新一代企業(yè)數(shù)字化整體架構(gòu)下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

近年來，眾多的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在市場(chǎng)上如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)數(shù)量已經(jīng)超過150個(gè)。在中國(guó)，預(yù)計(jì)在近一兩年內(nèi)還會(huì)有更多的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)出現(xiàn)。如此之多的平臺(tái)背后，是寶貴的信息化資源在企業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的大量投入。

在中國(guó)市場(chǎng)，一個(gè)值得關(guān)注的現(xiàn)象是，盡管信息化在企業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用水平關(guān)系到中國(guó)作為制造大國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)力，但與消費(fèi)者領(lǐng)域的信息化應(yīng)用相比，兩者的從業(yè)企業(yè)無論是在營(yíng)收規(guī)模、資本認(rèn)可和人才流向等方面，前者都處于非常劣勢(shì)的地位。

做一個(gè)簡(jiǎn)單的比較：如果以市值來衡量，國(guó)內(nèi)做企業(yè)軟件的老牌公司用友，與做消費(fèi)者軟件為主的騰訊，或者是阿里相比，前者不到后者的百分之一。正因?yàn)槿绱司薮蟮牟罹啵谄髽I(yè)信息化領(lǐng)域里投資的每一分錢，在邁向「中國(guó)制造2025」的道路上，都顯得彌足珍貴，值得我們認(rèn)真研究，力爭(zhēng)發(fā)揮出最大的效益。

為什么「工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)遍地開花」，而「工業(yè)4.0平臺(tái)寥寥無幾」？

盡管工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)來自美國(guó)的只有5年歷史的新概念，但一個(gè)十分有趣的現(xiàn)象是，與幾乎同一時(shí)期來自德國(guó)的工業(yè)4.0相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在很短的時(shí)間里就已經(jīng)遍地開花，而號(hào)稱能夠?qū)ν馓峁┕I(yè)4.0平臺(tái)的企業(yè)卻寥寥無幾。

雖然很多人都認(rèn)為，「德國(guó)工業(yè)4.0」和「美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)」異曲同工，德國(guó)和美國(guó)雙方的專業(yè)組織也在積極就「工業(yè)4.0參考架構(gòu)模型RAMI」和「工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)IIRA」進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接。但是為什么會(huì)在市場(chǎng)表現(xiàn)上有如此大的差別？

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)雖然最早來自從事工業(yè)裝備制造的通用電氣公司，但它所采用的標(biāo)志性技術(shù)（如下圖所示），除了智能設(shè)備技術(shù)之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和分析技術(shù)都是典型的IT技術(shù)。

而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，則是直接使用了IT技術(shù)中發(fā)展多年并已相對(duì)成熟的云計(jì)算技術(shù)，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供集約化和商品化的交付手段，讓企業(yè)可以快速應(yīng)用。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中使用的這些IT技術(shù)，近年來隨著云計(jì)算、開源軟件和人工智能算法的發(fā)展，其建設(shè)成本已經(jīng)逐漸下降到非常低的水平。如下圖所示，據(jù)估算，2016年在美國(guó)開辦一家類似的從事互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的初創(chuàng)公司，通過直接購(gòu)買云服務(wù)、使用開源軟件和公開的人工智能算法，其啟動(dòng)資金已經(jīng)從2000年的500萬美元降低到5000美元。換句話說，如果你有一個(gè)很好的對(duì)電機(jī)類設(shè)備故障數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)診斷的想法，只需要很少的啟動(dòng)資金（可能就是硅谷程序員一個(gè)月的工資），就可以搭設(shè)一個(gè)服務(wù)收費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，然后在它上面逐步完善自己的算法。

由于這類平臺(tái)的核心是知識(shí)，而知識(shí)的本身具有高度抽象性，無需過多地考慮電機(jī)之外企業(yè)所處的環(huán)境，所以起步相對(duì)比較容易。

