国产基于公有云的工业互联网平台可持续发展之路 在何方

寂静回声

近年来，我国大力推进工业互联网应用，遴选了50个跨行业、跨领域的工业互联网平台，积极建设工业互联网标识解析体系，组建了工业互联网产业联盟（AII），正在打造工业互联网生态合作体系。与此同时，国际上从物联网（IoT）到工业物联网（IIoT）应用也出现了热潮。但是，最近国内外工业互联网领域出现了一系列值得关注的变化。工业互联网平台开发与运营企业如何构建可持续健康发展的商业模式，成为业界关注的热点问题。


国际上工业互联网领域值得关注的热点新闻是：2024年1月18日，IIC（Industrial Internet Consortium，工业互联网联盟，2021年8月更名为工业物联网联盟）官宣并入DTC（数字孪生联盟）。IIC是一个开放会员组织，由计算机行业标准化组织OMG（Object Management Group）于2014年3月27日组建，创始成员包括AT&T、思科、GE、IBM和Intel。其成立的目标是：通过加速采用可信赖的物联网，为行业、组织和社会提供变革性的商业价值。该联盟的成立旨在将行业专业人士聚集在一起，以促进工业互联网技术的发展和应用。IIC 技术工作组于 2015 年 6 月 17 日发布了工业互联网参考架构，该架构为IIC 成员定义了功能领域、技术和标准，包括传感器、数据分析和业务应用。开发测试床(Testbed)以展示工业互联网解决方案的实际实施是IIC的目标之一。截至 2024年2月，IIC公开宣布了27个测试床，包括资产效率、边缘智能、工厂运营可视化与智能、高速网络基础设施、工业数字主线、状态监控与预测性维护等。截至2021年9月，IIC 成立了六个工作组：技术、安全、联络、营销、行业和数字化转型。
2021年8月，IIC进行了更名。虽然缩略语未变，但名称已改为工业物联网联盟，强调通过重新调整和重塑品牌的努力，帮助企业实现其物联网投资的最佳回报。值得注意的是，即便在IIC更名之前，其发布的所有白皮书均注明是IIoT白皮书。


2020年6月，OMG联合Ansys、戴尔、Lendlease和微软，联合发起了数字孪生联盟。该联盟的宗旨是：
通过数字孪生专家生态圈制定路线图和行业指南，加速数字孪生技术的市场发展；
通过制定安全性、隐私性和可信度的最佳实践，并影响数字孪生标准的要求，提高数字孪生技术的互操作性；
降低投资项目的风险，并通过典型案例和提供开源代码展示数字孪生技术的价值。


2024年1月18日，OMG宣布将IIC并入DTC。OMG 首席执行官兼董事长 Bill Hoffman指出：“在过去几年里，我们看到IIC和DTC之间加强合作和协调的机会，将IIC并入DTC，可以通过来自两个领域的优秀人才共同努力解决日益复杂的问题，为多个行业和技术领域提供更全面的方案。”

IIC十年的变迁，体现了从技术与标准的视角向如何帮助应用企业获得物联网投资的更高回报转型；而IIC并入DTC则体现了数字孪生成为各行业企业更为关注，可以落地并取得实效的发展方向。从2019年到2024年，国际知名研究机构Gartner先后五次发表了工业物联网(IIoT)平台魔力象限图。

Gartner在2020年10月19日发表的IIoT魔力象限图报告中，将IIoT平台市场定义为一组改善资产密集型行业的资产管理决策的集成软件能力。工业物联网平台也可以实现对工厂、基础设施和设备的运行可视化和控制。据了解，在Gartner的IIoT魔力象限图中，工业物联网平台必须能够支持私有云部署才能上榜。在上述榜单中，GE Digital、IBM和Oracle均为2019年和2020年上榜；微软在2020年上榜之后，一直位居领导者象限；PTC和Software AG连续五年上榜，且排名靠前；亚马逊云在2020年上榜之后，逐渐进入领导者象限；西门子入选了近三年的榜单，且一直位于远见者象限；ABB入选了近三年的榜单，且最近两年处于远见者象限；日立入选了前四届榜单，且排名较高；三星SDS入选过2020和2021年的榜单，处于利基厂商象限；树根互联和Eurotech连续五年上榜，一直位于利基厂商象限；徐工汉云入选了近两次的榜单，位于利基厂商象限。

