。基础大模型的研发周期长,需要大量的资金和人力投入,研发难度较大,一般只有AI厂商、云厂商和部分大型企业才具备投入的实力。他们通过自建大型算力基础设施,基于海量数据的预训练得到精度较高的模型,这些模型可被用户直接调用,或按需部
15、署到用户本地的平台上,用户只需要关注大模型的参数量、模型能力和精度是否满足自身业务需求。基础大模型,读万卷书8公有云是成本最低的大模型获取途径,企业按需付费即可基于最新的基础模型和开发套件构建自己的大模型。但对于一些政府和大型企业,数据作为核心资产,还需要满足其“数据不出域”的合规要求,此时混合云成为最佳选择。企业将公有云训练好的基础大模型部署到本地,结合自有数据在本地进行小样本增量训练,兼顾安全和成本。其中,计算量大、能耗高的任务部署在中心云,如数据共享、AI开发、训练和模型管理等开发态业务,边缘计算受能耗和计算资源等限制,将主要承担聚焦具体业务场景的计算任务,如AI推理类运行态业务。此外,
16、大模型构建需要依赖大量算力资源,对企业是一个负担,因此企业也可以选择公有云或AICC(人工智能计算中心)提供的AI算力服务,通过开放的框架支持TensorFlow、PyTorch和Mind-Spore等,同时基于开源大模型构建自己的专属大模型也是另一种途径。多云部署,AI无处不在L0基础大模型没有行业属性,在行业中往往难以直接应用,因此需要结合行业知识和数据来构建具有行业特征数据的L1行业大模型,如政务、金融、制造、矿山、气象行业大模型。在L0大模型的基础上,首先使用行业公开数据训练行业通用大模型,但这个大模型也无法100%匹配企业的场景,因此企业需要提供私有化的行业和场景数据,通过二次小样本
17、训练得到精度更高的企业专属大模型。比如,通过训练矿山大模型,覆盖煤矿的采、掘、机、运、通、洗选等业务流程下的多个细分场景,提升井下安全;通过历史气象数据构建气象大模型。L2场景化模型则为企业提供更多精细化场景模型,更加专注于某一个具体的应用场景或特定业务,常见的如政务热线对话、金融知识问答、研发代码生成、制造工艺优化、铁路故障识别等。行业大模型,行万里路DIVE INTO CLOUD75的企业将会使用AI大模型中国人工智能市场空间将超过4000亿元其中基于混合云的AI大模型占比将达到38%AIAI到2025年指标预测9趋势一 AI重塑千行万业AI重塑千行万业趋势一动作识别防冲卸压打钻深度告警边
18、缘推理集团中心云洗煤灰分入洗量磁性物含量分选密度预测精煤质量优化精煤产率预测焦炭质量预测焦炭质量优化中心训练退杆数量统计1洗选煤2焦化配煤3降本提效增安高泛化性,1个大模型覆盖9大专业21个场景识别快,规范性审核从3天缩短到10分钟精度高,模型识别准确率提高20%+数字孪生广泛落地趋势二物理空间虚实对应精准映射协同交互智能推演数字空间数字虚体物理实体遥感影像矢量数据BIM数据物联网数据专题数据城市园区水利工厂医疗全方位立体感知全行业场景应用数字孪生时空应用使能时空信息服务、可视化、模拟仿真、AR地图时空数据融合时空数据存储引擎、时空数据融合计算引擎卫星影像、实景三维建模、BIM建模、AR地图生
19、产时空数据生产DIVE INTO CLOUD1213趋势二 数字孪生广泛落地现代数字孪生源自工业领域,它通过提取物理对象的特征数据进行多维建模和实时仿真,实现物理对象向虚拟数字空间的映射、推演和进化,以可视化方式完成虚实融合与交互,帮助我们从中窥探出未来发展趋势,提升产业生产力。Gartner已连续六年将其列入十大战略性技术之一,同时各国也纷纷将其作为战略方向,推动产业升级发展。如今数字孪生应用已不再局限于工业领域,文旅、社交、水利、建筑、能源等越来越多的行业和场景开始探索,其价值和可行性在一些单体场景已经得到验证。数字孪生并不是一个新的概念,电影黑客帝国里的“矩阵世界”、“元宇宙”和钱学森笔