圖：開辦一家互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的初創(chuàng)公司的啟動(dòng)資金

然而工業(yè)4.0的技術(shù)和實(shí)現(xiàn)手段，看上去要比工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜得多。無論是工業(yè)4.0強(qiáng)調(diào)的從企業(yè)管理層下鉆到工廠設(shè)備層的垂直集成，跨供應(yīng)鏈上下游部門、組織和企業(yè)的水平集成，還是覆蓋研產(chǎn)供銷服的產(chǎn)品全生命周期的端到端集成，以及人機(jī)互動(dòng)技術(shù)等等，涉及到企業(yè)的方方面面。

在一條生產(chǎn)線上，除了電機(jī)之外，可能還有其他幾十種設(shè)備。除了考慮設(shè)備之外，還要考慮生產(chǎn)線的生產(chǎn)計(jì)劃、執(zhí)行、物流、質(zhì)量…等等。

這些東西在不同的企業(yè)之間的差異很大，或者說個(gè)性化程度非常高。這就是為什么開發(fā)出一個(gè)針對(duì)電機(jī)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)相對(duì)容易，卻面向企業(yè)的工業(yè)4.0平臺(tái)則要困難得多的緣故。圖：工業(yè)4.0的核心技術(shù)

今天很多的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)際上是建立在工業(yè)4.0之上的一種智能服務(wù)

分析到這里，給人的感覺是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè) 4.0完全不在一個(gè)層面上，前者提供的是點(diǎn)上的技術(shù)，后者是面向整個(gè)企業(yè)的技術(shù)。但實(shí)際上，作為執(zhí)掌全球制造業(yè)牛耳的美國(guó)和德國(guó)這兩個(gè)國(guó)家，在考慮下一代制造業(yè)發(fā)展技術(shù)的時(shí)候，并沒有這么大的不同。我們感受到的差異，更多的是市場(chǎng)包裝側(cè)重點(diǎn)的不同。

實(shí)際上，在上圖中通用電氣公司給工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)定的目標(biāo)里，特別強(qiáng)調(diào)「1%的力量」。這是一種“百尺竿頭，更進(jìn)一步”的提升。如果能將這「1%」應(yīng)用到整個(gè)行業(yè)，會(huì)帶來可觀的收益。盡管「1%」看似很小，但工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所實(shí)現(xiàn)的這「1%」，是通用電氣窮盡了各種管理手段和技術(shù)手段之后的創(chuàng)新之舉，需要有很多的前提條件和支撐，而絕不是一個(gè)接上電纜、打開水龍頭就可以用的入門級(jí)技術(shù)。

在這「1%」背后，與工業(yè) 4.0一樣，同樣需要企業(yè)實(shí)現(xiàn)垂直集成、水平集成和產(chǎn)品全生命周期的端到端集成。打個(gè)比方，工業(yè) 4.0是「百尺竿頭」，而「工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)」就是那「更進(jìn)一步」。

實(shí)際上，如果我們將德國(guó)工業(yè)4.0和美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的功能合并為一個(gè)大的集合，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)絕很多的功能都是相似相通的。通用電氣推出的Predix平臺(tái)，則是其中的一小部分。大量的基礎(chǔ)功能、配套功能和其他功能，都不在Predix當(dāng)中。

例如，通用電氣在 Predix之外，也提出了與工業(yè) 4.0類似的一些概念，如數(shù)字化雙胞胎、數(shù)字化線程等等，它們與工業(yè) 4.0的三大集成技術(shù)有異曲同工之妙。這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，需要由分布在企業(yè)的研產(chǎn)供銷服各環(huán)節(jié)的一系列應(yīng)用軟件來協(xié)同完成。這些軟件都落在企業(yè)應(yīng)用軟件廠商的產(chǎn)品范圍中，而非通用電氣所能。

