15201033833
當前，全球工業(yè)互聯(lián)網正加速深化發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網平臺作為工業(yè)互聯(lián)網實施落地與生態(tài)構建的關鍵載體，正成為全球主要國家和產業(yè)界布局的關鍵方向。以GE、西門子為代表的跨國巨頭構建的工業(yè)互聯(lián)網平臺日趨成熟，并加速在全球范圍推廣。
全球正處在產業(yè)生態(tài)構建的關鍵窗口期，打造符合中國特色的工業(yè)互聯(lián)網平臺時間緊迫、任務艱巨、使命偉大。2018年政府工作報告強調，“加快制造強國建設。推動集成電路、第五代移動通信、飛機發(fā)動機、新能源汽車、新材料等產業(yè)發(fā)展，實施重大短板裝備專項工程，發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網平臺，創(chuàng)建中國制造2025示范區(qū)”，這對工業(yè)互聯(lián)網平臺的發(fā)展提出了新的更高的要求。
本質、特征和架構
伴隨著新一代信息通信技術和制造業(yè)的融合發(fā)展，以平臺為核心的產業(yè)競爭正從ICT產業(yè)向制造業(yè)拓展。移動互聯(lián)網時代，以蘋果iOS、谷歌Android等為代表的移動操作系統(tǒng)主導了全球ICT產業(yè)的發(fā)展。
當前，以GE Predix、西門子MindSphere為代表的工業(yè)互聯(lián)網平臺正成為全球制造業(yè)領軍企業(yè)的必爭之地。無論是iOS、Android，還是Predix、MindSphere，其實質均是基于操作系統(tǒng)整合各方資源、構建產業(yè)生態(tài)、鞏固企業(yè)壟斷地位。
(一)工業(yè)互聯(lián)網平臺的本質：基于云的開放式物聯(lián)網操作系統(tǒng)
首先，從技術角度看，工業(yè)互聯(lián)網平臺本質上是工業(yè)物聯(lián)網平臺。GE、西門子推出Predix、MindSphere其實是順應萬物互聯(lián)發(fā)展趨勢，將設備管理和工廠運營作為發(fā)力方向，打造設備互聯(lián)、數據驅動、平臺支撐、服務增值的新制造體系。西門子將MindSphere定位為基于云的開放式物聯(lián)網操作系統(tǒng)，GE主導的工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟(IIC)2017年1月發(fā)布《工業(yè)物聯(lián)網參考架構V1.8》，開始強調“工業(yè)物聯(lián)網”這一概念。
其次，從發(fā)展階段看，工業(yè)互聯(lián)網平臺是工業(yè)云平臺2.0階段，上云對象從軟件上云拓展到設備上云。傳統(tǒng)工業(yè)云平臺強調CAD/CAE、PDM等研發(fā)設計類工具和ERP、CRM、SCM等核心業(yè)務系統(tǒng)上云，工業(yè)互聯(lián)網平臺強調生產制造全流程上云、設備上云，比如，Predix推動航空發(fā)動機、燃氣輪機、醫(yī)療設備上云，MindSphere推動工廠運營上云。
第三，從平臺屬性看，工業(yè)互聯(lián)網平臺是工業(yè)操作系統(tǒng)。Predix、MindSphere向下為連接各類設備提供統(tǒng)一的接口，實現(xiàn)不同設備之間的互聯(lián)互通，向上為各種各樣的應用軟件提供良好的開發(fā)、運營環(huán)境，旨在通過整合“解決方案提供商+應用開發(fā)者+用戶”生態(tài)資源，搶占工業(yè)大數據入口主導權、培育海量開發(fā)者，構建基于工業(yè)互聯(lián)網平臺的制造業(yè)生態(tài)，不斷鞏固和強化制造業(yè)壟斷地位。
(二)工業(yè)互聯(lián)網平臺的特征：網絡效應、馬太效應和替代效應
工業(yè)互聯(lián)網平臺作為新型工業(yè)基礎設施，決定著未來10-15年全球制造業(yè)競爭格局，具有高壟斷性、高成長性和高替代性三大典型特征。
第一，網絡效應。工業(yè)互聯(lián)網平臺連接的人、機、物的數量遠遠大于消費互聯(lián)網平臺連接的人的數量，PTC預測，到2020年IOT設備接入量將達到500億，根據梅德卡夫定律，其帶來的價值也將遠遠超過消費互聯(lián)網平臺，甚至可以說工業(yè)互聯(lián)網平臺“富可敵國”。
