時間:2018-05-29 16:31:21來源:網絡轉載
三T融合
工業(yè)互聯(lián)網的發(fā)展,交織著三條主線:IT(信息技術)、OT(運營技術)與CT(通訊技術),一條線是以OT為代表的設備、自動化與工業(yè)協(xié)議的發(fā)展,這其中包括PLC、以太網、傳感器;一個是IT為代表:包括軟件、互聯(lián)網的發(fā)展,以至到云計算、大數(shù)據和人工智能。第三條線,則是以CT為代表的通訊技術和芯片技術。這是一個CIO的3T融合。
可編程控制器PLC的誕生,是一個影響深遠的工業(yè)發(fā)展節(jié)點。1969年世界上第一臺PLC:Modicon084,開啟了工業(yè)控制的PLC時代。這個事件如此深遠,以至于在德國工業(yè)4.0的演變史上,將其作為第三次工業(yè)革命的肇始。PLC是一個軟件編程、芯片技術、自動化技術的完美結合。在自動化世界上,沒有哪個單一發(fā)明能對制造業(yè)有如此的影響。
它徹底地改變了機械與電氣自動化的進程。
從物物的連接與控制而言,PLC可以看成是一個劃時代的源頭。細想起來,這也看成是物聯(lián)網的肇始。PLC可以看成是最早、也是最成功的一次3T融合。
隨后是一系列的自動化領域、IT領域和CT領域的交織發(fā)展,ICT首先完成融合,成為一個統(tǒng)一的名詞。而隨著GE提出的工業(yè)互聯(lián)網(IndustrialInternet),2012年可以看成是工業(yè)互聯(lián)網元年。3T融合的傳奇將再次改寫。可以說,工業(yè)互聯(lián)網,天生就是一個交織的結果。缺掉任何一個環(huán)節(jié)的發(fā)展,都是不可想象過的事情。
圖|CIO3T融合成就工業(yè)互聯(lián)網(自繪)
上圖中列舉的事件,既有在技術上的突破,也有企業(yè)對行業(yè)的啟發(fā)性理念和行為(如并購)。這也說明了工業(yè)互聯(lián)網是無法單純從技術角度去理解,反之如果要完全落實工業(yè)互聯(lián)網的價值,也絕不是單純地采用技術升級就可以實現(xiàn)的。
CT、IT和OT的3T融合,終于成就了一代天驕:工業(yè)互聯(lián)網。無論是幫助企業(yè)優(yōu)化運營、跟蹤和分析設備,還是完成預測性維護,以及提高企業(yè)的實時決策,大量的設備相連有了真實的意義,工業(yè)數(shù)據開始大放光彩,工業(yè)互聯(lián)網終成成果。
一網到底的革命
2017年對于傳統(tǒng)自動化市場而言,是充滿新意的一年。數(shù)字化技術的出現(xiàn),使得電氣化、自動化都成為過去時,自動化正在與軟件緊密擁抱,走向一個數(shù)字化的世界。而IT與OT的融合,在備受關注的同時,出現(xiàn)了一個標志性的事件:2017年,工業(yè)以太網的市場份額,在自動化歷史上首次突破現(xiàn)場總線,成為最為重要的工廠級的通信系統(tǒng)。
更快的發(fā)展是發(fā)生在更早的2016年。根據HMS2017年2月發(fā)布的工業(yè)網絡市場份額報告顯示,工業(yè)以太網的增長速度比往年更快,增長率為22%。工業(yè)以太網現(xiàn)在占全球市場的46%,而去年為38%。在具體的通信中,EtherNet/IP和PROFINET份額最大。與此同時,現(xiàn)場總線則大幅度降低,從58%降低到48%。
圖|2017年二者顯著拉近
而在2018年的數(shù)據表示,工業(yè)以太網首次超過現(xiàn)場總線,占據了新安裝節(jié)點的52%(去年為46%),而現(xiàn)場總線則占42%(去年為48%)。工業(yè)無線則反應平平,進展不大。
圖|2015-2017年工業(yè)通訊的變化
(數(shù)據來源:HMS年度報告)
多少年來,自動化市場一直在傳說著“一網到底的革命”,也就是將上端、成熟度很高的商業(yè)以太網系統(tǒng),直接接入到廠房設備的底層。隨著工業(yè)以太網成為最重要的工業(yè)通訊系統(tǒng),這次被很久期待的革命,終于在工業(yè)互聯(lián)網時代,得到全新的突破。
