华为网络化制造策略研究论文

姓名：刘松润；学号：20009100404 【嵌牛导读】在2021第五届未来网络发展大会上，来自产业界、学术界、研究机构等领域的专家、行业领袖，围绕网络操作系统、6G通信、网络安全、工业互联网等热点话题，共同探讨新型网络技术的攻关与变革。华为董事、战略研究院院长徐文伟就未来网络的研究与突破发表了主题演讲，他特别呼吁：“我们要加强产学研用合作，用数学和系统工程方法推进未来网络研究，以场景需求驱动理论研究、技术创新。我们和合作伙伴一起开展了确定性广域网的研究，取得良好进展，下一步将加速成果转化，为先进工业网络的发展注入新动能。” 【嵌牛鼻子】网络安全 网络技术 工业网络 【嵌牛提问】如何在未来中更好实现产业互联？ 【嵌牛正文】 以下为演讲全文 1.从世界构成的三要素理解未来的挑战与方向 物质、能量、信息是世界构成的三要素，这也是我们把握未来挑战和方向的出发点。下一个十年，联接数量将达到千亿级，宽带速度每人将达到10Gbps，算力实现100倍提升、存储能力实现100倍提升，可再生能源的使用将超过50%。围绕信息和能量的产生、传送、处理和使用，技术需要不断演进。 2.产业互联中的智能机器联接：千亿节点，万亿市场 近十几年以来，消费互联网的蓬勃发展，极大地丰富了人们的沟通和生活，当前按照人口计算的互联网普及率已经达到70%。展望未来，随着5G2B能力的提升、IPv6协议的规模部署，智能机器的联接数量将迎来爆炸式的增长。根据ARM的预测报告，预计2035年全球机器联接累计数量达到10000亿。 消费互联网主要面向人提供联接，而人的感官反应速度是有限的，对于网络质量波动带来的体验波动，人的容忍度较高。比如，消费者可以接受200ms以内的电视频道切换速度，不容易觉察200ms以内的话音通信中断。以机器为主的产业互联网，要求低时延、低抖动的确定性承载。AGV自动导向车要求工业网络时延小于50ms，抖动小于10ms，钢铁行业某些工业控制场景要求工业网络时延小于4ms，抖动小于50us。 3.现场少人化、无人化是趋势，远程集中控制的生产模式需要确定性广域网 我们看到，企业生产系统正在走向现场少人化、无人化，实现降本增效、安全生产，这是必然的趋势。工业控制系统加速走向远程集中控制模式，让操作人员可以在更安全、更舒适的集中控制室完成生产任务，也让大型企业得以在更大范围内实现总部、多基地之间的生产要素调度和优化。 为此，工业控制系统需要走向广域化，工业网络需要同时保证确定性和大网可扩展性。其中的核心技术挑战就是，降低确定性网络调度算法的存储和计算复杂度，使之在大规模网络中可以部署。 4.面向产业互联，提升IP网络的确定性、安全性、灵活性 今天，网络支撑的主体是百亿级的消费互联，2030年，网络支撑的主体是万亿级的产业互联，网络协议面临三个考验。 第一是确定性。需要确定性时延保障能力，通过“网络演算新理论和协议”，将当前尽力而为的网络时延，变为可提前计算的确定时延。 第二是安全性。万物互联的场景下，安全防御体系提出严峻挑战。无人机、摄像机、边缘计算、传感器等大量外挂设备，引入了新的不安全因素，必须构建端到端的内生安全框架和协议。 第三是灵活性。千行百业的需求是多样的，有的需要IP地址长一点，有的需要短一点，必须将固定长度的IP地址，扩展为可灵活定义语义、语法的新IP协议。 而确定性广域网的建模、优化，涉及网络级的排队论，较为复杂，我们希望借助数学工具和系统工程方法，来提供一些帮助。 5.用网络演算理论，为网络确定性进行建模和定量分析 网络演算理论是网络建模和时延分析的重要数学工具，它通过描述流量到达和节点服务的包络曲线，基于最小加代数，计算端到端的确定性时延上限。UCLA大学Cruz教授在1991年的论文中发明了网络演算，后由瑞士科学家Boudec进一步整理、完善。 最小加代数（Min-Plus Algebra）是用于数字电路、通信网络以及制造工业等离散事件系统( Discrete Event Systems)建模的一种数学工具。 基于网络演算理论，由于IP网络存在复用，流间会相互碰撞。所以一个流经过一个网络节点后，突发度会增长，时延和抖动都会增长。而传统IP的聚合调度，流间穿插碰撞、甚至循环阻塞，导致突发度和时延上限，随着跳数滚雪球式开放增长，即便网络轻载时也会出现时延很大的情况。 6.通过系统工程方法进一步优化，解决大规模广域网的确定性 为了解决IP网络的时延不确定问题，几十年了业界做了大量研究，也提出了很多具有确定性保障的技术。但这些技术基本都依赖于在网络节点中维护流状态、或者调度复杂度很高，所以扩展性不好，没有办法应用在大规模网络中。 为了同时解决确定性与可扩展性，我们采用系统工程的方法，采用周期聚合调度，将状态维护在边缘节点、并携带在报文中，避免核心节点的状态爆炸。核心节点仅需维护4个聚合周期队列、调度复杂度为O(1)，同时实现了计算和存储的可扩展性。 7.优化效果：E2E时延与跳数的线性关系，时延抖动与跳数无关 从理论分析来看，相比于传统IP的时延随跳数超线性增长，我们的确定性广域网技术（DIP），其端到端时延上限与跳数呈线性关系，并且端到端抖动是常数，与跳数无关。