伴随IIC十年的发展与变迁，国际知名厂商在物联网及工业物联网领域的发展也是起起伏伏，有的先驱者已黯然退场，有的则脱颖而出，但更多的厂商是逐步调整定位，寻找更适合自身DNA的发展方向。2012年，GE公司前任CEO伊梅尔特先生提出了通过工业互联网平台让全球所有设备节能增效1%的宏大愿景。2015年9月，GE Digital成立，2016年，GE Digital发布了Predix平台，受到广泛关注。2018年10月，e-works曾组织考察了位于硅谷的GE Digital总部。后来，GE公司分拆之后，GE Digital隶属于GE Vernova，即能源板块。如今，浏览GE Digital网站，已经找不到Predix的内容，而是回归到了以资产管理、能源管理、MES、SCADA、减碳等领域的工业软件与务，同时，GE Digital十分重视数字孪生应用。

互联网巨头Google公司于2018年2月正式推出IoT Core，作为一种全托管式服务，帮助用户安全地连接和管理物联网设备，并与Google云的其它服务配合，实现实时地收集、处理、分析和直观展示物联网数据。该平台获得包括了不少高端客户的支持。然而，2022年8月，Google宣布于2023年8月16日停止IoT Core的服务。
西门子Mindsphere是一个工业物联网即服务解决方案（Industrial IoT as a service Solution），也称为基于云的开放式物联网操作系统，可以实时收集和分析各种传感器数据，用于优化整个价值链上的产品、生产资产和制造流程。2023年6月，Mindsphere更名为Insights Hub。作为 Industrial Operations X产品组合的一部分。MindSphere之所以更名为Insights Hub，西门子数字化工业软件总裁兼首席执行官Tony Hemmelgarn解释称：“业界对IIoT定位出现了一个掉头转向，Insights Hub更倾向于解决方案的方向，而并不是像平台一样的服务。”
2016年，全球管理软件龙头企业SAP推出Leonardo数字创新系统，SAP决定将投资重点放在嵌入物联网的SAP云解决方案上，并从2022年开始逐步停止BTP上的IoT PaaS组件，而是通过BTP的集成能力、开发能力和其他SAP云解决方案，来实现IoT功能。
2013年，PTC通过并购ThingWorx开始布局IoT领域，将其打造成一个具有里程碑意义的IIoT平台。PTC从一开始就没有试图将ThingWorx作为IIoT云平台来运营，而只是作为提供快速开发和部署智能互联设备的物联网解决方案进行销售。如今，ThingWorx仍坚持这一定位，帮助客户快速、灵活地构建各类IoT应用。
亚马逊云科技涉足IoT领域也比较早。2015年，亚马逊在Amazon Web Services (AWS) re:Invent大会上推出AWS IoT物联网应用平台，帮助制造业客户将硬件设备方便地连接到AWS服务。
微软Azure IoT作为Azure云平台的一部分，包括了各种服务和工具，用于支持物联网设备的连接、管理和数据分析。
BM也是物联网领域的重要参与者之一。IBM在2015年推出了IBM Watson IoT Platform，用于管理互连设备，并支持应用访问实时数据和历史数据。2022年，英国科技媒体《The Register》获得一份IBM发给客户的信件，提到IBM计划在其云上关闭Watson IoT平台服务，并从2023年12月1日生效。
2022年12月，爱立信宣布将包括物联网加速器（IoT Accelerator）和车联云（(Connected Vehicle Cloud）的物联网业务出售给Aeris通信，包括将爱立信物联网业务的资产和员工转移到Aeris通信。
2015年，通快组建了工业物联网平台公司AXOOM，业务覆盖生态、工厂、设备及传感器四个层级。
2019年7月1日，通快将AXOOM出售给了聚焦于金融行业的IT服务公司GFT。这体现出，虽然通快内部的工业物联网应用效果良好，但对外提供工业物联网平台的收入达不到预期。
2022年10月，博世宣布其物联网设备管理(IoT Device Management)平台将于2024年中期停止服务，博世将与主流的云服务商建立深入合作关系，帮助客户的物联网设备管理向云服务商迁移。在迁移阶段结束后，博世物联网设备管理(IoT Device Management)将停止使用。