人聯(lián)網、物聯(lián)網與物不聯(lián)網
就物聯(lián)網的邊界而言,大概可以分為三種:人聯(lián)網、物聯(lián)網、物不聯(lián)網。人聯(lián)網,也就是消費者互聯(lián)網,與互聯(lián)網相連的各種裝置:從PC到手機。
物聯(lián)網則是由各種帶有感知和通訊的泛在智能終端,但這些終端并不與直接與人進行交互。它們可以感知一些參數(shù),然后進行處理或者分析。在工業(yè)領域,這個過程從RFID試圖建立物體之間的聯(lián)系開始,到機器通訊M2M,一直到物聯(lián)網IoT,物體之間的各種關系,從識別、通訊到交互的方式,都在不斷地被嘗試。
圖|早期物聯(lián)網的邊界
還有大量的是“暗設備”,這屬于沒有IP地址的連接設備(例如射頻識別RFID、一維碼)。它們已經存在很久了,這本來不屬于物聯(lián)網,從“物聯(lián)網”的邊界而言,可以稱為“物不聯(lián)網NIoT(NotInternetofthing)”。
值得意味深長的,替代或者激活這些設備,將這些“物不聯(lián)網”帶入一個光明的世界,反而成為物聯(lián)網的重要任務。
工業(yè)互聯(lián)網攪局
隨著GE提出的工業(yè)互聯(lián)網IndustryInternet,以及工業(yè)4.0的迅速崛起,智能制造引起廣泛的討論和場景細化。加上數(shù)字化、物聯(lián)網技術、ICT技術的快速發(fā)展,在這種大背景下,物聯(lián)網的陣營開始分化,從工業(yè)的實踐角度而言,出現(xiàn)了物聯(lián)網在工業(yè)領域的快速演化局面。
首先是為了便于區(qū)分面向消費者2C和工業(yè)界2B的制造業(yè),出現(xiàn)了消費者物聯(lián)網CIoT與工業(yè)物聯(lián)網IIoT開始分類。類似像海爾家電、三一重工的根云,都分別是面向了人和工程機械。
換言之,物聯(lián)網可以分成兩部分:一部分是工業(yè)物聯(lián)網;一部分是消費物聯(lián)網。
值得注意的是,對于智能零售、醫(yī)療保健、智能建筑、智慧城市、智慧農業(yè)這些領域,在中國的語境下,放在“工業(yè)物聯(lián)網”的籃子會顯得非常勉強,不妨可以看成是消費者物聯(lián)網、工業(yè)物聯(lián)網以外的其他物聯(lián)網領域(國內有把這些叫做“產業(yè)互聯(lián)網”的沖動,不過這個詞,似乎一直沒有得到主流上的認可)。
其次“物不聯(lián)網”的設備,被通過各種協(xié)議、網關、數(shù)采系統(tǒng)廣泛激活,意外形成一個明亮的百花含苞待放的局面。眾多的暗啞設備、終端、電器等“產品孤兒”被開始激活,并進入聯(lián)網狀態(tài)。大量不具備網址的終端,則通過其他方式也作為數(shù)據資源的一部分。
更重要的是,隨著智能手機的迅速崛起,人作為一種被高度畫像的用戶,呈現(xiàn)了巨大的商業(yè)價值。
無論是輿情分析,還是行為描述,都成為消費者物聯(lián)網和工業(yè)物聯(lián)網的關注對象。
這個時候,工業(yè)互聯(lián)網,作為一種整體資源的面貌,重新登場,它了人的要素、消費者產品、聯(lián)網設備、不聯(lián)網設備——這是中國人賦予“工業(yè)互聯(lián)網”的含義。在當前的整個工業(yè)互聯(lián)網世界中,既有人聯(lián)網的一部分,也有工業(yè)物聯(lián)網,也有簡單的設備連接。
圖|工業(yè)互聯(lián)網的黃色版圖(來源:自繪)
工業(yè)互聯(lián)網與工業(yè)物聯(lián)網,在絕大多數(shù)被二者混用。但實際上,二者是有區(qū)別的,例如工業(yè)物聯(lián)網無法使用人們最熟悉的http協(xié)議。http這種互聯(lián)網最重要的基石協(xié)議,對于工業(yè)級的要求而言,實在是速度太慢。換言之,http只適合工業(yè)互聯(lián)網,而不太適合工業(yè)物聯(lián)網。因此工業(yè)物聯(lián)網與人聯(lián)網的邊界部分,出現(xiàn)了大量http的場合,這就只能用工業(yè)互聯(lián)網的內涵來解釋了。
