工业互联网平台的六项关键功能

在过去的几年中，物联网（IoT）发展迅速，在信息技术领域已经无人不知。预计在未来十年内将有数百亿个潜在事物连接在一起，市场规模预测每年将达到数万亿美元。尽管物联网技术的应用仍处于早期阶段，但市场热度持续走高，人们已经对铺天盖地的物联网概念习以为常。

但是，在应用于消费者领域的物联网（IoT）（自动补充食品冰箱、无人驾驶汽车、通过智能手机控制恒温器），与工业互联网（IIoT）之间存在巨大差异。第四个字母“I”的增加使得物联网（IoT）具有了工业的专有属性，使其更适用于工厂或生产设施在创建产品和服务过程中的“智能互联运营”等概念。

本研究报告的焦点将专注在详细阐述物联网（IoT）和工业互联网（IIoT）的区别，首先阐述什么是工业互联网（IIoT）平台，并就如何在这个瞬息万变的市场中使用工业互联网（IIoT）来获得增长，给工业企业提供一些建议。

定义工业互联网

物联网（IoT）是指包括使用标准Internet协议（IP）技术等在内来连接人员、流程和事物，以打造新型的网络物理系统的一个或多个网络。工业物联网（IIoT）应被理解为更广泛的物联网（IoT）的一个子集，它的存在主要是为“为市场需求生产实物商品以及维护生产所需的固定资产”提供服务。

以前，互联网通常被理解为主要由计算机构成的网络，而智能手机、嵌入式传感器和其他技术的采用正在将这一定义扩展到包括配备或嵌入有智能传感器的人和物体。随着技术的进步和硬件价格的降低，这种趋势随着时间的推移而增长，最终连接的“对象”的数量将趋向于无所不包。到2020年，互联网络预计将覆盖：

今天，大多数制造公司都拥有已经实施了数十年的传统的信息和自动化技术解决方案。这些解决方案中的大多数都是基于开放式和专有通信协议的组合而建立的，这些协议是其开发时代的行业标准。一个是因为时过境迁，另一个是因为专有通信协议的封闭性，使得这些传统的系统之间不易互操作，信息孤岛成为实现工业互联网功能的重要障碍。因此，需要一个工业互联网（IIoT）平台来集成这些旧系统中的信息。

工业互联网平台

工业互联网（IIoT）平台是一个具有前瞻性的框架，对实现智能互联运营、智能互联资产和智能互联企业所需的技术功能进行了分类。LNS一直在积极撰写博客并谈论与构建工业互联网（IIoT）平台相关的不断增长的市场活动及其进展和发展。

对于工业互联网（IIoT）平台，LNS Research已为制造商确定了六项关键功能，以使其能够有效获得工业互联网（IIoT）平台的真正价值：

1、连接性、传输性和安全性

该层包括：

连接那些联网的设备、装备和应用传感器所需的所有必要硬件和软件；

支持用于集成机器、云和应用程序的现有和新兴标准；

将数据移动到适当的应用程序、域（边缘、现场、云）或用户的能力。（工业互联网IIoT的关键特性之一是突破以太网局限性的能力：显而易见的是工业互联网IIoT平台正在尝试各种替代网络，包括有线、无线和其他低功耗等替代方案。）

快速有效地识别和管理设备并触发告警事件的技术；

工业网络安全功能侧重于整个工业互联网IIoT平台堆栈基础的设备和操作安全性。（此外，许多供应商还提供了针对数据安全性的更典型的IT网络安全性功能。）

从多个角度来看，物联网的核心理念实际上就是围绕这一层的。以往无法实现或成本太高的连接方式，被物联网经济高效地解决了，这使得人们连接设备、流程的能力不断增强，并为将来的智能化解决方案打下了良好的基础。

2、数据条件化和语义化

“将所有数据移至数据湖以获得神奇的答案”，这样的时代已经过去。人们在早期的工业互联网产品和项目中发现，那些没有上下文的数据随着时间的推移，只是在规模上获得了增长，但是却并不能非常有效的为人们的业务带来更好的帮助。越来越多的服务商和制造企业开始关注这些工业数据的来源、质量和可操控性。现在，很多工业互联网服务商开始提供相关产品和服务，用以进行清理（消除虚假和异常数据）、缓存、汇总和编排操作这些数据。

