國內(nèi)外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對比研究

肖琳琳

國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心 北京 100040

引言

以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息通信技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展，促進了全球制造業(yè)從數(shù)字化階段向網(wǎng)絡(luò)化階段加速邁進。以GE、西門子等龍頭企業(yè)為核心，美國、德國等發(fā)達國家相繼推出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺雖發(fā)展時間不長，但極有可能重塑未來制造業(yè)競爭的新格局[1]。我國超大規(guī)模的市場需求、完備的工業(yè)體系、創(chuàng)新引領(lǐng)的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)、龐大的專業(yè)人才隊伍是發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎(chǔ)和優(yōu)勢。我國要搶抓全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺規(guī)?；瘮U張的戰(zhàn)略窗口期，以開放價值生態(tài)替代封閉工業(yè)技術(shù)生態(tài)，弱化發(fā)達國家工業(yè)技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，實現(xiàn)換道超車。

1 全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢

1.1 IaaS、PaaS、SaaS發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺呈現(xiàn)IaaS寡頭壟斷，PaaS以專業(yè)性為基礎(chǔ)拓展通用性，SaaS專注專業(yè)縱深發(fā)展態(tài)勢。

IaaS、PaaS、SaaS建設(shè)成熟度不一致，IaaS發(fā)展成熟度較高、技術(shù)創(chuàng)新迭代迅速，亞馬遜AWS、微軟Azure、阿里云、騰訊云等占據(jù)了全球主要市場，IaaS

主流服務(wù)商集中在中美兩國。當(dāng)前多數(shù)工業(yè)PaaS在工業(yè)know-how和專業(yè)技術(shù)方面積淀不足，受消費互聯(lián)網(wǎng)橫向整合大獲成功的影響，忽視制造與消費領(lǐng)域之間專業(yè)性的巨大差異，容易導(dǎo)致戰(zhàn)略方向和發(fā)展路徑的誤判，工業(yè)PaaS開發(fā)建設(shè)應(yīng)在專業(yè)性基礎(chǔ)上向提供通用能力方向發(fā)展。SaaS發(fā)展受PaaS賦能不足的約束，潛力尚未發(fā)揮出來，均處于萌芽階段。SaaS正逐步深入制造業(yè)細分行業(yè)領(lǐng)域，中小型企業(yè)的SaaS應(yīng)用需求最迫切、服務(wù)量最大、價值創(chuàng)造最直接。

1.2 PaaS的價值

被譽為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺操作系統(tǒng)的PaaS正逐漸成為平臺發(fā)展的聚焦點和關(guān)鍵突破口，商業(yè)價值仍處于探索階段。

一方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)IaaS和PaaS逐漸趨于松耦合，互相影響漸弱[2]。另一方面，PaaS是SaaS的賦能平臺，只有PaaS成熟度和能力大幅提升，SaaS才有繁榮的可能。目前，工業(yè)PaaS建設(shè)處于起步階段，需要制造業(yè)和ICT行業(yè)在技術(shù)、管理、商業(yè)模式等方面深度融合。一是PaaS平臺既需要特定領(lǐng)域制造技術(shù)的深厚積累，還需要把行業(yè)知識經(jīng)驗通過ICT技術(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的通用制造技術(shù)規(guī)則。GE Predix平臺的技術(shù)和成本兩道門檻限制了平臺用戶和開發(fā)者數(shù)量，可用性、易用性成為平臺急需解決的共性問題。二是PaaS市場體系尚未建立，平臺主要完成傳統(tǒng)服務(wù)與流程的云遷移，主營業(yè)務(wù)仍為線下解決方案，從傳統(tǒng)渠道轉(zhuǎn)移的固有用戶占九成以上。三是商業(yè)模式不清晰，平臺大多處于投入期，交易成本高，交易標(biāo)準(zhǔn)化、安全保障、用戶信用體系等方面的探索尚未展開或剛剛起步。例如，Predix應(yīng)用成本過高，GE正調(diào)整其業(yè)務(wù)架構(gòu)，平臺商業(yè)前景不明；MindSphere主要為西門子客戶提供服務(wù)，開放性問題尚未解決；樹根互聯(lián)主要依靠后服務(wù)市場盈利，平臺核心服務(wù)推進相對緩慢。

1.3 企業(yè)的PaaS建設(shè)

