工業(yè)APP培育等方面面臨四大“卡脖子”瓶頸

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是工業(yè)資源配置的核心，是全球制造大國競爭的戰(zhàn)略焦點(diǎn)。本文指出，從供給側(cè)來看，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在工業(yè)數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)建模分析、行業(yè)機(jī)理模型沉淀、工業(yè)APP培育等方面面臨四大“卡脖子”瓶頸，需要盡快取得突破。

《國務(wù)院關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》提出，“到2025年，形成3-5個具有國際競爭力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”。培育具有國際競爭力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，事關(guān)未來10-15年工業(yè)操作系統(tǒng)主導(dǎo)權(quán)之爭，事關(guān)一個國家制造業(yè)競爭優(yōu)勢的確立、鞏固和強(qiáng)化，打造本土工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺時間緊迫、任務(wù)艱巨、使命偉大。從供給側(cè)來看，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在工業(yè)數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)建模分析、行業(yè)機(jī)理模型沉淀、工業(yè)APP培育等方面面臨四大“卡脖子”瓶頸，亟需盡快取得突破。

瓶頸一：工業(yè)數(shù)據(jù)采集能力薄弱

數(shù)據(jù)采集是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎(chǔ)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺首先要解決的問題是連接工業(yè)中的人、機(jī)器設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)，但是設(shè)備連接在工業(yè)現(xiàn)場并不是一件容易的事情。當(dāng)前，我國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)里，80%以上的機(jī)器設(shè)備都是沒有聯(lián)網(wǎng)、不會說話的“啞”設(shè)備，只有20%的設(shè)備聯(lián)了網(wǎng)、會說話，但是這些設(shè)備遵循不同的通信協(xié)議，存在嚴(yán)重的“語言障礙”，成為制約工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)的卡脖子瓶頸。

一方面80%的設(shè)備沒有聯(lián)網(wǎng)，設(shè)備數(shù)字化水平低。我國制造業(yè)總體水平處于2.0向3.0過渡階段，老舊設(shè)備多、數(shù)字化水平低，2017年我國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備數(shù)字化率為44.8%、數(shù)字化設(shè)備聯(lián)網(wǎng)率為39.0%，需要通過加裝傳感器等方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，導(dǎo)致工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)采集難、成本高、效率低。

另一方面20%的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)了，但通信協(xié)議不統(tǒng)一。近30年來，全球各類自動化廠商、研究機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化組織圍繞設(shè)備聯(lián)網(wǎng)推出了成百上種現(xiàn)場總線協(xié)議、工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和無線協(xié)議，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)眾多且相對封閉，工業(yè)設(shè)備互聯(lián)互通難，嚴(yán)重制約了設(shè)備上云，亟需構(gòu)建能夠兼容、轉(zhuǎn)換多種協(xié)議的技術(shù)產(chǎn)品體系。

瓶頸二：工業(yè)大數(shù)據(jù)建模分析能力薄弱

工業(yè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)不是目的，目的是在賽博空間對工業(yè)設(shè)備建立數(shù)字鏡像，利用工業(yè)大數(shù)據(jù)和人工智能“訓(xùn)練”出解決實(shí)際業(yè)務(wù)痛點(diǎn)的工業(yè)APP。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的本質(zhì)就是對機(jī)器設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為指導(dǎo)設(shè)備和業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化的應(yīng)用服務(wù)。當(dāng)前，受限于數(shù)據(jù)采集瓶頸和工業(yè)大數(shù)據(jù)自身的專業(yè)性、關(guān)聯(lián)性、流程性、時序性和解析性等特點(diǎn)，工業(yè)大數(shù)據(jù)建模分析需要平臺企業(yè)兼具工業(yè)基因和大數(shù)據(jù)基因，導(dǎo)致現(xiàn)有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺工業(yè)大數(shù)據(jù)建模分析能力較為薄弱。

一是數(shù)據(jù)種類不全，制約了工業(yè)大數(shù)據(jù)建模分析和工業(yè)APP功能。相對于互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)注重數(shù)據(jù)的“量”和“相關(guān)性”，工業(yè)大數(shù)據(jù)更注重數(shù)據(jù)的“全”和“關(guān)聯(lián)性”，以保證能夠從數(shù)據(jù)中提取出工業(yè)設(shè)備真實(shí)狀態(tài)的全面信息。受限于設(shè)備數(shù)據(jù)采集能力不足，數(shù)據(jù)源不全，這在一定程度上會制約工業(yè)大數(shù)據(jù)建模分析和工業(yè)APP的開發(fā)，當(dāng)前，基于單一數(shù)據(jù)源開發(fā)的工業(yè)APP多，基于設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)開發(fā)的工業(yè)APP少。