工程上，我们已经具备能力，达到单跳十微秒级的时延上限，端到端±10us的抖动上限。 8.基于CENI试验网络环境，完成了确定性广域网技术试验 基于网络演算理论，业界在确定性广域网技术取得了一定的突破。 2020年6月，华为与紫金山实验室等合作，在CENI网络进行了确定性广域网技术试验，跨3000公里、13跳设备的网络中，把时延抖动控制在100μs以内。而未启用确定性广域网技术的传统IP流量，时延抖动达到了。需要注意的是，是时延抖动控制在100μs以内。而时延与距离相关，无法缩小。 背景干扰流持续增加时，确定性广域网时延抖动保持恒定，而传统IP流量的时延抖动随背景流增加而增长。 9.基于确定性广域网技术，完成全球首个广域云化PLC场景化技术试验 在过去的一年，我们进一步开展了产学研用合作创新，将确定性广域网技术运用到工业网络场景中，联合紫金山实验室、上海交大、宝信软件开展了广域云化PLC合作，完成了全球首个广域云化PLC场景化技术试验。 试验中，云化PLC部署在上海，采用IP协议、经CENI的确定性广域网联接、在600公里之外控制部署在南京的执行端，在重度背景流量冲击下，广域云化PLC系统正常稳定运行。试验中，网络时延小于4ms，时延抖动小于20us。 值得一提的是，这次试验采用了鲲鹏CPU、欧拉操作系统、以及上海交大提供的基于IEC 61499标准的PLC集成开发环境和运行环境，基于通用计算和标准IP协议，构筑了工控边缘计算节点，实现了全栈国产化系统的雏形。我相信，在向下一代工控架构升级的过程中，国内高校、研究机构还将发挥更大的作用，彻底解决工控系统七国八制的问题。 10.确定性广域网在有限域丰富了IP技术能力集，加速工业网络IP化 确定性广域网是有限域内网络演算和系统工程优化的成果，面向特定的工业场景，丰富了IP技术能力集，使之可以服务更多的工业网络场景。确定性广域网等新的技术能力，和IPv6、5G2B等相结合，将加速工业网络IP化，进一步扩大消费+产业互联网的服务范围。我们可以参考5G的做法，面向不同的场景，提供eMBB、uRLLC等不同的能力集合。 消费互联网和产业互联网的需求不尽相同，我们也可以不断地丰富IP技术能力集，使消费+产业互联网基于通用能力集实现互联互通，同时在有限域内基于增强能力集来服务更多的场景，不断扩大互联网的服务范围。 11.探索端到端系统的确定性：从确定性的网络到确定性的系统 在确定性广域网的研究基础之上，现在，我们也在探索完整的端到端确定性系统。比如，确定性的5G空口、确定性的WiFi、确定性且极致低时延的工业现场网络、以及确定性的主机协议栈等技术，这些研究中需要应用到随机网络演算、鞅论等数学理论，也要用到系统工程优化的方法，利用最少的网络资源，确定性或概率性的满足业务的时延。又如，面向关键应用类场景，探索E2E的确定性系统，不只是确定性网络，也包括确定性的计算、操作系统、芯片、云服务。 12.数学与系统工程方法，还可以发挥更多作用 数学工具和系统工程方法，在未来网络的发展中还可以发挥更多的作用。 如网络级的MBB体验优化，可以借助“网络级香农容量模型”，来实现网络能效最优、用户体验最优。用这个方法，华为协助瑞士Sunrise，在频谱、站点数劣势的情况下，5G网络排名第一，体验是第二名的倍以上。 又比如，在基站的散热系统能耗优化中，通过系统调度优化，理论分析预计，可以降低空调能耗30%，降低站点运行成本10%。下一步，我们还要在实际环境中，验证实际的效果。 还有，在数据中心的算效比优化方面，通过优化数据中心网络，针对特定的计算场景，实现网络零丢包，减少数据重传带来的CPU空耗，可以显著优化算效比。这里面也会涉及到图论等数学方法，以及系统工程优化方法。 13.面向未来开展前瞻性合作，加速产学研用的进程 人类发展的需求以及解决所面临的问题，需要汇集全人类的智慧和创新能力，必须以开放包容、协同创新的机制，跨越挑战。工业界必须与高校和科研机构紧密合作，用工业界的挑战和世界级难题牵引科学研究方向。 面向未来不确定性的创新，我们从三个层面来开展前瞻性合作，加速产学研用的进程。 第一个层面，面向基础科学研究的合作，通过人才Funding战略合作、Gift Funding等举措，支持全球优秀人才，聚焦ICT基础技术领域研究方向，推动基础理论突破。 第二个层面，是面向基础技术研究的合作，通过联合实验室、创新实验室、校级框架协议等举措，以5到10年为周期，以每年百万美元的规模为基线，联合世界级研究人才，构建世界顶级先进技术实验室，开展ICT领域前沿研究，创造与发明重大新技术。 第三个层面，是面向项目技术创新的合作，我们发起了HIRP OPEN、Fellow试错、顾问委员会等项目，把高校科研优势与企业问题场景结合起来，多路径探索，深度合作突破关键技术。 我们希望，基于学术界的理论研究突破，开展技术的研究创新，打造出更加满足用户需求的产品和方案；而用户不断发展的需求和未来场景，也会促进我们更加关注理论突破，合作研究开发新的产品，从而形成产学研用的良好循环，推动产业向前发展，促进社会进步，真正实现我们的愿景，把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织，构建万物互联的世界。