信息化水平高的制造業(yè)龍頭企業(yè)同時具備制造技術(shù)、管理技術(shù)和信息技術(shù)應(yīng)用等方面的知識和經(jīng)驗，是PaaS建設(shè)的主力軍。

一方面，GE、西門子等信息化水平高的龍頭制造企業(yè)設(shè)備數(shù)字化率、聯(lián)網(wǎng)率具有領(lǐng)先優(yōu)勢，具備更多設(shè)備接入基礎(chǔ)。另一方面，龍頭制造企業(yè)具備深厚的工業(yè)積淀，在研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)工藝、過程優(yōu)化等工業(yè)領(lǐng)域?qū)I(yè)背景深厚，能夠為工業(yè)PaaS服務(wù)能力開發(fā)提供更多規(guī)則化、軟件化的行業(yè)知識經(jīng)驗。

1.4 關(guān)鍵技術(shù)的開拓者

領(lǐng)先的ICT和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)是工業(yè)PaaS的共性關(guān)鍵使能技術(shù)的開拓者。

ICT企業(yè)掌握的共性關(guān)鍵使能技術(shù)能夠解決制造技術(shù)軟件化、平臺化的關(guān)鍵問題，提高平臺專業(yè)縱深能力和橫向資源整合能力。例如，PTC等提供數(shù)據(jù)采集、平臺使能等相關(guān)軟件，華為等提供設(shè)備網(wǎng)絡(luò)能力，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和電信運營商提供大數(shù)據(jù)處理能力[3]?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)在平臺的管理和商業(yè)模式方面具備更多經(jīng)驗優(yōu)勢，亞馬遜、阿里、騰訊在消費互聯(lián)網(wǎng)平臺的運營、市場等方面都已形成較為成熟的模式，可為平臺管理運營和商業(yè)模式提供更多經(jīng)驗。中國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)異軍突起，基于中國互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)優(yōu)勢可能會成為工業(yè)PaaS的另一支主力軍。

1.5 開放共享的價值網(wǎng)絡(luò)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺以基于數(shù)據(jù)的能力合作為紐帶，打造開放共享的價值網(wǎng)絡(luò)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是以數(shù)據(jù)為驅(qū)動、制造能力為核心的專業(yè)服務(wù)平臺。一是數(shù)據(jù)是平臺的核心要素，基于數(shù)據(jù)能力合作是平臺業(yè)務(wù)發(fā)展和模式創(chuàng)新的動力源。全球主要的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺都在積極爭奪數(shù)據(jù)資源和爭取數(shù)據(jù)能力合作，如GE收購了Bit Stew Systems和Wise.io，PTC收購了Coldlight[4]。二是打造開放共享的價值網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展的基礎(chǔ)，目前還沒有一家公司能夠獨立提供工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺“云基礎(chǔ)設(shè)施+終端連接+數(shù)據(jù)分析+應(yīng)用服務(wù)”等端到端的解決方案，構(gòu)建合作伙伴關(guān)系和生態(tài)系統(tǒng)是平臺發(fā)展主要途徑。GE、西門子、施耐德、航天云網(wǎng)等公司通過與平臺商、組件商、集成商合作以彌補差距，為客戶提供更強大的服務(wù)。三是從以平臺功能和產(chǎn)品為中心逐步向以共創(chuàng)價值為中心轉(zhuǎn)變。隨著平臺逐步具備自動量化服務(wù)價值的能力，平臺將圍繞市場需求實現(xiàn)從銷售產(chǎn)品或服務(wù)到銷售可量化結(jié)果的轉(zhuǎn)變，帶動服務(wù)定價方式、金融工具、風(fēng)險防控機制發(fā)生變化，重新定義競爭格局和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

2 中美德工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對比分析

2.1 各國之間的差距

中國與美德在工業(yè)基礎(chǔ)和工業(yè)know-how方面差距顯著。

德國工業(yè)積淀深厚，在產(chǎn)品研發(fā)、裝備和自動化系統(tǒng)、工業(yè)控制和工藝流程等領(lǐng)域擁有全球知名的老牌工業(yè)企業(yè)和隱形冠軍中小企業(yè)。美國工業(yè)知識經(jīng)驗軟件化、平臺化能力處于全球領(lǐng)先地位，擁有IBM、微軟、甲骨文等全球軟件服務(wù)寡頭。中國工業(yè)化發(fā)展歷程短，制造技術(shù)與管理知識經(jīng)驗積淀不夠，工業(yè)企業(yè)兩化融合發(fā)展水平參差不齊；但是，完整的產(chǎn)業(yè)體系帶來了巨大的應(yīng)用需求和發(fā)展?jié)摿?，為平臺培育和壯大提供了土壤。