至此，国外工业物联网厂商们基本完成了十年的探索与演进，逐渐找到了适合自身DNA的发展模式：
工业物联网平台服务越来越向亚马逊云科技、微软集中；
GE、爱立信、博世等工业巨头结合自身战略逐渐退出工业物联网平台业务；
IBM、西门子和SAP转向将IIoT作为解决方案而非平台服务提供，为企业提供物联网连接、数据分析和应用开发等服务；
PTC则从一开始就将ThingWorx定位于开发和部署物联网应用的平台化软件。

2023年下半年，我国两家双跨工业互联网平台止步科创板，揭示出工业互联网平台发展过程中面临的若干难点问题：研发投入大，难以实现收支平衡；主要收入来自项目型服务，而非客户企业支付的年度服务费；来自母体企业及关联企业的收入占比过高；不同行业和不同领域应用场景差异大，共性服务难以满足需求等。
目前，在风电、光伏、电梯、工程机械等装备制造业，往往是主机厂，或者行业龙头企业背景的数科厂商开发和运营工业互联网平台来服务自身设备的客户，实现诸如运营监控、设备维保、故障预警、备品备件更换、故障维修等后服务。在风电、火电、水电等能源装备行业，客户企业对系统安全、网络安全的要求很高，往往不允许制造商进行远程数据传输，这极大地制约了工业互联网平台的应用。
而对于钢铁、化工、食品饮料、电子制造等行业，企业主要的需求还是在企业设备互联和车间联网的基础上，应用支撑产品研发、制造、采购、销售、财务、成本、人力资源、物流等等各个业务领域的数字化解决方案，建立集成平台来支撑企业运营和决策，并通过供应链平台实现与上下游企业的协作，这些企业对于基于公有云的工业互联网平台服务并无刚需。
水、电、气、热等城市基础设施的运行监控对工业互联网平台有明确需求，但也需要部署在其内部网络之中。
离散制造企业推进工业互联网应用最大的难点是设备种类繁多，接口形式、自动化协议差异很大，车间联网率低，设备数据采集难，而如果车间联网和设备数据采集没有做好，工业互联网平台将成为“无源之水”。
因此，工业互联网平台的开发商需要思考和解决以下问题：
工业互联网平台是通过公有云提供共性服务，还是更适合进行客户化开发或配置，通过私有云或在企业内部部署，提供个性化服务和解决方案？
工业互联网平台的商业模式和盈利模式究竟是什么，能够从企业客户收取服务年费，还是只能做项目或工程总包？
工业互联网平台应当针对特定行业、特定领域做专做精，还是放之四海而皆准？
工业互联网平台的开发商与运营服务商是否应当分离，由具备行业Know how、应用开发能力和客户资源，且独立于装备制造企业的机构来运营，促进平台的推广应用？
底层设备数据采集、IoT数据管理与工业互联网应用三个层面如何协同？

