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平台体系才是工业互联网发展的关键

作者:陈玲丽时间:2020-03-16来源:电子产品世界收藏

2012年,美国通用电气公司在提出“”概念时,是这么说的:“,就是把人、数据和机器连接起来”。

本文引用地址:/article/202003/410978.htm

的本质,就是通过开放的、全球化的通信网络平台,把设备、生产线、员工、工厂、仓库、供应商、产品和客户紧密地连接起来,共享工业生产全流程的各种要素资源,让数据“流动”起来,使其数字化、网络化、自动化、智能化,从而实现效率提升和成本降低。

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工业互联网跟传统互联网的区别:

· 首先是连接的对象不同。传统互联网是通过电脑、手机等数码产品连接普通消费者,而工业互联网,就是利用大数据、物联网、人工智能这些新兴科技力量把工厂、工业生产线上的人、机器、物品连接起来。通过连接,将所有生产环节统筹起来运作。

· 其次,连接的量级不一样,传统互联网连接几十亿人群而工业互联网连接的是几百亿生产设备。

· 最后是对网络的实时响应要求不一样,我们平时上网有一些卡顿并不太影响,而工业互联网需要实时的响应来保障生产线上工作不间断运行,有时甚至需要精确到毫秒级。

第四次工业革命是人类发展的必然趋势,工业互联网也是工业发展的必经之路。

平台体系是工业互联网的关键

工业互联网也是IT、CT、OT的全面融合和升级 —— IT是信息技术,CT是通信技术,OT是操作技术。它既是一张网络,也是一个平台,更是一个系统,实现了工业生产过程所有要素的泛在连接和整合。

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非数字化没有网络的单个节点,它就是孤岛,是“死”的。随着传感器等数据采集技术的升级,节点开始产生数据,有了“生命”。与此同时,通信技术已在不断升级,像血管和神经一样,帮助无数孤立的节点,交换数据、共享数据。最后,这些数据流会到达云端,借助云计算、大数据这些信息技术升级的产物,产生价值。

如此一来,所有节点就形成一个系统,一个更强大和完整的“生命体”。平台体系是工业互联网的核心,工业互联网平台可以分为4 个部分:

  1. 边缘层:通过协议转化和边缘计算形成有效的数据采集体系,从而将物理空间的隐形数据在网络空间显性化。

  2. IaaS 层:将基础的计算网络存储资源虚拟化,实现基础设施资源池化。

  3. 工业PaaS 层:工业操作系统,向下对接海量工业装备、仪器、产品,向上支撑工业智能化应用的快速开发和部署。

  4. 工业APP:以行业用户和第三方开发者为主,行业用户如富士康、中联重科等工业垂直领域的产商,第三方开发者主要是基于PaaS层做工业APP的开发工作,通过调用和封装工业PaaS 平台上的开放工具,形成面向行业和场景的应用。

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 工业互联网平台功能架构(图片来自中国工业互联网联盟)

能够提供这样强大平台的公司,一定只有两种,要么是工业制造能力很强的公司,要么是信息技术能力很强的公司。但是,尽管工业互联网已经发展了这么多年,迄今为止,仍然没有任何一个平台占据了绝对领先的地位,也没有任何一个平台获得了真正的成功。

例如,美国的通用电气旗下的GE Digital,专注工业互联网业务,发布了世界上第一个工业互联网平台Predix,但是由于业绩不佳,出售了它的部分股权。

工业互联网有一个很大的特点,就是个性化。每个公司生产的东西不一样,流程不一样,工艺不一样,设备不一样,渠道不一样,甚至商业模式和供应链也不一样。想要成功,必须经过非常深入的分析,然后建模,最后开发。也就是说,高度定制化。一个工业互联网平台项目,需要花大量的时间在场景和需求分析上,搞懂它到底是怎么运作的。

工业物联网平台的“魔力象限”

魔力象限图是知名市场咨询机构Gartner公司依据标准对某一市场内的厂商进行分析的研究工具。2019年6月下旬,Gartner发布了针对工业物联网(IIoT)平台的魔力象限报告,对全球工业物联网平台的表现进行了分析,引起热议。

魔力象限图有两个轴 —— 水平轴为“愿景完整性”,用来反映产品拥有多少特性以及创新的改进能驱使其它厂商做出反应并迎头赶上;纵轴代表“执行能力”,通常由营业收入、分销商的数量和质量、员工数量和他们在研发/销售和支持以及其它业务问题上的分布比例来决定。

因此,右上象限中的厂商的称为“领导者” (Leaders),而右下象限是“远见卓识者” (Visionaries),左下象限为“特定领域者” (Niche),而左上象限为“挑战者” (Challengers)。

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具体来看,特定领域者指公司发展前景的完备性和执行力较低,但占有一定的市场份额,往往这些企业在特定的领域内处于领先地位;远见者即拥有着眼未来的领先市场的计划,但目前的能力并非同类中领先的企业;挑战者则是执行能力很强,但是在获取市场地位的愿景方面比领导者来得狭窄;领导者是指通过扩大覆盖范围,开发新的同类中领先的能力和新的商业模式,以及大规模部署这些模式,来左右市场的发展方向的企业。

