淺析工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)未來與行業(yè)發(fā)展趨勢

過去一段時間，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（IIoT）強(qiáng)勢發(fā)展，成為工業(yè)4.0之后又一個熱點(diǎn)話題。那么目前全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)況如何？于2012年率先提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念的美國通用電氣（GE）公司預(yù)測，未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有望影響46%約32.3萬億美元的全球經(jīng)濟(jì)走勢。

2018年第二十屆工博會即將來臨，眾多海內(nèi)外優(yōu)秀企業(yè)將攜先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品方案群集此一盛會共論行業(yè)大發(fā)展，DIGITIMES借此之際推出專輯，進(jìn)行工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)未來與行業(yè)前瞻分析，并多日連載以饗讀者。

根據(jù)市場研究公司MarketsandMarkets最新調(diào)查報告顯示，2018年全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模約640億美元，預(yù)計將在2023年增長至914億美元，2018至2023五年間的年復(fù)合增長率(CAGR)將為7.39％。以上數(shù)據(jù)顯示，在全球現(xiàn)今普遍重視創(chuàng)新技術(shù)的背景下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模有望實(shí)現(xiàn)較大幅度增長，發(fā)展后勁十足。

此外，針對區(qū)域市場的看法，該報告顯示，在2018-2023年間，亞太地區(qū)(APAC)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場年復(fù)合增長率最高，其中包括中國市場和印度、東南亞等新興經(jīng)濟(jì)體的基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)發(fā)展持續(xù)促進(jìn)該區(qū)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場增長，成為全球一個相對重要的制造業(yè)發(fā)展中心。

目前全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)格局大致仍以美國、德國、日本等先進(jìn)國家為翹首，各國龍頭企業(yè)引領(lǐng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)。德國在工業(yè)領(lǐng)域積累深厚，無論在產(chǎn)品制造研發(fā)、自動化系統(tǒng)、工業(yè)控制等領(lǐng)域，擁有全球知名的大型企業(yè)和中小企業(yè)隱形冠軍；美國則擅長軟件、平臺服務(wù)處于領(lǐng)先優(yōu)勢，擁有如IBM、微軟、甲骨文等全球軟件服務(wù)領(lǐng)導(dǎo)品牌，近年致力轉(zhuǎn)型為軟件服務(wù)公司的GE也因?yàn)楣I(yè)互聯(lián)網(wǎng)的崛起成為領(lǐng)導(dǎo)廠商之一。

從GE轉(zhuǎn)型之路 看當(dāng)前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展態(tài)勢

盡管各大調(diào)查數(shù)據(jù)預(yù)測工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)前景看好，但仍不宜盲目發(fā)展，而是需要更為謹(jǐn)慎且理性的看待IIoT發(fā)展進(jìn)程。

近期GE基于公司戰(zhàn)略調(diào)整可能出售數(shù)字資產(chǎn)，首當(dāng)其沖的就是Predix。Predix是由GE前執(zhí)行長Jeff Immelt于2015年創(chuàng)立GE Digital并建立的軟件平臺，協(xié)助GE公用事業(yè)和航空公司等客戶收集和分析數(shù)據(jù)，更有效率地管理設(shè)備。同時，GE也是最早提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念的企業(yè)，Predix作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的領(lǐng)導(dǎo)者，倘若GE確定出售，對業(yè)界影響性不小。

當(dāng)前GE Digital處于一個日益競爭的市場，對手如微軟、IBM和西門子等，以及若干新創(chuàng)企業(yè)如C3 IoT和Uptake Technologies亦提供工業(yè)數(shù)字平臺。更有許多制造企業(yè)可以正沿著GE的老路向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)軍。但要突破這種市場跨行業(yè)競爭擴(kuò)張和朝向軟件企業(yè)轉(zhuǎn)型的門檻，需要付出加倍努力。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從兩個角度來看，一是“互聯(lián)網(wǎng)+”、另一則是“+互聯(lián)網(wǎng)”。前者以互聯(lián)網(wǎng)為商業(yè)模式向行業(yè)開展，例如阿里巴巴建構(gòu)一個互聯(lián)網(wǎng)平臺；后者則是傾向把互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)做一個輔助工具，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把現(xiàn)有產(chǎn)品設(shè)計、制造、營運(yùn)等業(yè)務(wù)導(dǎo)入數(shù)字化、數(shù)據(jù)化的概念，優(yōu)化業(yè)務(wù)并產(chǎn)生更多新的經(jīng)濟(jì)效益。