华为，世界财富500强中唯一没有上市的公司，26年的艰苦奋斗，以1000倍的速度飞速扩张，年营业收入400亿美元，15万人的团队，他们敏锐执着、富有激情、卓有成效地工作，他们到底凭的是什么呢?以下是我为大家整理的关于华为公司成功的案例，欢迎阅读!

GSM：

华为与跨国运营商MTN在非洲的广泛合作

作为跨国运营商的MTN，是南部非洲地区的主流运营商，服务于南部非洲6个国家：南非、尼日利亚、乌干达、喀麦隆、卢旺达等。至2003年底，MTN的GSM网络用户已经超过950万。

华为与MTN合作地区已经覆盖尼日利亚、乌干达。成为MTN第二大设备供应商，规模将近200万无线用户。

建设尼日利亚M900/M1800双频网，网络覆盖首都地区，包括阿布贾、卡诺、卡杜纳，实现超高密度城区覆盖，高速公路覆盖、卫星传输、广覆盖等。

泰国AIS GSM网络

在反复比较设备性能、成本和售后服务后，泰国最大的运营商AIS选择华为公司作为设备供应商之一。

至2003年泰国AIS网上华为GSM设备容量已经超过100万用户，覆盖泰国全境，成为网上主导厂商之一。包括泰国多个世界级风景区：清迈、芭缇雅、普吉。建设AIS 900/1800双频网，凭借卓越开放的接口与众多厂家合作。

华为GPRS设备也在AIS网络成功应用，并于其他厂家设备实现平滑对接，用户总量达到140万，AIS全部移动智能网设备为华为提供，智能网用户超过1400万。

2002年，泰国AIS华为GSM/DCS双频网络获得“AIS网络最佳质量奖”。华为移动通信设备运行稳定，快速优质的服务得到了用户的充分肯定，在泰国以及周边市场树立了良好的品牌。

CDMA：

华为公司CDMA服务于葡萄牙

Inquam是跨国移动运营商，总部设在英国，Inquam在英国、罗马尼亚、法国、葡萄牙、摩洛哥等国家运营网络。

Inquam采用华为公司CDMA450设备建设覆盖葡萄牙全国的移动网络，网络容量达30万用户，提供PTT，基于gpsOne定位等特色业务，直接支持EV-DO。Inquam在葡萄牙开通的CDMA 1X EV-DO网络是西欧第一个CDMA网络。

葡萄牙是位于西欧的一个美丽的海滨国家，每年吸引大批度假者。华为公司CDMA2000产品成功进入葡萄牙，是CDMA制式首次应用于西欧发达国家。

服务于美国NTCH的CDMA网络

2004年12月8日美国NTCH公司与华为正式对外发布其品牌为Cleartalk的CDMA2000移动网络。在CDMA技术发源地的美国的成功商业应用，标志着业界对华为CDMA2000系统领先性全面认可。