換句話說，Predix可以看做是建立在工業(yè) 4.0之上的基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的智能服務(wù)。Predix對(duì)于通用電氣的真正效力，離不開通用電氣內(nèi)部完善的大量的第三方信息系統(tǒng)的支撐。但是，在市場(chǎng)宣傳上，有意無意地，形成了一種誤區(qū)，就是只要接入了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，企業(yè)就實(shí)現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，就可以實(shí)現(xiàn)「1%」的全行業(yè)提升，這其實(shí)也是很多平臺(tái)供應(yīng)商樂于看見的誤區(qū)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代企業(yè)數(shù)字化整體數(shù)字化架構(gòu)的一個(gè)子集

總地來說，我們今天所了解的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，是更大的新一代企業(yè)數(shù)字化整體架構(gòu)的一個(gè)組成部分。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所借助的很多技術(shù)，無論是云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)還是分析技術(shù)，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念被提出來之前，在傳統(tǒng)的企業(yè)信息化應(yīng)用領(lǐng)域中，早就已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，進(jìn)一步推動(dòng)了 IT/OT融合的、以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)數(shù)字化技術(shù)為特征的企業(yè)數(shù)字化整體架構(gòu)。換句話來說，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，是這個(gè)架構(gòu)的一個(gè)子集，或者說是一個(gè)映射。

以云計(jì)算為例，以企業(yè)信息化應(yīng)用的 SaaS為例，早在近20年前就已經(jīng)在業(yè)界出現(xiàn)。經(jīng)過這十幾年的發(fā)展，企業(yè)信息化應(yīng)用從 on-premise向 SaaS遷移的趨勢(shì)已經(jīng)十分接近顛覆的臨界點(diǎn)。CRM在 2016年已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)了SaaS對(duì) On-premise的反超；在 2021年左右，在 ERP這一企業(yè)信息化的標(biāo)志性應(yīng)用市場(chǎng)上，也將出現(xiàn)同樣的轉(zhuǎn)換。與此同時(shí)，借助 SaaS化的進(jìn)程，企業(yè)應(yīng)用軟件也同步完成了面向數(shù)字化的改造，從過去僅支持業(yè)務(wù)流程的「小數(shù)據(jù)」，擴(kuò)大為支持整個(gè)企業(yè)經(jīng)營(yíng)環(huán)境的「大數(shù)據(jù)」，即所謂的企業(yè)信息化應(yīng)用的「數(shù)字化核心」改造過程也已經(jīng)基本完成。

圖：企業(yè)應(yīng)用軟件市場(chǎng)的 On-Premise向 SaaS的遷移趨勢(shì)

在這樣一個(gè)更宏大的波瀾壯闊的背景下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，以工業(yè)大數(shù)據(jù)為血液，打通了底層物理設(shè)備的 OT系統(tǒng)到上層管理控制的 IT系統(tǒng)的經(jīng)絡(luò)，從 IT/OT融合的角度，進(jìn)一步推動(dòng)了企業(yè)數(shù)字化整體架構(gòu)的落地和普及。從企業(yè)建設(shè)路線圖的合理性來看，我們不應(yīng)該孤立地來看工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè) 4.0或者企業(yè)云的架構(gòu)，而應(yīng)該結(jié)合 IT/OT融合的發(fā)展趨勢(shì)，打造統(tǒng)一的 IT/OT融合的企業(yè)數(shù)字化整體架構(gòu)。

?

圖：打造統(tǒng)一的IT/OT融合的企業(yè)數(shù)字化架構(gòu)

新架構(gòu)的特點(diǎn)是從「流程驅(qū)動(dòng)」轉(zhuǎn)向「數(shù)字和流程混合驅(qū)動(dòng)」

在云大物移等數(shù)字化技術(shù)的推動(dòng)下，企業(yè)的應(yīng)用架構(gòu)正在發(fā)生一場(chǎng)深刻的改變，其特點(diǎn)是從過去傳統(tǒng)的「流程驅(qū)動(dòng)」向新一代的「數(shù)字和流程混合驅(qū)動(dòng)」的變革。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè) 4.0，是推動(dòng)企業(yè)向數(shù)字驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變的重要力量，通過與流程驅(qū)動(dòng)緊密結(jié)合，完成了新的價(jià)值閉環(huán)。這一新的架構(gòu)，涵蓋了來自各個(gè)方面，包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè) 4.0的各方面的應(yīng)用場(chǎng)景的要求，具有旺盛的生命力。