工业互联网IIoT平台的一项关键且具有决定性意义的功能，是在数据的使用和利用上超越SQL数据库中的结构化数据（例如财务或库存级别），还要能够充分利用非结构化（视频、社交）和半结构化（最重要的类型时间序列数据）数据。最终实现将所有这些数据统一为一个工业互联网IIoT数据模型（就目前来看主要是围绕资产管理这一类）。鉴于运营洞察力是工业互联网IIoT平台的核心优势，所以这些处理数据的功能至关重要。

3、本地、边缘和云

事实上企业部署的计算和存储资源有各种各样的形式，在边缘侧、工厂内、企业内或防火墙外都能看到他们发挥着重要的功能，总之在最需要的地方总能看到相关应用。尽管早期有关工业互联网IIoT的讨论大家几乎完全集中在“云”上，但实际情况和技术创新推动了围绕边缘和本地计算及其应用的讨论，2019年边缘计算得到了长足的发展。相关的解决方案使用户可以在任何地方部署任何他们想要的功能。

当然在工业互联网领域云计算仍然占据着核心的地位，无论是直接交付还是通过其云合作伙伴（例如Microsoft Azure或Amazon AWS）交付。要部署工业互联网IIoT应用，供应商必须直接或与云合作伙伴一起交付核心基础架构即服务（IaaS）功能，以提供虚拟化的计算资源（网络，服务器，数据中心，存储，备份，负载均衡，安全性等）。

为了实现工业互联网IIoT平台的愿景，服务商直接或与他们的云伙伴合作还需要提供平台即服务（PaaS）。IaaS通过Internet提供了IT计算基础架构，而PaaS可以为工业互联网IIoT平台开发环境提供应用程序托管。因此，PaaS平台提供了计算和存储基础结构，代码编辑，版本管理，编译（如果需要）和测试服务，以帮助开发和运营人员快速有效地创建新的整合应用程序。PaaS还使开发、运营团队可以在不考虑其物理位置的情况下进行协作和合作。

4、开发工具和库

工业互联网IIoT平台应该包括必要的工具，用以快速创建新的基于API的整合应用程序，能够将平台的各个环节和资源有机融合起来，还要能够便捷的将现有的旧版应用程序迁移至新的平台之上。至于这些工具应该称为“开发”工具还是“运营”工具，大家不必要较真，这些只不过是一种称呼。很多平台供应商都在寻求一种使技术水平较低的开发者快速创建这些应用程序的方法，比如现在已经出现了“低代码”或“无代码”开发理念。复杂的应用程序通常需要对IT /运营技术（OT）系统和编程或数据科学有深入的了解。

目前来看这些基于API的整合工业互联网应用，具备一定的共性以及专注层面的差异化。首先在共性方面，所有这些工业互联网应用基本上都需要构建在数据基础上，并衍生出根据监测的数据流实现数据可视化（例如资产监视），以及进一步的对各种数据的分析，还有走的更远的服务商，在监测、分析的前提下，最终能够根据监测和分析的结果实现对工控系统的的反向操控（例如，根据这些发现来制定减少资产损耗的决策和操控手段）。

该层的核心在于使用广泛的统计和优化工具来监视和分析结构化和非结构化数据，以实现前所未有的洞察力。这些能力通常被称为人工智能（AI）或机器学习（ML），一般包括以下几种分析模型：基于统计学的分析，人工智能/机器学习，基本原理/物理，运筹学/应用数学。此外，工业互联网IIoT平台还包括广泛的分析工具，例如搜索，数据探索/挖掘，图像/视频和自然语言处理。

5、应用程序和分析

工业互联网IIoT是一个充满变化与活力的市场。最明显的趋势之一是从平台/工具包到应用程序提供商的多家服务商的战略定位的变迁和差异化。出现这种差异化的驱动力很简单：工业企业通常是在寻求业务提升，而不是技术工具包。这就要求工业互联网服务商越来越多地提供“开箱即用”的应用程序，以解决特定的操作难题（远程资产监视，智能公用网络，质量管理，现场的工作人员，设备部署，生产监视等）。这些应用程序可以是服务商提供的专有产品，也可以是已经包含在平台中产品组件。