华为向Cleartalk提供了CDMA2000全套端到端系统，包括MSC、BSC、BTS、HLR、PDSN以及终端。除提供基本的语音业务之外，还将提供短消息，多媒体短信以及1X数据等业务。

NTCH总部位于Los Angles，1999年便开始1900M频段的CDMA运营。NTCH在美国南部16个地区拥有运营权。

WCDMA：

阿联酋Etisalat WCDMA网络

2004年12月，阿联酋电信WCDMA网络正式投入商用。网络由华为技术有限公司承建。阿联酋电信WCDMA网络是世界上第11个商用WCDMA网络，也是中东地区第一个3G网络。仅用3个月时间便完成了全部工程建设并创造了4项世界第一：

全球第一个传统GSM运营商运营的商用WCDMA网络;

全球最早实现了2G/3G间漫游切换，2G网络成功接入3G核心网;

全球第一个投入商用的R4软交换架构核心网;

第一个同时开通预付费和后付费的WCDMA网络。

阿联酋，全球最富裕的国家之一。移动通信普及率高大75%。

阿联酋电信(简称Etisalat)，阿联酋唯一一家电信运营商，世界500强企业之一。

香港SUNDAY 的WCDMA商用网络

香港，全世界最复杂的无线覆盖环境之一。通讯发达，移动渗透率高达120%。

华为公司承建香港SUNDAY WCDMA商用网络，覆盖港岛、九龙、新界及包括离岛在内的整个香港地区。凭借无线设备的优异性能以及网络平台的成熟架构，华为成为SUNDAY WCDMA商用网络的基础网络、手机及业务平台的独家供应商。华为成熟的应用及网络规划 经验 ，共站址、共天线技术，成功解决了香港密集地区的无线覆盖。

如今，SUNDAY已经在香港地区全面推广其优异的3G高速数据业务，3G数据卡由华为提供。

荷兰TELFORT WCDMA网络

荷兰位于欧洲大陆西北部，享有“欧洲门户”之称。荷兰是世界最发达的国家之一，平均ARPU值是欧洲移动市场最高的。Telfort 是荷兰发展迅速、业务领先的移动运营商，被 荷兰“独立的消费者组织”评为荷兰最好的网络之一。

2004年12月8日，中荷两国政府温家宝和首相巴尔克嫩德出席Telfort与华为公司的WCDMA 3G项目合同签字仪式，共同见证了中荷在电信领域的首次合作。

华为公司承建的Telfort WCDMA商用网络，将覆盖荷兰全国。华为提供了创新的、快速建网的分布式UMTS解决方案，不仅解决了机房获取风险的问题，而且帮助运营商节省了长期的运营成本。

“通过考察和认证，TELEFORT选择华为承建覆盖荷兰全国的WCDMA网络。我们很高兴有华为做为我们未来发展的战略合作伙伴。我们相信，先进的技术将给我们的客户提供更好的服务。”――Telfort CEO

为突尼斯提供WCDMA试验服务

2004年6月，华为公司的WCDMA设备为突尼斯提供3G试验俯卧，并将在2005年下半年提供商用服务。

2005年11月ITU组织的WSIS(World Summit on the Information Society)第二阶段会议将在风景如画的突尼斯举行。来自世界各国的政府官员、私人机构以及社会团体将聚集突尼斯。华为建设的WCDMA网络将为举行会议的城市Tunis和Hammamet提供服务。

华为提供包括无线基站系统、核心网、移动智能网、移动数据业务平台及3G手机终端等全套端到端解决方案。整体网络基于R4协议，软交换架构。同时华为还提供丰富的数据业务，包括MMS 、VOD、 VP 、VC、手机看电视等，来自世界各地的人们将通过华为的网络体验精彩的3G世界。

“鉴于这张服务全球政要的网络的重要性，网络的安全稳定性、技术先进性、业务灵活多样性等方面的要求非常严格，最终选择华为，不仅因为华为在3G方面的强大实力，同时华为也是值得信赖的伙伴”――突尼斯邮电中央研究院总裁

毛里求斯Emtel WCDMA 商用网络

毛里求斯位于非洲大陆东部，旅游资源丰富，拥有“阳光之岛”的美称。作为著名旅游岛国和非洲的免税港，人均GDP列非洲之首。

Emtel是毛里求斯著名的移动运营商，以南半球首个第一代模拟移动无线系统提供商而闻名。

经过反复评标，Emtel最终选择了华为。华为提供基于3GPP R4版本的端到端解决方案。并提供丰富的业务：视频通信、语音预付费业务、GPRS预付费业务、高速电路域数据业务、高速分组域数据业务、MMS、位置业务、补充业务。

