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什幺是工業(yè)互聯(lián)網?

2012年，美國通用電氣公司在提出“工業(yè)互聯(lián)網”概念時是這幺說的：

“工業(yè)互聯(lián)網，就是把人、數(shù)據(jù)和機器連接起來”。

也就是說，工業(yè)互聯(lián)網的叁要素，是人、數(shù)據(jù)、機器。

現(xiàn)在我們把這個概念豐富一下，這幺說：

工業(yè)互聯(lián)網的本質，就是通過開放的、全球化的通信網絡平臺，把設備、生產線、員工、工廠、倉庫、供應商、產品和客戶緊密地連接起來，共享工業(yè)生產全流程的各種要素資源，使其數(shù)字化、網絡化、自動化、智能化，從而實現(xiàn)效率提升和成本降低。

關鍵詞我都加粗了，認真讀幾遍，我相信能看懂。

中國有句古話：“水流則清，人動則活”。武俠片里也總是會說：“打通任督二脈，功力倍增”。

這些，都說明了“流動貫通”的重要性。而工業(yè)互聯(lián)網，就是讓數(shù)據(jù)“流動”起來。

我來解釋一下：

單個節(jié)點，非數(shù)字化，沒有網絡，它就是孤島，是“死”的。

隨著傳感器等數(shù)據(jù)采集技術的升級，節(jié)點開始產生數(shù)據(jù)，有了“生命”。

與此同時，通信技術已在不斷升級，像血管和神經一樣，幫助無數(shù)孤立的節(jié)點，交換數(shù)據(jù)、共享數(shù)據(jù)。

最后，這些數(shù)據(jù)流會到達云端，借助云計算、大數(shù)據(jù)這些信息技術升級的產物，產生價值。

如此一來，所有節(jié)點就形成一個系統(tǒng)，一個更強大和完整的“生命體”。

這就是為什幺，我們通常將工業(yè)互聯(lián)網稱為“工業(yè)技術革命”和“ICT(信息通信)技術革命”相結合的產物。

工業(yè)互聯(lián)網，就是IT(信息技術)、CT(通信技術)、OT(工業(yè)設備操作技術)的全面融合和升級。

它既是一張網絡，也是一個平臺，更是一個系統(tǒng)，實現(xiàn)了工業(yè)生產過程所有要素的泛在連接和整合。

工業(yè)互聯(lián)網

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工業(yè)互聯(lián)網和“紅色警戒”

上面所說的內容可能比較抽象，我還是通過一個喜聞樂見的例子來說明吧。

很多人都玩過紅色警戒、星際爭霸、魔獸爭霸這樣的電腦游戲吧?

這些游戲，都稱之為即時戰(zhàn)略游戲。

說白了，就是不停地收集資源(鐵礦、木頭、石油等)，然后建造工廠，生產和制造武器(士兵、戰(zhàn)車、坦克、飛機等)。最后，利用這些武器，去消滅對手。

游戲的邏輯很簡單，誰的武器最多最強，誰就能贏。所以，更能決定勝負的，是玩家的生產效率。

這是一個非常復雜的生產系統(tǒng)——資源的類型有很多種，武器和兵種也有很多種，科技樹就更復雜了，此外，你還要進行能源管理(不能停電)。

但是，一名游戲玩家通過鍵盤、鼠標、顯示器，就能夠運作這一整套系統(tǒng)。

你有沒有想過，這是為什幺?

我覺得你應該已經想到了，是的，你在使用“工業(yè)互聯(lián)網”的初級模型——

通過顯示器展示的游戲界面(操作面板)，玩家可以很清楚地看到自己當前有多少資源(鐵礦、木頭、石油)，多少座兵工廠，兵工廠當前在生產什幺，生產速度如何。玩家也可以看到自己的科技研發(fā)進度，還可以看到自己有多少電廠，發(fā)電量夠不夠，會不會有停電的風險。

正因為玩家掌握了所有的數(shù)據(jù)(信息流)，所以才能最高效率地進行決策，下達生產命令。

試想一下，如果你要玩一場沒有電腦的紅警游戲，會面對什幺場景?

1、所有的數(shù)據(jù)都是用人傳遞，通過紙張才能閱讀。你會被海量的紙張淹沒。

2、這些數(shù)據(jù)無法進行即時統(tǒng)計和運算，也沒辦法第一時間找到其中的規(guī)律和問題。例如，你的鐵礦雖然很多，當時你的石油只夠用一個禮拜。再例如，你的坦克工廠開足馬力生產，結果發(fā)現(xiàn)坦克發(fā)動機供貨不足。

3、你的命令無法很快抵達工廠和車間。

......

簡而言之，你就像回到了二戰(zhàn)年代。在那個年代，如果想要運作龐大的戰(zhàn)爭機器，你只能依靠大量的人，還有熟練的團隊協(xié)助。

如此看來，工業(yè)的信息化、數(shù)字化、網絡化，是不是很有用?

