科技中国杂志

工业互联网平台四问

来源:《科技中国》2017年第九期p48-51

日期:2017-09-26

文/王峰 秦业(中国信息通信研究院)

       十年前,乔布斯发布了第一代iPhone,Google组建了开放手机联盟共同研发改良Android。两大帝国之争,开启了智能手机,或者说是移动互联网的黄金年代。有人说,智能手机不是手机变得智能,而是计算机搭载了手机的功能。智能手机的第一属性已经不是“电话”,而是计算机,它的核心就是操作系统。得操作系统者得天下。苹果作为设备厂商,以自己的产品为依托,构建了引领时代的iOS生态。谷歌则更像一个外来者,但他联合了最广大的利益相关方,建立了更加开放的Android生态。
       十年后,在国内外产业界的积极推动和国家的高度重视和下,“工业互联网”铺天盖地而来,诞生了一批能够连接设备、承载数据、搭载应用的“工业互联网平台”。人们甚至将其称为工业互联网时代的“操作系统”。但是细分一分,平台之间又有很大区别,似乎并不是谁都像“操作系统”一样。这么多的“工业互联网平台”,真可谓乱花渐欲迷人眼。本文从平台的分类、意义和挑战方面,尝试做一些探讨。

一、工业互联网平台到底有多少种?
       狭义的工业互联网平台产生于工业互联网、聚焦于工业互联网,是工业互联网重要标志和关键组成。它将云计算、物联网、大数据的理念、架构和技术融入工业生产,主要由工业企业提供,如GE的Predix、西门子的MindSphere以及我国的三一根云等。根据服务对象和主攻方向不同,又可以分为两大类。一是资产优化平台——就是国际上聚焦的IIoT平台,这类平台服务目标是设备资产的管理与运营,利用传感、移动通信、卫星传输等网络技术远程连接智能装备、智能产品,在云端汇聚海量设备、环境、历史数据,利用大数据、人工智能等技术及行业经验知识对设备运行状态与性能状况进行实时智能分析,进而以工业应用程序(APP)的形式,为生产与决策提供智能化服务。二是资源配置平台,这类平台聚焦要素资源的组织与调度,通过云接入分散、海量的资源,对制造企业资源管理、业务流程、生产过程、供应链管理等进行优化,提升供需双方、企业之间、企业内部各类信息资源、人力资源、设计资源、生产资源的匹配效率。根据平台提供者所处领域的行业特点、业务类型、市场特点不同,又包括按需定制(C2B)平台、软硬件资源分享平台、协同制造平台等细分类型。但它们的本质相同,都是对资源的精准配置、对流程的灵活重组。
       广义的工业互联网平台除了包含上述两类之外,还包括通用使能平台。这类平台提供云计算、物联网、大数据的基础性、通用性服务,主要由ICT企业提供。其中有的侧重云服务的数据计算存储,如微软的Azure、SAP的HANA、亚马逊的AWS以及我国的阿里云、腾讯云等,有的侧重物联网设备连接管理,如思科的Jasper、华为的OceanConnect等。范围上看,此类平台除了为工业互联网提供技术支撑之外,还广泛服务于金融、娱乐、生活服务等各产业。时间上看,此类平台发展要早于工业互联网。因此狭义上,通用使能平台不属于工业互联网平台。但当前,ICT巨头们都将工业互联网作为平台业务拓展的重点,为资产优化平台和资源配置平台的部署提供连接、计算、存储等底层技术支撑,使上层平台专注于工业生产直接相关的服务,从而实现专业分工,发挥叠加效应。如GE的Predix部署于微软的Azure平台,得到微软在云服务基础架构、人工智能、高级数据可视化等方面的支撑;西门子MindSphere基于SAP的HANA设计开发,又部署于Azure平台;腾讯云为三一根云平台提供大数据存储和运算能力。因此广义上,通用使能平台也可以看作是工业互联网平台重要的一大类。

       可以看出,GE、西门子、博世、ABB等工业巨头好似当年发展智能手机的苹果,通过提供“产品+服务”,塑造“知名品牌+高端产品+先进平台”的立体新优势。而微软、IBM、思科、SAP等ICT大鳄们,将工业互联网作为云计算、物联网业务拓展的新方向,抢占线下发展主动权,更像当年依托通用服务技术闯入智能终端领域的谷歌。