而有些“工業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展到一定階段，就不再局限自家的服務(wù)或產(chǎn)品，而是提供平臺服務(wù)，利用自身的能力協(xié)助其他公司復(fù)制其成功模式，最終實(shí)現(xiàn)真正的以互聯(lián)網(wǎng)為核心服務(wù)的“互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)”，而GE就是一個代表典型企業(yè)。其在累積多個行業(yè)的專業(yè)分析能力后將平臺對外開放，協(xié)助其他企業(yè)利用平臺服務(wù)進(jìn)一步優(yōu)化營運(yùn)。

然而在這個階段的轉(zhuǎn)型實(shí)非易事，尤其針對跨行業(yè)的客戶，若本身未具備一定的資本規(guī)?；蛐袠I(yè)專精技術(shù)，以及對市場的把握，很難在浪潮中站穩(wěn)腳跟。即便連站穩(wěn)工業(yè)巨頭多年GE亦經(jīng)過多次并購才完成對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場積累與策略布局。

即便GE欲出售Predix，但這并不意味GE放棄工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的探索前進(jìn)，但可窺見行業(yè)巨頭轉(zhuǎn)型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺也非一蹴可及，過程中或伴隨些許轉(zhuǎn)型陣痛，提醒了更多相關(guān)企業(yè)建設(shè)發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之路時，不能過于盲目發(fā)展，而是需要更加謹(jǐn)慎而理性。

開放之姿 構(gòu)筑伙伴生態(tài)共贏是必經(jīng)之路

GE在2016年先后并購云端服務(wù)廠商ServiceMax與知名物聯(lián)網(wǎng)軟件廠商Bit Stew，在此之前，GE也早已堪稱是“并購老手”。透過借鏡GE多年的并購之路，可以明確看出，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展持續(xù)朝向跨行業(yè)、跨專業(yè)領(lǐng)域模式前進(jìn)，抱持開放和構(gòu)筑合作伙伴生態(tài)系幾乎是一條必經(jīng)之路。

多數(shù)企業(yè)會選擇與合作伙伴強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，協(xié)同共進(jìn)，以各自的技術(shù)優(yōu)勢和強(qiáng)項(xiàng)彼此互補(bǔ)，相互通過技術(shù)共享促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)向前發(fā)展。如西門子MindSphere聯(lián)合SAP基于開源的Cloud Foundry架構(gòu)打造；施耐德電機(jī)的EcoStruxure則基于微軟Microsoft Azure提供更廣泛的軟件應(yīng)用。另外包括ABB、IBM、海爾的COSMOPlat等也都會以開放之姿吸引開發(fā)者加入生態(tài)圈。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)無法閉門造車，就現(xiàn)階段發(fā)展看來，一家或僅憑藉一己之力欲很難創(chuàng)造獨(dú)大贏面。

與此同時，在全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的總體格局日漸清晰下。美、德、日等國紛紛以龍頭企業(yè)為引領(lǐng)，加速產(chǎn)業(yè)合作，加快推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展步伐。

其中，國際工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）是國際上較具有代表性的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)組織，其涵蓋了全球主要大國和龍頭企業(yè)，該聯(lián)盟匯聚31個國家和地區(qū)246家成員單位，集聚40多家跨國企業(yè)展開大量測試床建設(shè)部署，并與德、法、日等多國建立對話，與全球20多個知名企業(yè)組織形成合作關(guān)系，成為推進(jìn)全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要聯(lián)盟引擎之一。