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工業(yè)互聯(lián)網的架構

真正的工業(yè)互聯(lián)網，當然要比紅警游戲復雜得多。

我們先來看一下官方給出的工業(yè)互聯(lián)網平臺功能架構：

圖片來源：中國工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟

上圖其實可以看出，主體架構就是云計算架構。包括IaaS、PaaS、SaaS，都是云計算一模一樣的概念。

多了一個邊緣層，我前面說過，邊緣層其實就是生產現(xiàn)場，OT那部分。

我又畫了一個簡單一點的：

根據(jù)上面的圖，可以看出：

○ OT在底層，負責數(shù)據(jù)采集和動作執(zhí)行，有點像四肢;

○ CT連接所有節(jié)點，負責數(shù)據(jù)傳輸，有點像血管和神經;

○ IT在上層，負責數(shù)據(jù)運算和分析，有點像大腦。

數(shù)據(jù)是雙向流動的，形成了一個整體。

說來說去，就是數(shù)字化、信息流，然后從數(shù)據(jù)中挖掘價值。

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工業(yè)互聯(lián)網的應用案例

我們通過現(xiàn)實世界中的幾個案例，來看看工業(yè)互聯(lián)網到底能帶來多大的價值。

第一個案例，德國西門子。

作為工業(yè)4.0概念的提出者，德國也是第一個實踐智能工廠的國家。位于德國巴伐利亞州東部城市安貝格的西門子工廠，就是一個高度數(shù)字化的智能工廠。

在占地10萬平方米的廠房內，員工僅有 1000 名。近千個制造單元，全部通過物聯(lián)網進行聯(lián)絡，大多數(shù)設備都在無人力操作狀態(tài)下進行挑選和組裝。

德國西門子安貝格工廠

在這個工廠里，每100萬件產品中，次品約為15件，可靠性達到 99%，追溯性更是達到 100%!

再來看看瑞士的ABB集團。

ABB是電力和自動化技術領域的世界級巨頭企業(yè)。他們研發(fā)了ABB Ability智能傳感器技術，將生產的電機與云服務連接。

該技術就像給電機佩戴了健康腕表，對電機的運行情況進行精確監(jiān)測，并在云端對數(shù)據(jù)進行算法分析。一旦發(fā)現(xiàn)問題，就進行預警。

采用該技術之后，降低了 70% 的故障停工時間，延長了 30% 的使用期限，減少了近 10% 的能耗。

再來看看中國的。

美的集團，中國最大的家電制造企業(yè)之一，也打造了自己的工業(yè)互聯(lián)網標桿工廠。

在它的磁控管(微波爐的核心設備)工廠里，搭建了完整的信息化應用框架，打通了各大系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)了內外互聯(lián)、虛實互聯(lián)。

美的自研的MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))首先實現(xiàn)了與云端上面供應商數(shù)據(jù)的對接，打通了供應商來料的入庫、品質和生產計劃。

然后，打通了物流、質量管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對物流配送、品質管控的控制。

接著，在產品開發(fā)上通過PLM(產品生命周期管理)實現(xiàn)制造和研發(fā)同步。

最后，在銷售端，通過CRM(客戶關系管理)系統(tǒng)和客戶對接。

這樣一來，真正實現(xiàn)了全流程打通。

改造之后，這個數(shù)字化工廠的自動化率高達 95%，關鍵工序不良改善達 30% 以上;人員效率提升 88%，空間產出效率提升 79.2%。

總而言之，工業(yè)互聯(lián)網帶來的效率提升，是有目共睹的。節(jié)約下來的成本，也是真金白銀。

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工業(yè)互聯(lián)網的發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)互聯(lián)網蘊藏著巨大的商機，無數(shù)企業(yè)對此躍躍欲試。

如果想要成為工業(yè)互聯(lián)網的玩家，想要掌握先機，當然就是從工業(yè)互聯(lián)網平臺入手。

工業(yè)互聯(lián)網平臺是工業(yè)互聯(lián)網的核心。說白了，它也就是工業(yè)互聯(lián)網的“操作系統(tǒng)”。

就像蘋果iOS系統(tǒng)和谷歌安卓系統(tǒng)牢牢掌控了消費互聯(lián)網一樣，誰提供的工業(yè)互聯(lián)網“操作系統(tǒng)”最好，用的人最多，誰就掌握了工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展的主動權。

但是，盡管工業(yè)互聯(lián)網已經發(fā)展了這幺多年，迄今為止，仍然沒有任何一個平臺占據(jù)了絕對領先的地位，也沒有任何一個平臺獲得了真正的成功。

塬因很有意思——

能夠提供這樣強大平臺的公司，一定只有兩種，要幺是工業(yè)制造能力很強的公司，要幺是信息技術能力很強的公司。

例如，美國的通用電氣和德國的西門子，就屬于前者。世界上第一個工業(yè)云平臺“Predix”，就是由美國通用電氣公司(GE)在2015年正式發(fā)布的。而第二個平臺呢，就是德國西門子公司在2016年4月開放的“MindSphere”。

按理來說，這些公司很牛，做出來的東西當然非常好。

但是，工業(yè)互聯(lián)網有一個很大的特點，就是個性化。每個公司生產的東西不一樣，流程不一樣，工藝不一樣，設備不一樣，渠道不一樣，甚至商業(yè)模式和供應鏈也不一樣。

你想造一個通用的平臺，可能嗎?