2.2 中國現(xiàn)狀

中國工業(yè)數(shù)據(jù)采集和分析能力不足。一是中國在設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方面與美德差距較大，中國兩化融合服務(wù)聯(lián)盟根據(jù)70000多家工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2016年我國企業(yè)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%，尤其是中小企業(yè)基礎(chǔ)薄弱，設(shè)備改造和數(shù)據(jù)采集難度較大。二是發(fā)達國家工業(yè)設(shè)備產(chǎn)品在全球市場占據(jù)主導(dǎo)地位，GE、西門子等龍頭企業(yè)依托自身產(chǎn)品可采集跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的海量數(shù)據(jù)。三是美國、德國具有大量資深和初創(chuàng)的數(shù)據(jù)分析企業(yè)，通過合作能幫助平臺快速提升能力。不過中國市場巨大，一旦解決數(shù)據(jù)采集等基礎(chǔ)環(huán)節(jié)問題，網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)必然帶來后發(fā)優(yōu)勢。

2.3 各國特長

中美德在信息基礎(chǔ)設(shè)施及ICT技術(shù)能力方面各有所長。中美在信息基礎(chǔ)設(shè)施方面相對較強。NB-IoT領(lǐng)域，中國今年將建成全球最大的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，能有效支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)、促進海量終端接入、拓展應(yīng)用場景[5]。IaaS領(lǐng)域，美國亞馬遜、微軟、IBM等在技術(shù)、產(chǎn)品和市場規(guī)模方面遙遙領(lǐng)先，中國的阿里和騰訊綜合實力位于全球前10名。PaaS領(lǐng)域，美國PaaS平臺底層技術(shù)具有絕對優(yōu)勢，全球各國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺PaaS核心架構(gòu)幾乎均采用美國的Cloud Foundry和Docker等開源技術(shù)，美德具備將核心經(jīng)驗知識固化封裝為模塊化的微服務(wù)組件和工具開發(fā)能力，但中國工業(yè)PaaS剛剛起步，處于探索階段。

2.4 中國發(fā)展趨勢

中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺具有全球最旺盛的市場需求和最完備的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。一方面，美德將大型企業(yè)作為平臺主要用戶群體，而中國將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為大中小企業(yè)融通發(fā)展的新載體，通過平臺技術(shù)模塊化和知識經(jīng)驗軟件化，將大企業(yè)成熟有效的技術(shù)、管理、應(yīng)用等方面的知識經(jīng)驗，快速向中小企業(yè)復(fù)制推廣，降低技術(shù)門檻和應(yīng)用成本，帶動其轉(zhuǎn)型升級。另一方面，美國在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場規(guī)模弱于中國，尚無覆蓋全社會的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系。德國在互聯(lián)網(wǎng)平臺實踐和能力各方面仍處于適應(yīng)期。中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念、商業(yè)模式、應(yīng)用實踐都較成熟，基本形成覆蓋了全員、全社會的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，具備推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、搶抓工業(yè)發(fā)展“換道超車”機遇的獨特優(yōu)勢。

3 我國推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展的建議

3.1 打好堅實基礎(chǔ)

實施制造業(yè)設(shè)備設(shè)施上網(wǎng)工程，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺奠定終端數(shù)據(jù)連接的堅實基礎(chǔ)。

全面引導(dǎo)和幫助企業(yè)加速提升設(shè)備設(shè)施自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化水平，消除我國終端連接不足的瓶頸。一是對于不具備入網(wǎng)能力的工業(yè)設(shè)備設(shè)施，通過加裝傳感器等方式實現(xiàn)設(shè)備入網(wǎng)和數(shù)據(jù)聯(lián)接；二是對于具備入網(wǎng)能力的工業(yè)設(shè)備設(shè)施，解決數(shù)據(jù)接口開放、兼容和共享等問題；三是探索制定工業(yè)設(shè)備設(shè)施入網(wǎng)管理規(guī)范，將工業(yè)設(shè)備設(shè)施入網(wǎng)作為國內(nèi)外設(shè)備進入市場的準(zhǔn)入條件。