如前所述，當(dāng)前特別是亞太地區(qū)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)展備受矚目，這也促使許多西方制造大企業(yè)紛紛“西風(fēng)東漸”，日益重視亞太區(qū)市場，更看重在亞太地區(qū)勢頭強(qiáng)勁的中國市場。

工業(yè)4.0最初源頭系由德國開展而來，當(dāng)前德國也將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)做為發(fā)展工業(yè)4.0的重要核心，成為除美國之外，全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最活躍的“推手”。

看準(zhǔn)中國市場的重要性與日具增，近來，德國西門子和阿里巴巴集團(tuán)旗下阿里云于柏林簽署合作多項(xiàng)雙邊合作協(xié)議總金額近200億歐元，未來將透過雙方的工業(yè)4.0技術(shù)與云端基礎(chǔ)建設(shè)，計劃在2019年推出數(shù)字營運(yùn)平臺MindSphere。

中國國務(wù)院******與德國***梅克爾(Angela Merkel)也共同見證了該項(xiàng)協(xié)議簽訂，顯見雙方對于此次中德合作的重視。西門子與阿里云簽署合作備忘錄，未來將在中國市場推出物聯(lián)網(wǎng)(IoT)產(chǎn)品，連結(jié)數(shù)以萬計的制造產(chǎn)業(yè)裝置，攜手推進(jìn)中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。

通訊標(biāo)準(zhǔn)奠定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的第一步

所謂工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，簡述之，就是在工廠內(nèi)部，將各種工業(yè)自動化設(shè)備(OT)與企業(yè)管理系統(tǒng)(IT)連動起來，以實(shí)現(xiàn)工廠數(shù)字化管理，追根究底為數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化兩個基礎(chǔ)概念。最基本的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)主要涵蓋感知層、網(wǎng)路層、平臺層和應(yīng)用層。

感知層做為底層技術(shù)的核心，主要負(fù)責(zé)連接設(shè)備，以及獲取多維數(shù)據(jù)。網(wǎng)路層顧名思義負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)資料傳輸，以及設(shè)備連動的控制，更做為設(shè)備相互“溝通”的基礎(chǔ)技術(shù)；平臺層則是以云端運(yùn)算為核心，匯集從底層采集到的資料進(jìn)行分析、處理與管理等；應(yīng)用層則位于最頂層，是因應(yīng)終端客戶的各種垂直應(yīng)用需求所開發(fā)的服務(wù)。底層基礎(chǔ)設(shè)施的布建愈完整，對于發(fā)展整體工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將可加速其建置和普及。

工業(yè)界長久以來希望建立開放工業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)，以方便并借由網(wǎng)路層傳遞給控制器、驅(qū)動器、人機(jī)介面(HMI)及其他裝置通訊。目前自動化網(wǎng)路開放通訊標(biāo)準(zhǔn)已相當(dāng)普及，企業(yè)欲選擇適用的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)通訊協(xié)定，須基于其對協(xié)定與實(shí)際應(yīng)用的了解。

而隨著連網(wǎng)需求持續(xù)攀升，有的企業(yè)從現(xiàn)場總線轉(zhuǎn)向乙太網(wǎng)路，有的工廠兩者并行，更有的工廠快速切換到乙太網(wǎng)路。以往工業(yè)乙太網(wǎng)路使用的通訊協(xié)定，大多取決于控制系統(tǒng)的供應(yīng)商，如三菱電機(jī)(Mitsubishi)采用CC-Link IE、洛克威爾自動化(Rockwell Automation)采用EtherNet/IP、西門子(Siemens)采用Profinet等。而目前開放工業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，如OPC UA、AMQP及MQTT，已能大致滿足業(yè)界所需。

其中，工業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)OPC UA，系由OPC基金會發(fā)起，利用OPC UA 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)乙太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等物理連接的設(shè)備、傳感器、PLC、控制系統(tǒng)、管理軟件等不同來源、不同協(xié)議間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。因此，OPC UA標(biāo)準(zhǔn)的支持將有利于OT網(wǎng)路與IT網(wǎng)路融合，建構(gòu)一個開放并且可互相操作的可靠機(jī)制。