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中国工业互联网发展简史

2023.04.14 鲁邦通编辑部

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  中国工业互联网发展简史


  时至今日,工业互联网的应用基础已经逐步实现,在改革开放、全球一体化的大环境中,中国的工业生产环境发生了巨大变化,工业互联网平台发展迅猛,前景可期。


  “工业互联网”由GE(美国通用电气公司)研发部门在2012年提出,GE前CEO伊梅尔特坚信它是工业的未来。然而,谁又能说1968年DickMorley的一场宿醉不是扇动现代工业互联网革命的蝴蝶翅膀?就是50年前宿醉的那一天,他起草了《备忘录》,直接导致了PLC(可编程逻辑控制器)的发明。此后,M2M(机器间通信)、以太网标准化、万维网(WWW)、用于PLC的TCP/IP协议发展起来,到凯文·阿什顿提出物联网概念,以太网在工业环境中已经无所不在了。而伴随着IT标准进入工业自动化领域,工业互联网的未来渐露雏形。


  工业互联网的实质是人、机、物互联,是依靠对制造业不同环节植入不同传感器,进而不断进行实时感知和数据收集,然后借助于数据陆续对工业环节进行准确化、有效地控制,最终实现效率提高的目的。时至今日,工业互联网的基础已经逐步落实,包括工业连接、高级分析、基于条件的监控、预测维护、机器学习和增强现实等,世界上许多国家和企业都在大力投资工业互联网。毫无疑问,在改革开放、全球一体化的大环境中,中国的工业生产环境也发生了巨大变化,工业互联网平台发展迅猛,前景可期。


  1、工业互联网云平台类型


  工业互联网平台是在传统云平台的基础上叠加物联网、大数据、人工智能等新兴技术,实现海量异构数据汇聚与建模分析、工业经验知识软件化与模块化、工业创新应用开发与运行,从而支撑生产智能决策、业务模式创新、资源优化配置和产业生态培育的载体。目前我国市场上有以下几类工业云平台:


  一是利用平台对接企业与用户,形成个性化定制服务能力,例如海尔COSMOPlat云平台打通需求、设计、生产等环节,实现个性化定制应用模式。


  二是借助平台打通产业链上下游,进而优化资源配置,例如航天云网INDICS和树根互联等平台,通过汇聚需求与供给双方而实现供需对接、资源共享的功能。


  三是管理软件企业,依托平台实现从企业管理层到生产层的纵向数据集成,进而提升软件的智能精准分析能力,典型案例如SAPHANA平台。


  四是设计软件企业借助平台强化基于全生命周期的数据集成能力,形成基于数字孪生的创新应用,进而缩短研发周期,加快产品迭代升级,如索为系统的SYSWARE平台。


  2、工业互联网平台产业演进


  与工业互联网相比,工业物联网平台重点在硬件网络,即物与物之间的互联。物联网与组织平台、信息管理以及软件应用等相结合,成为工业互联网平台的重要组成部分。工业互联网平台发展经历了以下几个时期:


  工业互联网萌芽期(2010年以前):2009年,阿里公司率先开展云平台的研究,并逐步与制造、交通、能源等众多领域的领军企业合作,成为一些工业企业搭建云平台的重要推手。


  发展初期(2010年—2014年):2010年,腾讯开放平台接入首批应用,腾讯云正式对外提供云服务。2011年,华为公司依托其资本和云计算研发实力,发布华为云平台,面向互联网增值服务运营商、大中小型企业、政府、科研院所等广大企事业用户提供包括云主机、云托管、云存储等基础云服务、超算、内容分发与加速、视频托管与发布、企业IT、应用托管等服务和解决方案。


  快速发展期(2015年—至今):2015年以后,国内企业积极开展布局,航天云网、三一重工、海尔、富士康等企业依托自身制造能力和规模优势,推出工业平台服务,并逐步实现由企业内应用向企业外服务的拓展;和利时、用友、沈阳机床、徐工集团等企业则基于自身在自动化系统、工业软件与制造装备领域的积累,进一步向平台延伸,尝试构建新时期的工业智能化解决方案。当然,客观地说,目前中国工业互联网云平台产业的发展仍处于初级阶段。


  3、工业互联网云平台结构


  工业互联网包括工业软件、工业通信、工业云平台、工业互联网基础设施、工业安全等,这里工业云平台主要包括数据采集层、IaaS层、PaaS层、SaaS层,其中:


  工业互联网


  数据采集层包括协议解析、数据集成、边缘数据处理等。数据采集层是基础,负责精准、实时、高效地数据采集。考虑数据的安全性与协议的复杂性,要构建一个精准、实时、高效的数据采集体系,把数据采集上来,通过协议转换和边缘计算,一部分在边缘侧进行处理并直接返回到机器设备,一部分传到云端进行综合利用分析,进一步优化形成决策。


  IaaS层是支撑,对所有计算基础设施的利用,包括处理CPU、内存、存储、网络和其它基本的计算资源,用户能够部署和运行任意软件,包括操作系统和应用程序。IaaS服务提供商为企业提供硬件设施的基础服务。云端的服务器与存储设备集中在IaaS服务提供商的大型机房内统一管理,节约了企业服务器的占地资源与维护成本。


  PaaS层是核心,构建一个扩展的操作系统,为应用软件开发提供一个基础平台。系统软件开发测试需要在本地配置开发环境和服务器等设备,而PaaS平台提供了软件开发的基础架构,软件开发者可以在这个基础架构之上建设新的应用,或者为已有的应用扩展新的功能。


  SaaS层是关键,主要是以工业APP的形式体现,用于面向特定的工业场景提供特定的服务。SaaS产品种类包括设计、生产、设备管理、能耗优化等。


  目前中国工业互联网云平台产业发展较为成熟、利润较高的是IaaS层。随着产业不断发展成熟,市场对于服务的需求将越来越强烈,数据采集层、PaaS层和SaaS层的利润将逐渐上升,并将成为产业利润的主要来源。


  工业互联网云平台产业链的参与者主要包括:设备制造商、系统集成商、网络运营商和平台供应商等,而处在不同产业链环节的企业则借助工业互联网云平台,专注于自身优势业务发展,蓄势待发。


  4、IT巨头争相布局工业互联网


  工业互联网云平台的价值在于“互联”和“优化”,根本上是为了实现信息对称和生产效率的提升。以阿里、腾讯、华为为代表的互联网企业,利用数据上的优势,着力打造工业云平台的建设,以数据驱动生产,以互联构建工业互联产业链。

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