二、资产优化平台真能像“操作系统”成为产业生态的主导吗?
       显然,资产优化平台对应用的承载,更像“操作系统”,而且成为全球工业互联网竞争制高点。但它对产业的作用真的会像windows、iOS、Android吗?先从此类平台的意义说起。
       从平台特征看,这类平台是互联网创新技术、生态模式在工业领域复制、融合的突出体现。一方面,这类平台充分融入主流、前沿的物联网、云计算、大数据、人工智能等技术。西门子的MindSphere平台采用了内存计算的先进计算模式,引入IBM的Watson人工智能技术;GE的Predix平台基于云计算流行的开源架构Cloud Foundry;东芝与EMC共建的工业互联网测试床在其平台引入机器学习技术。另一方面,这类平台充分采用互联网行业的开发模式和应用服务提供模式。MindSphere、Predix等都提供软件开发环境和开发工具,强调第三方开发者和应用程序接入,旨在形成类似谷歌安卓、苹果APP商店的第三方开发应用生态。
       从现实意义看,这类平台是制造业绿色化、服务化、高端化、智能化升级的重要支撑。这类平台直接获取机器设备运行参数,通过对海量历史经验数据、实时运行数据的集成与建模分析,实现远程设备状态监控、预测性维护、能效管理等智能化服务,提高机器效率、降低能耗、降低故障率、拓展服务和价值空间,从而带来巨大的经济和社会效益。埃森哲预测,2030年工业互联网将为全球GDP贡献15万亿美元,GE预测工业互联网将使我国工业企业效率提高20%、成本将下降20%、能耗下降10%,实现这些目标的依托就是资产优化平台。
       从长期竞争看,这类平台将成为未来制造业主导权的战略必争。工业巨头是目前此类平台推进的主力,意图通过平台进一步强化各自领域的主导地位。一是利用平台为自家高端产品提供服务,通过丰富、专业、智能、精准的应用服务,使用户获得更好的体验和收益,形成对其产品更强的粘性,实现“使用用户的数据、为用户提供服务、赚取用户的钱”。二是通过平台为第三方工业设备提供优化,这使得广大第三方,特别是中小厂商需要为平台开放数据、符合平台标准,形成对巨头企业的从属关系,同时促进平台形成行业标准。三是借助平台,不断获取广大用户的海量运行数据,形成对企业、对行业更加精准的预知;同时,由于用户海量数据置于平台,且对平台服务产生依赖,用户将很难向其他平台迁移。四是依托平台培育开放的开发者生态,形成良性循环,像苹果或谷歌那样通过APP服务产生收益。
       从产业影响看,资产优化平台对实体经济的战略意义体现为长期产业主导权的掌控。资产优化平台由于具备技术知识密集、附加值高、关联性强、带动性大等特点,不仅为高端产品提供优化服务,本身也成为高端制造必不可少的重要组成,推动“先进产品+智能服务”的高端制造2.0形成,如果我国发展滞后,将错失全球“高端制造”换道发展的机遇。
       可以看出,资产优化平台意义重大,但笔者认为,并不会像windows、iOS、Android那些真正的操作系统,得平台者得天下的局面并不会出现。一方面,真正的操作系统意味着通用性,工业细分门类之多、具体需求之杂、巨头割据局面之复杂,决定了不大可能出现、也没必要出现全产业通用的“操作系统”。另一方面,真正的操作系统意味着基础性,对于计算机而言,操作系统是必要条件,离开它将无法运行;而工业互联网平台对工业生产的意义在于对生产和服务的优化,而不在于必需。