目前，無論是「流程驅(qū)動(dòng)」的系統(tǒng)，還是「數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)」的系統(tǒng)，都在云計(jì)算的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)下，向云端進(jìn)行遷移，在頂端以「預(yù)定義場(chǎng)景下的應(yīng)用 App組裝」 形式，構(gòu)成完整的各類企業(yè)應(yīng)用。這里的應(yīng)用 App既包括了流程驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用 App（例如 ERP的云計(jì)算版本），也包括了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用 App（例如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的云端應(yīng)用）。而真正完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)或工業(yè) 4.0平臺(tái)，應(yīng)該是「數(shù)字和流程混合驅(qū)動(dòng)」的一整套系統(tǒng)在云計(jì)算形式下的集約化和商品化的落地形式。

?

圖：在數(shù)字化技術(shù)的推動(dòng)下，企業(yè)的應(yīng)用架構(gòu)正在發(fā)生一場(chǎng)深刻的改變

事實(shí)上，很多的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，都涉及到流程驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用App與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用 App的協(xié)作。我們以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最常用的 「預(yù)測(cè)性維護(hù)與服務(wù)PdMS」為例來說明這一過程。如下圖所示，它涉及到企業(yè)上下游和企業(yè)內(nèi)部各個(gè)部門之間的相互協(xié)同，需要各個(gè)應(yīng)用（ERP、EAM、CRM）之間的相互配合。常見的情況是，即便從現(xiàn)場(chǎng)采集了設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如果沒有來自 EAM數(shù)據(jù)的對(duì)照，就無從了解與設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)究竟是正常還是異常，無法給這些數(shù)據(jù)打上標(biāo)簽，從而給后續(xù)的算法和訓(xùn)練帶來很大的困難。而沒有 ERP和 CRM的配合，在診斷出故障之后，也不能及時(shí)進(jìn)行修理，讓 PdMS的效果大打折扣。顯然，只有處理好兩類應(yīng)用 App的基礎(chǔ)共享、模塊共用和數(shù)據(jù)集成，實(shí)現(xiàn)最大程度的集約化，才有可能打造出真正有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的可持續(xù)發(fā)展的平臺(tái)——這也是稱作「平臺(tái)」的應(yīng)有之義。

?

圖：流程驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用App與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用App的協(xié)同

目前有一種說法，認(rèn)為微服務(wù)技術(shù)的出現(xiàn)，將應(yīng)用 App作為一個(gè)個(gè)微服務(wù)，可以方便地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用App之間的連接，從而打破 App供應(yīng)商之間技術(shù)藩籬。應(yīng)該說，在工業(yè)界，這是一種理想化的目標(biāo)。目前微服務(wù)或 API只是在 B2C或 C2C領(lǐng)域，如CRM、營(yíng)銷、財(cái)務(wù)、電商、社交等領(lǐng)域比較流行。在非 B2C或 C2C的領(lǐng)域，微服務(wù)存在很多難以克服的缺陷，包括計(jì)算效率、邊界劃分、版本管理和升級(jí)協(xié)調(diào)等等，在比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，微服務(wù)架構(gòu)尚不可能成為企業(yè)中解決跨供應(yīng)商的 App調(diào)用和連接的普遍方法。將工業(yè)領(lǐng)域 App之間集成的不確定性一股腦丟給未來的「微服務(wù)」架構(gòu)的做法，值得我們擔(dān)憂。

審核編輯 ：李倩