20、下的“灵境”都与它有关。很早人们就认为这种虚拟与现实映射的技术,将给人类社会带来一场巨大的变革。随着建模、仿真、智能等技术的成熟,产业已经来到爆发的临界点。数字孪生的意义14未来,数字孪生将走向数据交互更多层次、推演进化更精准的复杂智能体,其中最复杂的莫过于城市级的数字孪生。城市是人类文明的结晶,是一个复杂的巨系统,它几乎包含了一切可想象的孪生场景。对城市数字孪生,它需要解决数据采集量大、来源多、建模生产成本高、数据融合难度大等诸多问题。因此,要促进数字孪生全行业场景发展,构建面向城市级的时空多场景数据生产、融合、应用使能的能力至关重要。一切皆可孪生弹性高效的时空数据生产:城市数字孪生首先需要
21、高效、精准的完成多层物理映射模型构建。简单的单体模型叠加将产生大量的重复数据和人工消耗,基于云原生技术构建自动化数据生产线将是解决这一问题的关键。通过分布式计算、模型集成、流程编排、深度学习等关键能力,为用户提供多维模型构建的全生命周期工作流。通过预集成的卫星影像处理、实景三维建模、BIM、AR地图生产等基础数据生产引擎,就能开展多场景多元异构的时空数据融合:为了让城市数字孪生更鲜活,并具备“生命体征”,需赋予城市“灵魂”。以城市多源、多类型的YB级海量数据为基础,政府和企业可以构建多层次时空数据融合框架,形成以基础地理和自然资源数据为基础、以政务数据为主干、以社会数据为补充的一体化的时空数据
22、体系未来,一切皆可孪生。在城市里,数字孪生将各类物联网、公共数据库等资源统一整合,建成与物理城市并行的孪生体,通过对城市空间、公共设施建设、城市治理服务等进行模拟分析与研判,提升城市运行的综合水平和智能决策能力;在工厂里,企业通过数字孪生将生产过程中的相关数据、参数和其他信息进行集成分析,实现现场设备、生产流程的科学管理,从而帮助企业提高生产效率、降低成本、改进产品质量和可靠性。开放易用的时空应用使能:为简化应用开发难度,孵化多样的数字孪生应用,还需要构建时空应用使能的能力。比如,针对时空信息处理、可视化、模拟仿真等共性能力,以服务化方式为第三方提供时空数据访问、检索、分析、管理标准接口,让政
23、府和企业可以高效获取基础地图渲染、三维场景构建的可视化服务和AR地图视觉定位、AR导航等能力DIVE INTO CLOUD时空数据的实时生产和自动化建模,实现物理世界的高清3D重建与还原15指标预测 城市与工业是数字孪生领域的两大场景,市场占比达73%(城市:34%,工业:39%)全球数字孪生市场规模达300亿美元趋势二 数字孪生广泛落地到2025年数字孪生广泛落地趋势二智能应急灾难预防沉浸式文旅体验城市精细化管理流量流速水位视频水质雨量高效数字化制造工业互联网触达每个角落趋势三全场景云边协同全数据智能融合全周期应用开发中心云集团分公司工业数据融合工业智能中枢工业云边协同工业数据采集工业应用开
24、发边工厂/作业区传统PLC设备制造管理系统智能设备3rd物联平台数据分析数据治理数据推理应用管理场站/车间端生产过程可视化质量过程分析&追溯生产能耗优化设备预防性维护制造煤矿电力油气.IT/OT系统垂直紧耦合架构,烟囱式建设系统协同弱接入数据标准不一,难融合数据采不全、质量差数据效率低维护与升级成本高各类系统孤立,能力不共享应用开发难云边端多种级联架构、集约管理工业级高性能数据采集、融合、价值快速呈现低代码开发、经验复用DIVE INTO CLOUD1819趋势三 工业互联网触达每个角落工业是国家竞争力的基石,当前全球工业新旧动能加速转换,新型工业化迫在眉睫。传统的“金字塔”制造分层体系已经难
25、以应对海量异构数据集成、数据挖掘以及敏捷创新的发展要求,工业互联网的诞生正好适应了新型工业化的需要。传统消费互联网本质上是人与网络的联结,网络主体是人,而工业互联网联结的对象是机器、软件、产品、原料、工装及人等工业要素,它将信息技术、通信技术与工业生产深度融合,是工业智能化发展的关键综合信息基础设施。通过构建覆盖全要素、全产业链、全价值链的全新制造与服务体系,工业互联网将助力工业制造进一步提质、降本、增效,实现跨越式发展。从消费互联网到工业互联网20工业互联网经过多年的发展,已成为大型企业数字化转型的重要组成部分。云、大数据和AI的加入,让它比以往更强大、更容易被企业所接受。今天,工业互联网已
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