三、资源配置平台对我们的特殊意义在哪里?
       资源配置平台是我国独有,国外工业互联网发展还鲜有此类平台。但它却是破解我国工业资源错配、结构失衡问题的一剂良方,对我国实体经济转型升级意义重大。
       资源配置平台是制造业供给侧结构性改革新抓手。从促进产能优化角度看,这类平台将分享经济、众创经济等新理念引入生产制造领域,推动制造业开放创新资源,有效盘活闲置存量资产,激发新的增长点。航天云网专有云,接入集团600余家单位,对设计模型、专业软件以及1.3万余台设备设施等进行共享,有效解决生产单元产能闲置与超负荷运转同时存在的问题,使集团资源利用率提升40%。
       从提升产业协同角度看,这类平台推动信息对称,打破地理约束,促进区域性、全球化生产协同。沈阳机床、神州数码和光大金控共建的智能云科平台,接入分布在全国各地的各类数控机床,根据订单智能匹配产能,大规模订单由需求方周边产能承接,单件或小批量订单也可以在合并汇聚后被接单,用户还可实时查看装备忙闲状况和生产进度,掌握生产信息,制定生产目标。
       从提升供给质量角度看,这类平台可前端连接大众用户,后端连接智能工厂,使供需直接交互、精准对接,开展以用户为中心的C2B定制,满足市场多样化需求,实现增品种、提品质、创品牌,同时避免库存积压和产能过剩。海尔Cosmo平台汇聚用户需求、直接转化订单排产,同步预约下单,实现了产品开发100%用户参与设计,生产线产品100%订单有主,订单交付周期缩短50%以上。

四、对我国而言,工业互联网平台各自有哪些挑战?
       先说资产优化平台的三大挑战:
       一是我国平台在领域覆盖、服务能力、产业链地位等方面都难与外商匹敌。国外平台依托企业既有的技术产品能力,覆盖领域广且占据产业链上游。如Predix平台覆盖风电、航空发动机及燃气轮机、医疗设备等多个高端领域,MindSphere平台与工业自动化、高档数控系统和工业软件等多个优势领域紧密结合。同时国外巨头通过收购软件企业或与IT企业紧密合作,不断强化其新一代信息技术能力,如GE于2016年末连续收购一家云服务公司和两家人工智能公司。
       二是国际巨头加速其平台在我国落地。我国是全球制造大国,处于工业转型升级的重要时期,工业互联网市场前景广阔,GE、SAP等国际企业通过与我国企业合作加快抢占我国市场。这种合作具有两面性:一方面有利于我国引进新技术、新模式促进制造业升级;另一方面,这将可能加剧高端工业   产品领域的“马太效应”,不利于本土同类厂商崛起,自动化、智能制造领域许多企业将可能被长期锁定在“中低端”。
       三是本土企业创新挑战艰巨。此类平台涉及物联网、云计算、大数据、人工智能等各类新一代信息技术,涉及大量工业技术和知识经验积累,专业门槛高,要有对技术、人才、资金的高投入,一般企业难以具备足够实力和动力,这也是国外平台多以跨国巨头推动的重要原因。我国制造领域缺乏西门子、GE那样具备智能产品、高端装备、综合解决方案全覆盖水平,并且有实力拓展新一代信息技术能力的龙头企业,而互联网产业的技术、人才优势又未得到充分发挥,科技巨头中只有阿里、华为等少数企业对此类平台相关业务做了投入,发展难度不容小视。
       再说资源配置平台的三大挑战:
       一是关键技术产品对外依赖严重,制约平台做精。资源分享类平台这一问题尤为突出,用户需要的高端软硬件大多来自国外,平台对这些资源分享存在诸多限制。如主流工业软件对外依赖严重,平台分享此类软件存在版权纠纷风险,导致所提供的软件往往版本陈旧、功能简单,与产业实际需要不匹配。
       二是企业信息化集成和供应链管理能力不足,制约平台做广。利用平台进行网络协同制造、定制化生产,都对信息化集成应用和供应链管理水平有很高要求。如C2B定制必须具备完善的供应链管理和柔性生产能力,才能保证订单与成本有效平衡。海尔在建立智能工厂、实现“研发—生产—销售—服务”全链条信息化集成基础上,建立Cosmo平台,形成良性循环。而多数制造企业不具备这样的前提,复制这种模式难度很大。
       三是平台自身在一定程度上贪大求全,制约平台做实。随着此类平台近年来快速发展,平台自身也出现了“大而不强”的倾向。存在注册用户多但活跃用户少、提供服务多但服务质量低、宣传功能广但能力不精细、包罗领域杂但重点不突出等现象。
       可以看出,几类平台的作用、基础、挑战都不同,因此在发展过程中要注意分类施策:发挥体制机制优势,做大做强高水平资产优化平台;充分运用市场规律,做实做广资源配置平台;同时引导通用使能平台提供商加强对工业互联网的支撑。