第二，馬太效應。工業(yè)互聯(lián)網平臺上的工業(yè)APP和用戶達到一定規(guī)模時，會形成一個雙向迭代、互促共進的雙邊市場，平臺將會在很短的時間內獲得爆發(fā)式增長，形成贏者通吃的競爭局面。誰在工業(yè)互聯(lián)網平臺上先行一步，誰將擁有引領發(fā)展的主導權。
第三，替代效應。工業(yè)互聯(lián)網平臺能夠極大地降低企業(yè)信息化部署的成本和難度，這將可能徹底改變兩化融合的實現(xiàn)路徑，平臺可讓企業(yè)以“快進鍵”一鍵進入綜合集成階段，無論是處于工業(yè)1.0還是2.0、3.0的企業(yè)，都將主動或被動地進入到工業(yè)互聯(lián)網平臺的“快車道”。
(三)工業(yè)互聯(lián)網平臺的架構：邊緣層、IaaS、工業(yè)PaaS、工業(yè)APP
通過分析Predix、MindSphere的平臺架構，工業(yè)互聯(lián)網平臺包括數據采集層、IaaS平臺、工業(yè)PaaS平臺、工業(yè)SaaS平臺。第一，邊緣層是前提。通過協(xié)議轉換、邊緣計算等構建精準、實時、高效的數據采集體系，本質上是實現(xiàn)物理空間隱性數據在賽博空間的顯性化。GE推出部署在現(xiàn)場傳感器、控制器和網關的據采集轉換模塊Predix Machine，西門子推出即插即用的數據接入網關NanoBox，支持多源設備的數據采集以及云端匯聚。第二，IaaS平臺是基礎。IaaS平臺主要是要支撐海量工業(yè)數據的存儲、計算，Predix、MindSphere的IaaS平臺均采用亞馬遜AWS和微軟Azure。第三，工業(yè)PaaS是核心。
工業(yè)PaaS平臺是平臺技術能力的集中體現(xiàn)，也是當前工業(yè)互聯(lián)網平臺競爭的焦點。Predix、MindSphere依托通用PaaS平臺構建的工業(yè)PaaS平臺本質是一個微服務組件池，面向應用服務開放API，支持開發(fā)者以“搭積木”的形式進行調用。第四，工業(yè)APP是關鍵。表現(xiàn)為通過對微服務組件的調用和封裝，開發(fā)出面向特定行業(yè)、特定場景的工業(yè)APP。目前，Predix、MindSpher應用商店中分別匯集了160和50多個工業(yè)APP。
主要問題
我國工業(yè)互聯(lián)網平臺雖然發(fā)展較快，涌現(xiàn)出一批平臺產品和行業(yè)應用，但總體來看建設起步相對較晚、產業(yè)基礎還有待夯實，與國際領先企業(yè)的平臺相比、與建設制造強國的要求還有一定差距，主要表現(xiàn)在：
從平臺建設主體看，缺乏綜合實力較強的龍頭企業(yè)。工業(yè)互聯(lián)網平臺向下整合上萬種類型的裝備，向上承載海量工業(yè)應用開發(fā)，綜合實力較強的龍頭企業(yè)主導才有可能打造基于工業(yè)互聯(lián)網平臺的綜合性產業(yè)生態(tài)，國內缺乏類似GE、西門子等產業(yè)巨頭，尚不具備整合控制系統(tǒng)、通信協(xié)議、生產裝備、執(zhí)行系統(tǒng)、管理工具、專業(yè)軟件等各類資源的能力。與國外平臺相比，國內平臺主要局限于垂直細分領域，數據分析平臺搭建、開發(fā)者社區(qū)建設、商業(yè)模式創(chuàng)新能力仍嚴重不足，全球化的影響力弱于國外平臺。
從平臺建設內容看，產業(yè)基礎能力薄弱。工業(yè)互聯(lián)網平臺是一個涵蓋工業(yè)技術、信息技術的綜合技術體系，需要強大的基礎支撐。我國工業(yè)互聯(lián)網平臺建設基礎薄弱：
一是在邊緣計算層，平臺發(fā)展所必需的智能感知、自動控制、協(xié)議解析、邊緣智能模塊等一系列基礎性產業(yè)高度依賴國外，缺乏完整的行業(yè)數據采集方案。
二是在工業(yè)PaaS層，工業(yè)領域的行業(yè)機理、工藝流程、模型方法經驗和知識積累不足，算法庫、模型庫、知識庫等微服務提供能力不足，導致平臺在功能完整性、模型組件豐富性等方面發(fā)展滯后。
三是在工業(yè)APP層，開發(fā)者社區(qū)建設滯后，工業(yè)APP開發(fā)能力亟需提升，工業(yè)APP開發(fā)與工業(yè)用戶相互促進、雙向迭代的產業(yè)生態(tài)尚未形成。