从Gartner本次发布的魔力象限报告中可以看出,同去年一样,在当前工业物联网平台市场,上面两个象限还是空白,还不存在领导者甚至挑战者。这说明,全球的工业物联网应用还处于早期的探索阶段,还没有真正“跨越鸿沟”。原因可以归结为工业的三个行业特征的特殊性:

· 第一个特征是行业特征:工业同行业内,每个企业都是产品的竞争关系,因为有工业产品的技术秘密、商业秘密等,它不可能把自己的企业的生命线交给同类的竞争企业。拿国内来说,三一重工、徐工、中联重科等,又或者是海尔、美的、格力等,他们不可能用同一张工业互联网来解决问题。

· 第二个特征是产品的复杂度:我们把国际互联网形容成X轴的话,网上可以接入任何人员和任何电脑类设备,沟通的是信息流,接入的数量越大就越有价值。但是工业互联网就不一样了,它像Y轴,做的越深、垂直深入越深越好。那就会出现连接的复杂度、传输的复杂、应用的复杂度、管理的复杂度、工业APP开发的复杂度。

· 第三个是工业产品的安全性:工业互联网的安全性是国际互联网的安全性所不能比拟的。一个国家的工业安全是国家命脉,不能有任何疏忽。

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针对特定领域者象限的平台厂商,Gartner解释,一方面是因为工业物联网的价值在于工业应用,但特定领域者还无法展现出大规模的跨越多个工厂、国家或地区的工业成功案例,而是更多地关注工业现场的设备应用和企业与供应链合作伙伴之间的互动;另一方面,由于整个市场还处在方兴未艾的阶段,制造企业在推进工业物联网应用中涉及商业模式创新、组织变革、人才汇集等工作,整个市场的成长还需要有待时日。

工业物联网平台是一个破碎的市场,市场上充斥着各种各样的科技公司。该市场由小型初创企业、大型工业企业、系统集成商和传统IT企业组成,它们都在竞相为工业企业提供解决方案。Gartner预计将有更多的供应商进入市场,比如通信服务提供商(CSPs),以及传统的工业控制和自动化供应商。

因此,现在工业互联网平台处于全面混战的一个状态,就在这种背景下,全球工业互联网平台市场在高速增长。根据研究机构 MarketsandMarkets 的统计数据显示,2017 年全球工业互联网平台市场规模为25.7亿美元,预计2023年将增长至138.2亿美元。美国、欧洲和亚太这三个地区,是当前工业互联网平台发展的焦点区域。

许多探索在孜孜不倦地进行之中,春秋无义战,江湖多地盘。一个喧闹的跑马圈地的时代。离群雄确立的战国争霸,似乎依然很远。

5G和人工智能助力工业互联网

将人工智能引入工业制造,其实就是让人工智能作为代理人,帮助管理工厂,管理整个制造生产流程,甚至包括采购、物流和销售流程。随着人工智能的不断演进,工业互联网这个系统将会实现工况自感知、工艺自学习、装备自执行、系统自组织。这个,就是智能制造的最高境界。

另外,一些以往受限于网络接入而不能实现的场景,在5G的加持下,都变得可行。高连接速率、超低网络延时、海量终端接入、高可靠性,都是5G所具备的优点。这些优点,将非常有利于5G替代现有的厂区物联网通信技术,尤其是Wi-Fi,蓝牙等短距离通信技术。

5G和工业互联网之间的关系,主要集中在接入层。除了接入层之外,5G的切片、边缘计算,都可以在工业互联网领域找到不错的应用场景。

工业互联网发展中的障碍

工业互联网的未来是美好的,但是,前进的道路并不通畅。很多的问题和障碍摆在它的面前,数据安全问题是工业互联网发展最关键的问题之一。工业互联网的安全,涉及采集、传输、存储和分析数据的制造生产流程的整个环节。在工业互联网环境中,一旦系统连接了网络,机器和设备就可能会遭到攻击,生产过程会受到破坏和干扰,甚至停止。

企业对于数据安全的顾虑,严重影响了他们“上云”的积极性。他们害怕自己的核心数据不能得到很好的保护,一旦泄露,带来的后果是灾难性的。保护数据的安全,既需要平台拥有可靠的技术,也需要企业本身有很好的软硬件环境和管理水平。

此外,工业互联网标准的缺失,以及企业ICT人才培养的不足,都是困扰工业互联网向前发展的障碍。

事实上,工业互联网的建设不仅涉及工厂内部网络,还涉及工厂外部网络,包括海量异构设备的数字化、网络化、智能化改造。另外,工业互联网更强调系统的开放性、互联互通性及互操作能力,设备和系统联网及协同需求将大大增加,并带来了大量新的标准化需求。如何在系统中集成现有的和即将产生的各种设备,如何提取和搜集有用的数据等,都涉及到标准化的问题。



关键词: 工业互联网

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