3.2 工業(yè)PaaS建設(shè)

開展工業(yè)PaaS建設(shè)試點，集中力量突破工業(yè)know-how、數(shù)據(jù)技術(shù)、平臺架構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)，營造工業(yè)PaaS良性市場生態(tài)。

推動信息化水平高的制造業(yè)龍頭企業(yè)、具備關(guān)鍵使能技術(shù)的ICT領(lǐng)軍企業(yè)以及深諳平臺架構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)組成聯(lián)合攻關(guān)團隊，發(fā)揮各自優(yōu)勢能力，形成聚合效應(yīng)、疊加效應(yīng)和倍增效應(yīng)。充分調(diào)動市場資源，為工業(yè)PaaS試點的測試、應(yīng)用和成長壯大提供支持，促進核心關(guān)鍵技術(shù)和市場生態(tài)環(huán)境相互促進和螺旋上升。

3.3 營造SaaS自主發(fā)展環(huán)境

推動“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)+金融”的融通發(fā)展，為SaaS自主蓬勃發(fā)展?fàn)I造良好環(huán)境。

開展“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)+金融”發(fā)展試點，挖掘工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展的關(guān)鍵要素和基本規(guī)則?！爸圃鞓I(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”能較好地解決信息不對稱的問題，但信用體系不健全，資源和能力的在線交易仍然難以達成。金融手段創(chuàng)新為在線、便捷、高效服務(wù)交易的達成提供信用擔(dān)保，在參與主體之間建立可靠的信用共享新機制，實現(xiàn)資源按需動態(tài)配置，為SaaS的繁榮奠定堅實基礎(chǔ)。

3.4 人才隊伍建設(shè)

全面、深入推動“雙創(chuàng)”，打破傳統(tǒng)工業(yè)體制機制約束，激發(fā)人才的創(chuàng)新活力、動力和潛能。

企業(yè)亟需通過建立“雙創(chuàng)”機制，重構(gòu)人與人、人與組織之間的關(guān)系，將關(guān)鍵人才進行動態(tài)、多層次有效利用，形成新的人才價值網(wǎng)絡(luò)。通過管理體制和技術(shù)的互動創(chuàng)新，一方面，打破僵化人才使用機制，把稀缺人才從現(xiàn)有組織中釋放出來，充分激發(fā)和釋放高等院校、科研院所、企業(yè)、個人等社會各界專業(yè)人才活力、動力和潛能；另一方面，建立靈活、高效的組織模式，創(chuàng)新激勵機制，不求所有、但求所用，形成跨職能、跨組織、跨崗位的人才動態(tài)流動機制，支持相關(guān)參與企業(yè)建立多層次完備專業(yè)人才團隊。

3.5 注重平臺安全

重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺信息安全，保障工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺健康發(fā)展。

一是完善相關(guān)政策法規(guī)和行業(yè)監(jiān)管制度，研究制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺信息安全整體方案，建立平臺風(fēng)險通報、檢查評估、安全審查等工作機制，構(gòu)建國家重大工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺安全事件應(yīng)急指揮體系，制定分級分類平臺安全應(yīng)急處置預(yù)案。二是圍繞設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、平臺、數(shù)據(jù)等重點領(lǐng)域，建設(shè)態(tài)勢感知、仿真測試、攻防演練平臺，開展技術(shù)產(chǎn)品和解決方案檢驗測試、風(fēng)險評估、認(rèn)定驗證，提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)保障能力。

4 結(jié)論

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺給制造業(yè)的發(fā)展提供了全新的理念和模式。目前，各國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)均處于起步階段，中美德工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在發(fā)展中各具優(yōu)勢和特點，中美IaaS基礎(chǔ)設(shè)施能力較強，正從互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)向其他行業(yè)擴張；美德工業(yè)know-how和設(shè)備數(shù)字化基礎(chǔ)優(yōu)于中國；中國的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)基礎(chǔ)最好，SaaS應(yīng)用潛力最大。本文通過對比分析中美德各國主流工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的現(xiàn)狀、趨勢和問題，提出了推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建議和策略，為各級政府制定相關(guān)政策，為產(chǎn)業(yè)界深入探索工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展新模式提供借鑒。

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