二是數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，制約了工業(yè)大數(shù)據(jù)建模分析和工業(yè)APP性能。工業(yè)大數(shù)據(jù)往往會出現(xiàn)遺漏、分散、斷續(xù)等現(xiàn)象，低質(zhì)量的數(shù)據(jù)會直接導(dǎo)致建模分析結(jié)果無法利用或者更為嚴(yán)重的后果，需要對數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行預(yù)判和修改，因此數(shù)據(jù)“清洗”工作甚至?xí)嫉焦I(yè)APP開發(fā)時間的70%左右?；跀?shù)據(jù)質(zhì)量問題，當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷類工業(yè)APP較多，預(yù)測預(yù)警類尤其是智能決策類工業(yè)APP較少。

瓶頸三：行業(yè)機(jī)理模型沉淀能力薄弱

行業(yè)機(jī)理模型是工業(yè)PaaS的核心，是平臺技術(shù)能力的集中體現(xiàn)。行業(yè)機(jī)理模型就是通過軟件技術(shù)對工業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理等制造全過程運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行顯性化、模型化、代碼化，每個行業(yè)機(jī)理模型都是一個積木式的模塊，可供工業(yè)APP開發(fā)者靈活調(diào)用，促進(jìn)工業(yè)知識的沉淀、傳播、復(fù)用與價值創(chuàng)造。當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺面臨的突出問題是開發(fā)工具不足、行業(yè)機(jī)理模型缺失，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能完全滿足工業(yè)級應(yīng)用需要。

一是我國工業(yè)軟件落后，很難把線下能力快速遷移成線上模型。中國制造業(yè)體量占世界制造業(yè)的份額20%強(qiáng)，但是中國工業(yè)軟件的市場份額僅占世界工業(yè)軟件市場份額的1.7%，同時中國90%以上的工業(yè)軟件靠進(jìn)口，這充分說明我國工業(yè)技術(shù)軟件化水平和積累遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，缺乏短時間內(nèi)把行業(yè)機(jī)理模型化、代碼化的線下實(shí)力。

二是我國工業(yè)門類龐雜，建立體系完整的行業(yè)模型庫尚需時日。我國擁有39個工業(yè)大類，191個中類，525個小類，是全世界唯一擁有聯(lián)合國產(chǎn)業(yè)分類中全部工業(yè)門類的國家，每個行業(yè)均有自身獨(dú)特的行業(yè)知識，把每個行業(yè)的工業(yè)基礎(chǔ)原理、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心基礎(chǔ)零部件（元器件）、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝、產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)封裝成數(shù)字化模型是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要政府和全社會共同努力。

瓶頸四：現(xiàn)象級工業(yè)APP培育能力薄弱

工業(yè)APP是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的關(guān)鍵。但是受限于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展尚屬于初級發(fā)展階段，工業(yè)PaaS平臺賦能不夠，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上所謂的工業(yè)APP基本上都是工業(yè)云平臺上的云化軟件“移民”而來，依靠工業(yè)PaaS上的行業(yè)機(jī)理模型“生長”出來的 “原居民”工業(yè)APP較少，現(xiàn)象級工業(yè)APP更是匱乏。

一方面，基于工業(yè)PaaS平臺開發(fā)的工業(yè)APP數(shù)量少。據(jù)GE預(yù)測，2020年左右工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺將出現(xiàn)類似于消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)平臺的爆發(fā)式增長，Predix平臺工業(yè)APP總量將超過50萬個。根據(jù)航天云網(wǎng)、海爾、樹根互聯(lián)、東方國信、徐工信息、用友、索為、清華紫光、浪潮、浙大中控、智能云科等國內(nèi)領(lǐng)先工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)公開的數(shù)據(jù)，我國工業(yè)APP數(shù)量不超過5000個，遠(yuǎn)遠(yuǎn)難以滿足企業(yè)上云求。這5000款工業(yè)APP中，很多是傳統(tǒng)軟件云化而來的，只能算是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上的“移民”，真正從工業(yè)PaaS平臺“生長”出來的工業(yè)APP屈指可數(shù)。

