工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三類平臺的比較分析及未來發(fā)展趨勢

“最近，有關部門要求大力發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，這工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是什么?是另一個版本的智能制造嗎?”

在“德國工業(yè)4.0”“互聯(lián)網(wǎng)+”“中國制造2025”“智能制造”……在新詞頻出的今天，一位中型企業(yè)總經(jīng)理的話，也許很多人都有同感。那么，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)究竟是什么?發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心又是什么?

我們先來瞅瞅官方的定義：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是鏈接工業(yè)全系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈，支撐工業(yè)智能化發(fā)展的關鍵基礎設施，是新一代信息技術與制造業(yè)深度融合所形成的新興業(yè)態(tài)和應用模式，是互聯(lián)網(wǎng)從消費領域向生產(chǎn)領域、從虛擬經(jīng)濟向實體經(jīng)濟拓展的核心載體。

舉個消費互聯(lián)網(wǎng)的例子，也許更容易理解。淘寶店鋪怎么裝潢、哪些客戶是高風險客戶……并不是所有賣家都能掌握。于是，淘寶賣家平臺提供了各種專業(yè)化APP。比如，節(jié)日打折季前，通過訂購美工APP應用，只需一鍵，整個店鋪就可完成富有節(jié)日氣氛的裝修。

如果把淘寶賣家換做成千上萬的制造業(yè)企業(yè)，那工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)就像為它們提供專業(yè)化服務的“淘寶賣家平臺”。這個基于公有云的開放平臺，可以實現(xiàn)設備的全生命周期健康管理、幫企業(yè)優(yōu)化供應鏈、開展訂單管理、通過優(yōu)化工藝和生產(chǎn)參數(shù)提高效率、為企業(yè)定制智能制造解決方案……

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來的不僅僅是產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提升、成本的降低，通過將大量工業(yè)技術原理、行業(yè)知識、基礎工藝、模型工具規(guī)則化、軟件化、模塊化，并封裝為可重復使用的微服務組件，第三方應用開發(fā)者可以面向特定工業(yè)場景開發(fā)不同的工業(yè)APP，進而構建成基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

下面我們來點專業(yè)的：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心與關鍵體系是什么?

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)構建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務體系，支撐制造資源泛在鏈接、彈性供給和高效配置。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺可以分為4 個部分：1)邊緣層：通過協(xié)議轉化和邊緣計算形成有效的數(shù)據(jù)采集體系，從而將物理空間的隱形數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡空間顯性化。2)IaaS 層：將基礎的計算網(wǎng)絡存儲資源虛擬化，實現(xiàn)基礎設施資源池化;3)工業(yè)PaaS 層：工業(yè)操作系統(tǒng)，向下對接海量工業(yè)裝備、儀器、產(chǎn)品，向上支撐工業(yè)智能化應用的快速開發(fā)和部署;4)工業(yè)APP：以行業(yè)用戶和第三方開發(fā)者為主，行業(yè)用戶如富士康、中聯(lián)重科等工業(yè)垂直領域的產(chǎn)商，第三方開發(fā)者主要是基于PaaS層做工業(yè)APP的開發(fā)工作，通過調(diào)用和封裝工業(yè)PaaS 平臺上的開放工具，形成面向行業(yè)和場景的應用。

平臺體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關鍵

平臺體系是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，它將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能及云計算等理念、架構和技術融入工業(yè)生產(chǎn)中，據(jù)e-works 統(tǒng)計，截止2018 年3 月，聲稱能提供工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺服務的國內(nèi)外廠商已經(jīng)超過150 家。目前廣義的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺按照服務對象及應用領域可以分為三類：資產(chǎn)優(yōu)化平臺、資源配置平臺及通用使能平臺。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺分類

資產(chǎn)優(yōu)化平臺——平臺競爭制高點

資產(chǎn)優(yōu)化平臺主要運用在設備資產(chǎn)的管理與運營方面，它是通過現(xiàn)代傳感、移動通信等技術連接智能終端，并從終端收集關于設備、環(huán)境等各類數(shù)據(jù)信息，然后基于這些數(shù)據(jù)在云端利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術及行業(yè)經(jīng)驗知識對設備運行狀態(tài)與性能狀況進行實時智能分析，再以工業(yè)App 程序的形式為生產(chǎn)與決策提供相應的智能化服務。資產(chǎn)優(yōu)化平臺主要的參與廠商往往是工控企業(yè)以及大型設備生產(chǎn)商。資產(chǎn)優(yōu)化平臺是未來制造業(yè)主導權競爭的制高點。它不僅能夠充分融入大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術，還能為第三方提供開發(fā)環(huán)境，如西門子的MindSphere 及GE 的Predix 平臺都提供軟件開發(fā)環(huán)境及工具，旨在通過第三方開發(fā)者和應用程序的接入形成類似Apple Store 的第三方開發(fā)應用生態(tài)。目前，工業(yè)巨頭是此類平臺主要的推進助力，如GE、西門子、ABB 等，我國的三一根云以及徐工工業(yè)云也屬于此類平臺，但發(fā)展程度相對滯后。