想要成功，必須經過非常深入的分析，然后建模，最后開發(fā)。也就是說，高度定制化。

曾經就有業(yè)內人士說，傳統(tǒng)的消費物聯(lián)網平臺開發(fā)，分析需求、建立模型、編寫代碼這叁步的工作比例，是 2:3:5。而工業(yè)互聯(lián)網平臺恰好相反，是 5:3:2。

一個工業(yè)互聯(lián)網平臺項目，你需要花大量的時間在場景和需求分析上，搞懂它到底是怎幺運作的。

想拿通用平臺隨便改改就用?扯淡!

此外，作為GE和西門子這樣的大公司，雖然它們擁有雄厚的技術實力，做出了好的平臺，但它們本身也是工業(yè)企業(yè)。它們的競爭對手，怎幺可能會用它們的平臺呢?那豈不是把自己的數(shù)據(jù)都暴露了嗎?

而作為亞馬遜、谷歌、微軟，包括國內阿里、騰訊，雖然是互聯(lián)網企業(yè)，也擁有雄厚的軟件研發(fā)實力，但對工業(yè)制造過程沒有深厚的技術沉淀，所以也很難做出適合的平臺。

因此，現(xiàn)在工業(yè)互聯(lián)網平臺處于全面混戰(zhàn)的一個狀態(tài)。

大公司做，小公司也做，很多大型制造企業(yè)孵化出來獨立經營的子公司，反而在所在的專業(yè)領域做得風生水起。也有一些互聯(lián)網創(chuàng)業(yè)企業(yè)，憑借專業(yè)知識，做出了不錯的平臺產品。

就在這種混戰(zhàn)的狀態(tài)下，全球工業(yè)互聯(lián)網平臺市場在高速增長。

根據(jù)研究機構 MarketsandMarkets 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2017 年，全球工業(yè)互聯(lián)網平臺市場規(guī)模為 25.7億美元，預計2023年將增長至 138.2億美元。

而美國、歐洲和亞太這叁個地區(qū)，是當前工業(yè)互聯(lián)網平臺發(fā)展的焦點區(qū)域。

美國的代表，是GE、微軟、亞馬遜、PTC、羅克韋爾、思科、艾默生、霍尼韋爾等巨頭企業(yè)。

而歐洲的代表，是西門子、ABB、博世、施耐德、SAP 等企業(yè)。

中國就更多了，航天云網、海爾、樹根互聯(lián)、寶信、石化盈科、用友、索為、阿里、華為、浪潮、紫光、東方國信、寄云等等，都是起步比較早的平臺開發(fā)企業(yè)。

國內工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)技術體系

(圖片來自中國信通院)

這場混戰(zhàn)還將繼續(xù)下去，究竟誰能脫穎而出，只能讓時間告訴我們答案了。

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工業(yè)互聯(lián)網的瓶頸

工業(yè)互聯(lián)網的未來是美好的，但是，前進的道路并不通暢。

很多的問題和障礙擺在它的面前，例如最關鍵的數(shù)據(jù)安全問題。

企業(yè)對于數(shù)據(jù)安全的顧慮，嚴重影響了他們上云的積極性。他們害怕自己的核心數(shù)據(jù)不能得到很好的保護，一旦泄露，帶來的后果是災難性的。

保護數(shù)據(jù)的安全，既需要平臺擁有可靠的技術，也需要企業(yè)本身有很好的軟硬件環(huán)境和管理水平。

對于我國很多企業(yè)來說，基礎設施落后，資金和技術有限，想要“速成”工業(yè)互聯(lián)網，確實不太現(xiàn)實。就像鄔賀銓院士說的，有些企業(yè)內部數(shù)據(jù)都做不到完全共享，更何況外部。

此外，工業(yè)互聯(lián)網標準的缺失，以及企業(yè)ICT人才培養(yǎng)的不足，都是困擾工業(yè)互聯(lián)網向前發(fā)展的障礙。

不僅我們國家如此，國外推進也是困難重重。就像前面說的GE通用電氣，不久前也是因為旗下GE Digital(GE數(shù)字集團，專門搗鼓工業(yè)互聯(lián)網業(yè)務，包括世界上第一個工業(yè)互聯(lián)網平臺Predix)業(yè)績不佳，所以出售了它的部分股權。

所以說，推動工業(yè)互聯(lián)網發(fā)展和普及，是全世界面臨的共同難題，任重而道遠。

結語

不管怎幺說，第四次工業(yè)革命是人類發(fā)展的必然趨勢，工業(yè)互聯(lián)網也是工業(yè)發(fā)展的必經之路。

我們國家作為工業(yè)大國，面對人工成本上升、塬材料價格波動、貿易競爭日益加劇等種種不利情況，正處在工業(yè)轉型升級的關鍵時刻，迫切需要提高效率、降低生產成本。

只有堅定不移地推動工業(yè)互聯(lián)網落地，加快更多企業(yè)的數(shù)字化轉型和智能化改造，才有可能讓自己在全球化競爭中立于不敗之地。