监视与控制之间存在区别，许多供应商仅专注于监视/分析应用程序。在调研中，LNS看到了从描述性到诊断性到预测性到完整性、说明性分析的全方位的工业互联网应用。先前的研究表明，工业互联网IIoT平台/分析旨在提供完整的规范功能方面，这与现有实践有所不同。

可通过IIoT平台交付的最具潜力的基于API的整合应用程序之一是Digital Twins。LNS Research撰写了有关数字孪生在离散行业的应用，以及数字孪生在过程和批处理行业企业中的流程工作应用。调查显示，截至2018年4月，行业几乎还没有可用的现成的Digital Twin应用程序。在这方面工业互联网IIoT平台提供商处于最佳战略位置，可以考虑提供这一关键而宝贵的功能。

6、生态系统

除了工业互联网IIoT平台的功能和应用程序外，平台商现在正在努力在其平台周围建立生态系统。一些平台服务商正在追求类似于Apple iPhone的模式：寻求独立的应用程序提供商来使用其平台编写业务应用程序。平台商希望这能加快功能开发并使其间接获得市场份额。一些公司也在努力建立类似AppStore的虚拟应用市场，以使开发、交易、使用等围绕这些应用程序的业务成为可能。其他公司则在根据合作伙伴的需求调整战略，比如为企业提供一部分平台组件、服务或行业特定功能的应用。

目前来看，在所有这些领域中，很难说哪个服务商的业务模式更好。许多供应商已开始调整战略，开始专注工业互联网平台生态的某个部分。例如，几家公司已将自己定位为围绕在“连接性”或“传输”这个层面。

应对不断变化的环境的建议

LNS Research认为工业互联网IIoT领域将发生真正的变革。这个行业不需要600家不同的工业互联网IIoT平台，甚至可能连10家都不需要。随着企业不断重新定位，工业互联网IIoT领域的并购活动将会加速，而竞争力差、资金链不足的公司将会面临倒闭。

在这种环境下，工业企业应该做什么？LNS Research有五个建议：

借助工业互联网领导产业转型

大多数工业企业应考虑采用IIoT技术，以追求持续改进和产业转型（IX）计划。毫无疑问，工业互联网IIoT有潜力重新分配行业内和行业之间的市场份额和财富。在我们的《产业转型就绪调研》中，我们发现“工业转型领导者”（即那些成功实施转型计划的人）比其“跟随者”将工业互联网IIoT技术作为其计划的一部分的可能性要高出44％。工业互联网IIoT平台技术的评估和部署势在必行，如果企业想要在未来获得竞争力。

持续追踪行业发展

组织应积极地制定工业互联网IIoT计划，充分了解这是一个必然的长远趋势，将来可能会发生显著的优胜劣汰的现象。领先的制造商将是那些可以在短期内实施工业互联网IIoT的制造商，可能在这个过程中工业企业需要改变战略方向，或者更换自己的工业互联网方案服务商，因为随着工业互联网IIoT平台供应商的竞争与发展，新的业务能力以及新的更加有能力的服务商将会出现。因此，企业需要建立持续的相关市场追踪监控机制，以充分抓住这一令人兴奋的变革时机。

构建智能互联产品

制造企业标新立异的首要任务应该是重新定义其产品并改变客户的体验。评估工业互联网IIoT在自身的市场中实现智能连接产品的潜力势在必行，企业应该努力成为“突破者”，而不是被“改革”者。数据是重点-设计工程师需要哪些数据来推动突破性或变革性想法？工业互联网IIoT如何将当前和未来的数据传递给设计工程师？智能互联产品应被视为一项长期计划，在该计划中，将定义和开发要添加到设备的新功能。

与工业互联网服务商合作

记住，制造企业和其技术服务商是互利共生、相辅相成的：制造企业一定要确保推动主要工业互联网IIoT服务商在其产品中落实物联网功能，以帮助企业加快智能互联资产和运营计划的落地。在石油和天然气，化工，采矿和汽车组装等资产密集型行业中尤其如此。这类企业甚至无需深度侵入、改变自身原有的运营体系，仅通过落地物联网可能就能够获得工业互联网IIoT的很多优势。

转型可能具有破坏性

我们强烈建议工业企业使用更新的工业转型框架来开发可支持战略目标和卓越运营的运营架构，同时满足工业互联网IIoT平台的要求。

责任编辑：YYX