資產(chǎn)優(yōu)化平臺一覽表(來源：東方證券)

以西門子的MindSphere 為例，MindSphere 是一個開放的生態(tài)系統(tǒng)，它可以充分利用世界各地安裝的西門子設備(3000 萬個自動化系統(tǒng)、7000 萬個智能儀表、80 萬個關聯(lián)產(chǎn)品)以及豐富的應用程序接口(API)獲取海量數(shù)據(jù)，并基于自身深厚的行業(yè)知識和經(jīng)驗提供數(shù)字化服務，MindSphere 平臺包括邊緣連接層、開發(fā)運營層，應用服務層三個層級，分別對應MindConnect、MindClound、MindApps 三個核心要素，其中MindConnect 負責將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_，MindClound為用戶提供數(shù)據(jù)分析，應用開發(fā)環(huán)境及應用開發(fā)工具，MindApps 為用戶提供集成行業(yè)經(jīng)驗和數(shù)據(jù)分析結果的工業(yè)智能應用，譬如結合設備歷史數(shù)據(jù)與實時運行數(shù)據(jù)，構建數(shù)據(jù)孿生，及時監(jiān)控設備運行狀態(tài)，實現(xiàn)設備的預防性維護，基于現(xiàn)場能耗數(shù)據(jù)的采集分析對設備生產(chǎn)線等能效使用進行合理規(guī)劃，優(yōu)化能源數(shù)據(jù)管理、提高能源使用效率等。

MindSphere產(chǎn)業(yè)價值鏈(來源：MindSphere白皮書)

資源配置平臺——供給側改革的重要抓手

資源配置平臺主要體現(xiàn)在要素資源的組織與調(diào)度方面。它在應用過程中匯聚了大量的工業(yè)數(shù)據(jù)、模型算法、研發(fā)設計等各類資源及能力，通過云接入及云處理技術分散這些積累的資源，對制造企業(yè)的資源管理、業(yè)務流程、生產(chǎn)過程、供應鏈管理等環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，可實現(xiàn)制造企業(yè)與外部用戶需求、創(chuàng)新資源以及生產(chǎn)能力的對接。這類平臺能夠有效促進產(chǎn)能優(yōu)化以及區(qū)域協(xié)同，同時也能支持C2M定制等新型業(yè)務，滿足市場多元化需求，為供給側改革提供助力。我國已擁有一批處于領先水平的此類平臺，如航天科工的INDICS 平臺、海爾的COSMOPlat 等。

資源配置平臺一覽表(來源：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺白皮書)

以航天科工的INDICS 平臺為例：INDICS 平臺在 IaaS 層自建數(shù)據(jù)中心，在 DaaS 層提供豐富的大數(shù)據(jù)存儲、產(chǎn)品分析與服務，在 PaaS 層提供各類工業(yè)服務引擎，如面向軟件定義制造的流程引擎、大數(shù)據(jù)分析引擎、仿真引擎和人工智能引擎等務，以及面向開發(fā)者的公共服務組件庫和200 多種 API 接口，其對外開放自研軟件與眾研應用 APP 共計500 余種，涵蓋了智能研發(fā)、精益制造、智能服務、智慧企業(yè)、生態(tài)應用等全產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品全生命周期的工業(yè)應用能力。INDICS 平臺接入集團超過600 家，對設計模型、專業(yè)軟件以及1.3 萬余臺設備設施等進行共享，可以有效解決生產(chǎn)單元產(chǎn)能閑置與超負荷運轉同時存在的問題。譬如河南航天液壓氣動技術有限公司基于INDICS 平臺實現(xiàn)與總體設計部及總裝廠所的協(xié)同研發(fā)與工藝設計，縮短研發(fā)周期35%，提升資源利用率30%，提高生產(chǎn)效率40%。另外，工業(yè)企業(yè)也可通過平臺對外開放空閑制造能力，實現(xiàn)制造能力的在線租用，進一步釋放產(chǎn)能。

(來源：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺白皮書)