從平臺建設生態(tài)看，協(xié)同機制尚未形成。
一是產學研用協(xié)同發(fā)展機制尚未形成，平臺協(xié)同研發(fā)與產業(yè)化機制尚未形成，制約著工業(yè)互聯(lián)網平臺的建設。
二是區(qū)域和企業(yè)協(xié)同發(fā)展機制尚未形成，地方推動制造企業(yè)上云的路徑尚不明晰，制約著工業(yè)互聯(lián)網平臺的應用推廣。
三是公共服務體系建設滯后，與工業(yè)互聯(lián)網平臺相配套的安全支撐、測試驗證、標準管理缺乏，制約著工業(yè)互聯(lián)網平臺的高質量發(fā)展。
加快構建生態(tài)體系
工業(yè)互聯(lián)網平臺發(fā)展的機遇稍縱即逝，為避免重蹈PC、移動互聯(lián)網平臺被跨國公司壟斷的覆轍，亟待加快構建工業(yè)互聯(lián)網平臺產業(yè)生態(tài)。
一是加快落實有關政策。組織實施工業(yè)互聯(lián)網平臺培育工程、百萬工業(yè)APP培育工程、百萬企業(yè)上云工程、千萬設備上云工程，打造平臺能力建設與平臺海量使用雙向迭代、互促共進的技術、產業(yè)、人才支撐體系，形成開發(fā)者和用戶雙向迭代的雙邊市場。支持產業(yè)聯(lián)盟、平臺企業(yè)建立面向數據采集、工業(yè)PaaS、工業(yè)APP的測試驗證平臺，開展功能、性能、適配性、安全性、可靠性等試驗驗證服務，為工業(yè)互聯(lián)網平臺大規(guī)模應用提供基礎支撐。
二是推動工業(yè)互聯(lián)網平臺在地方產業(yè)園區(qū)落地。支持工業(yè)互聯(lián)網平臺在“中國制造2025”國家級示范區(qū)、國家新型工業(yè)化產業(yè)示范基地、國家大數據綜合試驗區(qū)、國家級經濟技術開發(fā)區(qū)等產業(yè)聚集區(qū)落地，推動中小企業(yè)核心設備和業(yè)務系統(tǒng)向云端遷移，降低中小企業(yè)信息化建設成本，同時通過海量使用加速平臺在實踐中完善各項功能、提高服務能力。
三是加強開源社區(qū)建設。組織實施開源社區(qū)培育工程，支持龍頭企業(yè)面向行業(yè)共性關鍵技術和工業(yè)互聯(lián)網平臺發(fā)展需求，建設共性開源技術、代碼和開發(fā)工具的開源社區(qū)，建立集體開發(fā)、合作創(chuàng)新、對等評估的研發(fā)機制。開展工業(yè)互聯(lián)網平臺開發(fā)者創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽，積極培育工業(yè)APP開發(fā)者隊伍，加強工業(yè)大數據建模分析、工業(yè)應用服務開發(fā)等復合型人才培養(yǎng)，打造基于平臺的制造業(yè)“雙創(chuàng)”新生態(tài)。
四是構建工業(yè)互聯(lián)網平臺產業(yè)支撐體系。提升自動控制產業(yè)支撐能力，突破核心芯片、驅動器、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網等關鍵器件和技術的發(fā)展瓶頸。實施工業(yè)技術軟件化工程，推動工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)云操作系統(tǒng)、新型工業(yè)軟件等核心技術的研發(fā)和產業(yè)化。夯實工業(yè)互聯(lián)網平臺網絡基礎，推進工廠內網的IP化、無線化、扁平化、柔性化技術改造和建設部署，加快NB-IoT等新型網絡技術部署，加快軟件定義網絡、網絡功能虛擬化等新一代網絡技術研究和部署試點開展工業(yè)互聯(lián)網標識解析體系建設。
袁曉慶
中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院信息化研究中心博士，主要從事制造業(yè)與互聯(lián)網融合、工業(yè)互聯(lián)網、數字經濟等領域研究。參與起草了《國務院關于深化制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展的指導意見》等文件。發(fā)表多篇有關工業(yè)互聯(lián)網深度文章，受到業(yè)界關注。