如果要簡化局面,可以簡單地說,工業(yè)互聯(lián)網由人聯(lián)網的一部分、消費物聯(lián)網、工業(yè)物聯(lián)網和大量無IP的連接設備所組成。這個工業(yè)包含哪些?可以有“重一點”的產業(yè),例如機械制造業(yè)、油氣和交通同等;其他也有輕一點的應用,如智能城市、農業(yè)等。因為后者也需要很多的工業(yè)級的應用。
還要簡單談一下與工業(yè)4.0的關系。工業(yè)4.0中所有跟物聯(lián)網相關的應用,都跟工業(yè)互聯(lián)網相關;但不是所有的工業(yè)互聯(lián)網應用,都可以歸到工業(yè)4.0。
工業(yè)互聯(lián)網的典型應用,也不都是在機器上,包括照明、智能交通、智能機器應用、工廠控制、廠房應用、狀態(tài)監(jiān)控,以及其他農業(yè)、電力設備上的應用。
邊界的啟發(fā)
這些概念的區(qū)分,在邊界上其實并不容易劃分得很清楚。例如許多人聯(lián)網,本身已經跟3C電子產品建立起來,例如可穿戴設備、手機、智能家居等。實際上,像智能汽車、智能家居、智能健康設備,這些可能一半可以屬于消費物聯(lián)網,一個也屬于工業(yè)物聯(lián)網,但二者跟人聯(lián)網都是有密切關系的。
然而,邊界交叉是非常有意義的啟發(fā)。尤其對企業(yè)的戰(zhàn)略而言,需要確認和找尋自己最合適的邊界。很多重要的事情,往往都發(fā)生在領域交叉的地方。這也是為什么不同領域的供應商,會頻繁發(fā)生各種跨界的原因。ICT廠商、跟IT廠商和自動化廠商,以前完全不同的領域,現(xiàn)在在同一個屋頂下討論數(shù)字制造的話題,這是工業(yè)歷史史上從來不曾有過的事情。
當下還是一個各家廠商仔細識別邊界的時代。企業(yè)需要明確劃分自己的戰(zhàn)略位置。就這一點而言,海爾的路徑選擇似乎頗為糾結。一直在努力倡導大規(guī)模個性定制的CosmoPlat像是站錯了隊,它看上去是要做一個消費者物聯(lián)網,但它卻在積極地跟生產掛鉤,與它的“互聯(lián)工廠”緊密地綁定在一起,走工業(yè)物聯(lián)網的路子。這是目前看到的唯一一家積極地把消費者物聯(lián)網和工業(yè)物聯(lián)網直接連接起來的嘗試。歐洲最大的家電集團博西華的消費者物聯(lián)網嘗試,跟他們在工業(yè)物聯(lián)網的嘗試試,迥然不同。而汽車巨頭們在選擇車聯(lián)網的嘗試,也跟他們工廠生產的工業(yè)物聯(lián)網,謹慎地進行了區(qū)隔。
工業(yè)數(shù)據是充滿活力的問題青年
多年以來,設備的眾多數(shù)據,并沒有被重視。它們只是隨意地被“扔在車間里”,或者任其自由地“揮發(fā)在發(fā)動機”旁邊。工業(yè)互聯(lián)網的發(fā)展,帶來對于數(shù)據價值的渲染。根據Garter在2016年的預計,在隨后的幾年中,40%的數(shù)據將來自傳感器:手機、車聯(lián)網、家電,也包括機器、大設備如電網、飛機和油氣設備等。這使得工業(yè)大數(shù)據分析,一度被認為是解決工業(yè)問題的一把利器。
然而工業(yè)數(shù)據,卻是一個又臟又黑又活躍的問題青年。其主要表現(xiàn)在六大癥狀:數(shù)據很臟(必須大量的算法清洗,才能有可用數(shù)據)、頻率不同(現(xiàn)場觸發(fā)的頻率非常不同)、海量、大小(數(shù)據的容量大小不一)、種類很多(各種異構數(shù)據源)、跨學科導致的關系復雜(數(shù)據機制來自“機光電熱磁”等不同學科領域)。
圖|工業(yè)數(shù)據是問題青年
從這個角度看,工業(yè)數(shù)據的存儲,哪里有什么價值,簡直就是一個深不可及的海下油田?;蛟S也有寶貝在里面,但你絕對不想進去探險。