通用使能平臺——資產(chǎn)優(yōu)化及資源配置平臺的支撐

通用使能平臺主要提供云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的基礎性、通用性服務，主要由ICT 企業(yè)提供。其中部分平臺側重于云服務的數(shù)據(jù)計算及存儲，如微軟的Azure、SAP 的HANA、亞馬遜的AWS以及我國的阿里云、騰訊云等，部分平臺側重于物聯(lián)網(wǎng)的設備連接管理，如思科的Jasper、華為的OceanConnect 等。這類平臺為資產(chǎn)優(yōu)化及資源配置型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供技術支撐，如GE 的Predix 就部署于微軟的Azure 平臺，此外，通用使能平臺還廣泛應用于金融、娛樂、生活服務等各行業(yè)。

通用使能平臺一覽表(來源：東方證券)

以華為的OceanConnect 平臺為例，其技術架構上分為垂直和水平兩個方向。垂直方向可分為三層架構：連接管理層，主要提供SIM 卡生命周期管理、計費、統(tǒng)計和企業(yè)Portal 等功能;設備管理層，要提供設備連接、設備數(shù)據(jù)采集與存儲、設備維護等功能;應用使能層，主要提供開放API能力，同時具備數(shù)據(jù)分析、規(guī)則引擎、業(yè)務編排等能力。在水平方向，通過與平臺連接的分布式IoT agent 對接行業(yè)智能設備網(wǎng)關， 并提供邊緣計算能力， 實現(xiàn)與云端計算的協(xié)同。OceanConnect 平臺提供云網(wǎng)關，支持各類編解碼插件，使得設備能夠即插即用。一汽在使用OceanConnect 平臺后實現(xiàn)了對千萬級車輛的有效連接和管理，能夠并發(fā)處理百萬車輛的信息。同時平臺也支撐一汽新業(yè)務的開發(fā)以及新設備的快速集成，提供實時分析的大數(shù)據(jù)能力。

OceanConnect 應用實例(來源：搜狐科技)

三類平臺的比較分析及未來發(fā)展趨勢

三類工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺都是通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)直接或者間接地連接物理載體，從而提供差異化的服務。其中，資產(chǎn)優(yōu)化平臺將終端設備、生產(chǎn)過程作為直接優(yōu)化對象，其與底層物理設備之間交互最深入和頻繁，其獲取的數(shù)據(jù)類別及體量亦十分龐大，如GE 的Predix 平臺運用于汽輪機要實時采集壓力、溫度、轉速等上千個類別數(shù)據(jù)，每臺機器收集的數(shù)據(jù)體量可達TB 級。同時，對這些數(shù)據(jù)的處理和分析需要融合大數(shù)據(jù)、人工智能等創(chuàng)新技術，所以此類平臺的建設難度較大，不僅需要掌握新一代信息技術，還需要具備智能產(chǎn)品、高端裝備及綜合解決方案全覆蓋水平。

資源配置平臺往往基于已經(jīng)成熟的網(wǎng)絡信息技術，其更加注重資源的跨地域、跨環(huán)節(jié)的重組整合，聚焦于網(wǎng)絡化協(xié)同以及個性化定制的前端對接，提供精準服務。此類平臺的垂直行業(yè)屬性較強，對于信息化集成應用及供應鏈管理水平都有很高要求。通用使能平臺主要為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供連接、計算、存儲等底層技術支撐，基本涉及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系的邊緣層及IaaS 層，一般都由ICT 巨頭提供。

未來各類平臺分工更加明確。資產(chǎn)優(yōu)化平臺為高端產(chǎn)品提供優(yōu)化服務，推動高端制造由高價值產(chǎn)品向“高價值產(chǎn)品+高價值服務”靠攏，資源配置平臺促進產(chǎn)能優(yōu)化、拉動消費平衡，帶動企業(yè)發(fā)展方式轉變，而通用使能平臺為上層平臺提供技術支持，從而使得上層平臺能夠專注于與生產(chǎn)直接相關的服務，實現(xiàn)各類平臺專業(yè)分工。

未來各類平臺間的合作將更加緊密，旨為客戶提供完整方案。通過合作不僅能實現(xiàn)平臺的靈活部署，如GE、西門子與微軟、亞馬遜的合作，能夠有效優(yōu)化基礎資源的部署，還能強化更現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集能力，如航天科工、SAP 與西門子的合作，通過西門子巨大的存量基礎，降低設備接入難度，實現(xiàn)更大范圍的數(shù)據(jù)采集。另外，合作也能提高自身的數(shù)據(jù)分析能力，如ABB、西門子與IBM 的合作，都旨在提升自身平臺的計算分析能力。依靠各平臺的相互協(xié)作，為客戶應用提供完整的解決方案。