根据我国工业互联网联盟（AII）发布的工业互联网平台架构，工业互联网平台分为边缘层、IaaS层、平台层和应用层，其中，边缘层的核心功能是连接和适配多种类型、多种接口形式、多种自动化协议、多种联网方式的设备和产品，有支持各种加工工艺的数控机床、加工中心，针对各行业的专用设备，工业机器人、焊接机、AGV等通用设备，还有检测设备、试验装备和动力设备，面对的是边缘端OT实时数据，将异构数据采集、转换、汇聚之后传递给工业PaaS平台；IaaS层是数据存储和平台运行的基础设施；平台层（工业PaaS）则用于实现IoT数据的接入、存储、管理和安全，进行数据展现、分析、预测与优化，融合数字孪生和AI等技术；而应用层（工业SaaS）则用于实现诸如工厂可视化、节能降耗、提高OEE、提升产品质量、减少设备非计划停机、缩短产品交货期、改进后市场服务等业务目标。
目前，边缘层的设备数采实施难度较大，尤其是老设备的数据采集；平台层标准化程度高，适合云端部署，但是系统架构复杂，研发难度和研发投入非常大；而应用层则需要面对不同行业、不同业务领域的个性化需求，往往需要实施服务，因此更适合提供解决方案。

在国际上，AWS IoT和微软Azure IoT平台已成为主流的IoT云平台（PaaS平台），Kepware则是主流的底层设备数据协议解析软件，成为众多IIoT解决方案提供商的合作伙伴，而根据前文的分析，西门子、GE等工业巨头已聚焦于应用层；在国内，华为云、阿里云、腾讯云、百度智能云等互联网平台服务商提供了IoT平台。
针对流程行业和混合制造行业，国际主流的工业自动化厂商均提供组态和SCADA软件，例如西门子的SIMATIC SCADA、AVEVA的Intouch、艾默生的Ovation SCADA、罗克韦尔自动化的FactoryTalk Optix、霍尼韦尔的Experion SCADA、GE Digital的iFIX SCADA、三菱电机的Genesis64和欧姆龙的CX-Supervisor等；国内主流厂商也有成熟产品，例如中控技术的InPlant SCADA、和利时的HiaSCADA、亚控的KingSCADA、力控科技的eForceCon SCADA、九思易的INSPEC SCADA等，台达提供了VTSCADA和DIAView SCADA两款软件。
针对离散制造行业，设备数据采集和协议转换、车间联网则仍然是必须重点解决的问题，已有不少厂商提供相关产品和服务。例如，亚控科技的KingIOServer设备数据采集系统具备强大的设备数据采集和工业自动化协议支撑能力，麦杰科技推出SmartCollector工业数据智能采集平台，研华科技提供软硬结合的边缘智能解决方案，联想提供边缘计算产品及数据智能服务，阿尔卑斯系统集成公司提供了数据采集的软硬件产品，盖勒普提供工业大数据采集及分析管理整体解决方案，兰光创新提供设备物联网解决方案，CAXA拥有DNC设备物联软件，格创东智提供边缘计算产品，华龙讯达提供数据采集平台，浙江中之杰、数益工联和中设智控拥有设备数据采集方案，涛思数据的TDengine时序数据库可以用于设备和传感器的时序数据，恒力华振则提供从设备数据采集到数据治理的整体解决方案。在车间联网方面，MOXA、研华科技、TPLINK（普联技术）、三旺通信和东土科技等主流厂商提供了成熟的工业网络相关产品。


工业互联网是工业互联的网，连接工业要素的网，而不是工业的互联网，更不是指工业企业的互联网应用。工业互联网是推进智能制造的基础设施，工业数据采集（设备和装备类的产品）与协议转换是基础，车间联网（打造数字化工厂）和设备联网（实现后服务）是前提，工业PaaS平台是枢纽，而平台化服务则是价值创造的核心。工业互联网平台厂商必须找准自身的行业与应用领域的差异化定位，没有必要，也不可能面面俱到。各类厂商应当真正推进生态合作，取长补短，开放合作，提供灵活的部署方式，建立合理的利益分配方式，为各行业的工业企业提供高价值的平台化服务。