马来西亚电信TM WCDMA网络

马来西亚人口2000多万，是东南亚著名的旅游和工业国家，移动通讯业务发达。马来电信是马来西亚第一大运营商，拥有全业务运营拍照，在东南亚电信运营市场拥有较高的地位，是东南亚最早获得3G拍照的跨国运营商。

2004年10月，马来电信与华为正式签约建设3G网络。2005年规模商用。马来电信把3G融入马来西亚人民的生活，是马来西亚用户第一次体验了3G的魅力。现在，越来越多的用户通过使用3G业务，体会到3G带来的便利，以及3G时代全新的生活方式。

在网络建设过程中，针对密集城区华为提供了增强覆盖解决方案，帮助Telecom Malaysia进行网络优化，以室内、室外、小基站等多种基站解决方案，满足了复杂城区覆盖的需求。

发展战略 华为坚持以客户为中心，以奋斗者为本，基于客户需求持续创新。

华为积极致力社会经济的可持续发展，努力构建一个人人共享、更加美好的全联接世界，实现人与人、行业与行业、物与物的全面互联。整合全球资源，开展本地化运营，提升当地技术与经济水平，实现整个产业链和行业之间的共赢和可持续发展。

为适应信息行业正在发生的革命性变化，华为围绕客户需求和技术领先持续创新，与业界伙伴开放合作，聚焦构筑面向未来的信息管道，持续为客户和全社会创造价值。基于这些价值主张，华为致力于丰富人们的沟通和生活，提升工作效率。与此同时，华为力争成为电信运营商和企业客户的第一选择和最佳合作伙伴，成为深受消费者喜爱的品牌。

1、华为的一体化战略

(1)、横向一体化战略

在华为的主要营业范围是交换，传输，无线和数据通信类电信产品，在电信领域为世界各地的客户提供网络设备、服务和解决方案。

(2)、纵向一体化战略

华为所面临的通讯信息市场，可谓是竞争激烈，强手如云，华为始终能够在竞争的过程中立于不败之地，占据主动。这要归功于华为灵动的纵向一体化战略的实施。

 前向一体化战略

实施前向一体化战略可以是华为控制销售和分配 渠道 ，有助于改善库存积压和生产下降的局面。

 后向一体化战略

即发展企业原有业务生产经营所需的原料、配件、能源、包装和服务业务的生产经营。 华为先后成立了华为技术有限公司、海思公司，华为赛门铁克公司等从原材料、研发、以及和经销商合作、技术支持和服务等使得华为对原材料的成本、可获性及质量有了更大控制权。在拥有的众多的自主产权、产品和服务的差异化的同时，在于思科、爱立信、北电、贝尔等通讯巨头谈判时有了足够的底气和实力。

(3)、多样化战略—相关多样化战略的选择

华为在电信通信行业内，不断开拓新的产品和技术。

竞争战略

专业化战略

不走多元化发展的道路，华为选择了只做设备供应商，选择的是专业化的发展战略。它定位于“做世界级的、领先的通讯设备供应商。”并写入《华为基本法》，以制度的形式确定下来。

1、将非核心业务外包出去

2、、专业化产品体系

低成本战略

华为的低成本战略：充分利用中国价格低廉而丰富的劳动力资源和原材料成本。从而制造的产品物廉价美。

一、拥有较长时间的成本价格优势;二、较低成本运营优势;三、外购资源投入成本较低;四、技术的进步，进一步减低生产成本;五、进行流程再造，1998年聘请IBM对华为从组织管理、 企业 文化 、产品线等整个企业进来流程再造。进一步提高了企业的效率，降低了生产成本和运营成本。

差异化战略

华为通过提供优质的服务和差别化售后服务优势，快速的反应速度。使自己的产品有了强有力的竞争力。

混合型战略

混合型战略是指低成本地提供优质的差异化产品，然后利用成本优势制定比竞争对手产品更低的价格，通过为买房提供超值的价值来建立竞争优势的战略。 不卖最贵，只卖最好

华为选择的这个战略有自己的优势，2004年，华为以低于竞争对手20%的价格赢得欧洲运营商法国第二大网络运营商Neuf的青睐;

价格优势上差异化产品，华为还在适当的时候直接投资、参股合作或被对方参股，在资本层面上与合作对象相互融合，为买方提供超值服务。

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