另一方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺尚沒有培育出現(xiàn)象級工業(yè)APP。美國初創(chuàng)企業(yè)Uptake圍繞卡特彼勒工程機(jī)械開發(fā)了狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)警的工業(yè)APP，接入了超過300萬的工程機(jī)械，公司目前的估值已經(jīng)達(dá)到23億美金。截至目前，盡管我國很多企業(yè)都在朝著建設(shè)跨行業(yè)、跨領(lǐng)域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的方向努力，但尚沒有一家企業(yè)開發(fā)出現(xiàn)象級工業(yè)APP，來引爆工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的應(yīng)用推廣。

對策建議

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺領(lǐng)域跨度大、體系復(fù)雜，從技術(shù)、產(chǎn)業(yè)到應(yīng)用均處在發(fā)展初期，打造具有國際競爭力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，需要有戰(zhàn)略定力，需要堅(jiān)持政府引導(dǎo)和市場主導(dǎo)，需要10-15年的長時間努力。

（一）補(bǔ)短板，夯實(shí)“一硬、一軟、一網(wǎng)、一安全”四基

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺不是一項(xiàng)孤立的技術(shù)，而是一套綜合技術(shù)體系，是現(xiàn)代信息技術(shù)的集大成，當(dāng)前要以“一硬、一軟、一網(wǎng)、一安全”四基為重點(diǎn)，加大支持力度，推進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。一是提升自動控制與感知產(chǎn)業(yè)支撐能力，加快推動智能傳感器、可編程邏輯控制器、分布式控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)等研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。二是實(shí)施工業(yè)技術(shù)軟件化工程，推動工業(yè)云操作系統(tǒng)、新型工業(yè)軟件、工業(yè)大數(shù)據(jù)建模分析、微服務(wù)組件等核心技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。三是夯實(shí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，推進(jìn)工廠內(nèi)網(wǎng)的IP化、無線化、扁平化、柔性化技術(shù)改造和建設(shè)部署，加快NB-IoT等新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)部署，加快軟件定義網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化等新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究和部署試點(diǎn)。四是構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全保障體系，強(qiáng)化設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、控制、應(yīng)用和數(shù)據(jù)的安全保障能力，實(shí)現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)的全方位保護(hù)。

（二）建生態(tài)，大力培育工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開源社區(qū)和開發(fā)者

當(dāng)今時代，軟件開源和硬件開放已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，掌控開源生態(tài)，將已成為全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的焦點(diǎn)。一是建議培育開源社區(qū)，引導(dǎo)自動化企業(yè)開放各類標(biāo)準(zhǔn)兼容、協(xié)議轉(zhuǎn)換的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)在多源設(shè)備、異構(gòu)系統(tǒng)之間的有序流動，確保工業(yè)設(shè)備“聯(lián)得上”，引導(dǎo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)開放開發(fā)工具、知識組件、算法組件，構(gòu)建開放共享、資源富集、創(chuàng)新活躍的工業(yè)APP開發(fā)生態(tài)，確保模型行業(yè)機(jī)理模型“跟得上”。二是加快工業(yè)APP開發(fā)者人才隊(duì)伍建設(shè)，支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)舉辦開發(fā)者創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽，打造基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的 “雙創(chuàng)”新生態(tài)，推動工業(yè)APP短時間內(nèi)“上數(shù)量”。

（三）重測試，堅(jiān)持建平臺用平臺測平臺協(xié)同發(fā)展

堅(jiān)持“建平臺” 、“用平臺”、“測平臺”協(xié)同推進(jìn)，邊建設(shè)、邊測試、邊推廣，以測帶建、以測促用，打造平臺功能豐富與海量使用雙向迭代、互促共進(jìn)的良性循環(huán)。一是跨行業(yè)跨領(lǐng)域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺培育方面，建議參照國家制造業(yè)創(chuàng)新中心培育方式，出臺工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺遴選標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持“一事一議、成熟一家、遴選一家”的原則，用三年時間培育10家跨行業(yè)跨領(lǐng)域平臺。二是在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用推廣方面，建議加強(qiáng)部省聯(lián)動，遴選一批地方積極性高、企業(yè)上云基礎(chǔ)好的省作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用示范省，推動示范省“塊狀經(jīng)濟(jì)”產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)的企業(yè)整體上云。三是在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是試驗(yàn)測試方面，圍繞設(shè)備協(xié)議兼容性、平臺功能完整性、數(shù)據(jù)安全性等內(nèi)容開展試驗(yàn)驗(yàn)證，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺大規(guī)模應(yīng)用提供基礎(chǔ)支撐。