工業(yè)軟件才是硬道理
既然只有一部分數(shù)據有用,大部分都是沒有節(jié)操的噪音。這就帶來了一個關鍵性的問題,深藏在海底的工業(yè)數(shù)據如何開采,才能變成為石油。
答案是,行業(yè)知識才是專業(yè)鉆井隊。
這就回到了GE最早提出來的工業(yè)互聯(lián)網,非常強調的一點,就是“先進分析”。先進分析不是單純的數(shù)據分析,而是以領域知識為基礎,將芯片的算力、工業(yè)軟件,與自動化、材料特性都結合到一起的先進分析。先進分析
圖|工業(yè)互聯(lián)網的要義(基于GE圖修改)
可以說,工業(yè)互聯(lián)網最重要的是“機器、計算機和人,能夠集成起來,進行數(shù)據分析,從而改變商業(yè)產出”。無知識,不數(shù)據。沒有良好的工業(yè)基礎,工業(yè)大數(shù)據和人工智能都是紙上談兵、空中樓閣。
然而工業(yè)技術的知識化(或者稱為“工業(yè)技術軟件化”)則要難得多,這是知識工程、知識管理幾十年夢寐以求的目標,但看上去效果非常不好。制造業(yè)企業(yè)里最難做到的就是暗默知識的轉化。而這個問題,即使在PC時代,一樣解決的不好——如果說它幾乎沒有成功過?,F(xiàn)在放到了移動互聯(lián)的時代,“知識化”的困境依然不容易突破。
看上去當前有了更樂觀的了理由,BAT巨人和眾多中小初創(chuàng)公司,都攜人工智能的核彈級威力,進入這個局面。
然而,工業(yè)技術并不會因為算法的涌入而失去其固有的工業(yè)復雜性。工業(yè)技術的表達,仍然有其自身的規(guī)律。GE、西門子等原有的工業(yè)技術積累,依然是巨大的壁壘。即使在所謂的開源、開放的平臺上,仍然是存在各種巨大的知識“黑盒”,很難探得究竟。BAT的攪局,只有一個結果,那就是挖走了大量的制造業(yè)本身已經稀缺的IT人才,去從事很多更加容易的建模和算法,對于工業(yè)軟件而言,這更多的是一種釜底抽薪的行為。
深度挖掘復雜工業(yè)數(shù)據,這個骨頭對中國工業(yè)而言,必須啃下去。中國制造甲方、乙方(開發(fā)商)的角色,必須更加“戰(zhàn)略性”的通力深度合作。數(shù)據分析方法與工業(yè)機理知識的結合,是一個甲方乙方攜手共進的結果:甲方需要成為“乙方中的甲方”,進行“知識扶貧”工作。這是一個巨大的挑戰(zhàn)。
工業(yè)互聯(lián)網平臺的集成
工業(yè)互聯(lián)網,是物聯(lián)網最為重要的板塊,許多應用場景遠遠超于消費者應用。根據IDC的判斷,在2016年有將近60%的物聯(lián)網預算,是用在了制造業(yè),達到了1020億美元,其預算是排在第二位的交通運輸行業(yè)的兩倍。這些花費,主要是用在生產運行、工廠資產管理與維護、設備服務這三個方面。這些費用,都是希望最終能夠將數(shù)據變成可以執(zhí)行的智能。
這作為工業(yè)互聯(lián)網的美好未來,走起來卻是來路漫長。它需要解決眾多不同的設備接口、處理一個一個不同的軟件環(huán)境,使得各種物聯(lián)網設備、軟件應用都能夠使用。工業(yè)互聯(lián)網平臺,正是這樣一個集成平臺
根據信通院白皮書,將分為邊緣、基礎設施IaaS、平臺PaaS和應用SaaS四個層面。換一個更加純粹的角度,可以將工業(yè)互聯(lián)網切分為五個層級,分別是設備端、連接、軟件中間件、應用、場景服務。
圖|工業(yè)互聯(lián)網的五個層級
(source:machnation,2016)
由于每個層級,都有各自的解決方向和大量的場景。這就使得工業(yè)互聯(lián)網平臺的表述,看上去充滿了各種歧義。然而這并不妨礙企業(yè)的雄心勃勃地嘗試,因為工業(yè)互聯(lián)網平臺是一個巨量的企業(yè)級的市場。在平臺之上,則有眾多面向場景的應用開發(fā)。根據IDC在2017年11月的數(shù)據,到2020年底,物聯(lián)網應用中的50%,將是基于企業(yè)級的應用。這些應用整合在工業(yè)互聯(lián)網平臺上,基于復雜分析的能力,為工業(yè)提供更高的價值。
如此充滿前景,自然就會有幾百家大大小小的供應商聚集在此。真是一個擁擠之地。
不過如前所述,工業(yè)互聯(lián)網平臺仍然是一個過于龐大的概念。如果可以再仔細分解一下,至少兩個平臺是頗為引人注目的。一個是工業(yè)互聯(lián)網應用的使能平臺AEP(ApplicationenablePlatform)。它可以將不同的軟件功能模塊,統(tǒng)一到一個平臺之上,并且輕松完成編譯、封裝和分發(fā)。類似PTC的ThingWorx、天津宜科的工業(yè)APP開發(fā)工具,就是充當了這樣的角色;另外一個則是設備管理平臺DMP(Devicemanagementplatform),這是以前自動化廠商通過各種協(xié)議,深挖壕溝封閉對方的傳統(tǒng)戰(zhàn)場。然而設備廠商或者業(yè)主也開始自己行動起來,將不同的設備進行連接。例如樹根互聯(lián)、石家莊天遠正是走這樣的路線。如果進一步還可以細分,還可以找到邊緣平臺(EdgePlatform),現(xiàn)在ICT廠商正在這里深耕細作,意圖在連接端找到儲存和計算的突破口,例如華為的OcceanConnect。
細細觀察當下工業(yè)互聯(lián)網平臺的建設,許多起步的階段,都是在這幾個領域深扎根基。
根據美國MachNation的預測,直到2025年以前,工業(yè)互聯(lián)網平臺都是一個兩位數(shù)高增長的領域。根據作者的綜合統(tǒng)計分析,工業(yè)互聯(lián)網平臺大約為10億美元,占整個工業(yè)互聯(lián)網領域1%的市場份額。雖然市場不大,但卻呈現(xiàn)出巨大的魅力:因為數(shù)據石油的價值還遠遠沒有開始計算呢。所有的爭搶,都要為了下一步的布局,而更好、更快、更便宜的部署和開發(fā),將是考驗工業(yè)互聯(lián)網平臺的根本法則。許多大型的制造企業(yè)也開始整體轉向工業(yè)互聯(lián)網平臺戰(zhàn)略。日本也找到了將OT、IT和CT融合的最佳時機。例如日立在2017年9月宣布成立HitachiVantara,作為一個新的業(yè)務實體,為工商企業(yè)提供數(shù)據驅動解決方案。這家新公司將HitachiDataSystems數(shù)據中心、HitachiInsightGroup物聯(lián)網和Pentaho商業(yè)智能業(yè)務,一起打包成HitachiVantara的單一集成業(yè)務,以發(fā)揮日立在運營技術(OT)和信息技術(IT)方面的能力。而Lumada2.0版本(Hitachi的物聯(lián)網平臺,獨立的商業(yè)軟件產品)也同時發(fā)布,通過增強的人工智能(AI)、機器學習和高級分析功能進行了全面更新。
在這種大背景下,看看富士康今年2月的閃電IPO以及推出的BEACON平臺,就不足為奇了。
小記
工業(yè)互聯(lián)網最大的價值在于,全面連接了數(shù)據和實體,并且基于連接(Connect),形成了計算(computation)和控制(Control),使得實時決策成為可能。這在十年前,仍然是不可想象的事情。
IoT這個概念馬上要迎來20年誕生日,而當下熱烈的擁抱表明,它的旅程似乎是剛剛開始。對企業(yè)而言,已經不能僅僅把IoT當作一門技術,而是要當作業(yè)務活動的關鍵?;蛘哒f,那是一種戰(zhàn)略考量。
然而,現(xiàn)在要想立刻看到工業(yè)互聯(lián)網巨大的價值,還有很多的投入大坑需要填平。對于很多中小企業(yè)而言,依然有ROI回報不成比例的困難。當前工業(yè)互聯(lián)網,仍然缺乏統(tǒng)一的標準和視角,各家往往自說自話,往往都是從自己的角度進行陳述。這個市場還是處境渾濁,遠離清晰的局面。而且,更多地像是為巨人準備的市場。大家伙在邊吹牛邊落子斗法,小塊頭們則從混戰(zhàn)中覓得些許良機。
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