浅析工业物联网未来与行业发展趋势

过去一段时间，工业互联网（IIoT）强势发展，成为工业4.0之后又一个热点话题。那么目前全球工业互联网的发展现况如何？于2012年率先提出工业互联网概念的美国通用电气（GE）公司预测，未来工业互联网有望影响46%约32.3万亿美元的全球经济走势。

2018年第二十届工博会即将来临，众多海内外优秀企业将携先进技术产品方案群集此一盛会共论行业大发展，DIGITIMES借此之际推出专辑，进行工业物联网未来与行业前瞻分析，并多日连载以飨读者。

根据市场研究公司MarketsandMarkets最新调查报告显示，2018年全球工业互联网的市场规模约640亿美元，预计将在2023年增长至914亿美元，2018至2023五年间的年复合增长率(CAGR)将为7.39％。以上数据显示，在全球现今普遍重视创新技术的背景下，工业互联网的市场规模有望实现较大幅度增长，发展后劲十足。

此外，针对区域市场的看法，该报告显示，在2018-2023年间，亚太地区(APAC)的工业互联网市场年复合增长率最高，其中包括中国市场和印度、东南亚等新兴经济体的基础设施和工业发展持续促进该区的工业互联网市场增长，成为全球一个相对重要的制造业发展中心。

目前全球工业互联网格局大致仍以美国、德国、日本等先进国家为翘首，各国龙头企业引领工业互联网的推进。德国在工业领域积累深厚，无论在产品制造研发、自动化系统、工业控制等领域，拥有全球知名的大型企业和中小企业隐形冠军；美国则擅长软件、平台服务处于领先优势，拥有如IBM、微软、甲骨文等全球软件服务领导品牌，近年致力转型为软件服务公司的GE也因为工业互联网的崛起成为领导厂商之一。

从GE转型之路 看当前工业互联网发展态势

尽管各大调查数据预测工业互联网前景看好，但仍不宜盲目发展，而是需要更为谨慎且理性的看待IIoT发展进程。

近期GE基于公司战略调整可能出售数字资产，首当其冲的就是Predix。Predix是由GE前执行长Jeff Immelt于2015年创立GE Digital并建立的软件平台，协助GE公用事业和航空公司等客户收集和分析数据，更有效率地管理设备。同时，GE也是最早提出“工业互联网”概念的企业，Predix作为工业互联网平台的领导者，倘若GE确定出售，对业界影响性不小。

当前GE Digital处于一个日益竞争的市场，对手如微软、IBM和西门子等，以及若干新创企业如C3 IoT和Uptake Technologies亦提供工业数字平台。更有许多制造企业可以正沿着GE的老路向工业互联网进军。但要突破这种市场跨行业竞争扩张和朝向软件企业转型的门槛，需要付出加倍努力。

工业互联网从两个角度来看，一是“互联网+”、另一则是“+互联网”。前者以互联网为商业模式向行业开展，例如阿里巴巴建构一个互联网平台；后者则是倾向把互联网当做一个辅助工具，利用互联网技术把现有产品设计、制造、营运等业务导入数字化、数据化的概念，优化业务并产生更多新的经济效益。

而有些“工业+互联网”发展到一定阶段，就不再局限自家的服务或产品，而是提供平台服务，利用自身的能力协助其他公司复制其成功模式，最终实现真正的以互联网为核心服务的“互联网+工业”，而GE就是一个代表典型企业。其在累积多个行业的专业分析能力后将平台对外开放，协助其他企业利用平台服务进一步优化营运。

然而在这个阶段的转型实非易事，尤其针对跨行业的客户，若本身未具备一定的资本规模或行业专精技术，以及对市场的把握，很难在浪潮中站稳脚跟。即便连站稳工业巨头多年GE亦经过多次并购才完成对工业互联网市场积累与策略布局。

即便GE欲出售Predix，但这并不意味GE放弃工业互联网的探索前进，但可窥见行业巨头转型工业互联网平台也非一蹴可及，过程中或伴随些许转型阵痛，提醒了更多相关企业建设发展工业互联网之路时，不能过于盲目发展，而是需要更加谨慎而理性。

开放之姿 构筑伙伴生态共赢是必经之路

GE在2016年先后并购云端服务厂商ServiceMax与知名物联网软件厂商Bit Stew，在此之前，GE也早已堪称是“并购老手”。透过借镜GE多年的并购之路，可以明确看出，工业互联网的发展持续朝向跨行业、跨专业领域模式前进，抱持开放和构筑合作伙伴生态系几乎是一条必经之路。

多数企业会选择与合作伙伴强强联手，协同共进，以各自的技术优势和强项彼此互补，相互通过技术共享促进工业互联向前发展。如西门子MindSphere联合SAP基于开源的Cloud Foundry架构打造；施耐德电机的EcoStruxure则基于微软Microsoft Azure提供更广泛的软件应用。另外包括ABB、IBM、海尔的COSMOPlat等也都会以开放之姿吸引开发者加入生态圈。

工业互联网无法闭门造车，就现阶段发展看来，一家或仅凭藉一己之力欲很难创造独大赢面。

与此同时，在全球工业互联网的总体格局日渐清晰下。美、德、日等国纷纷以龙头企业为引领，加速产业合作，加快推进工业互联网发展步伐。

其中，国际工业互联网联盟（IIC）是国际上较具有代表性的工业互联网组织，其涵盖了全球主要大国和龙头企业，该联盟汇聚31个国家和地区246家成员单位，集聚40多家跨国企业展开大量测试床建设部署，并与德、法、日等多国建立对话，与全球20多个知名企业组织形成合作关系，成为推进全球工业互联网的重要联盟引擎之一。

如前所述，当前特别是亚太地区工业互联网市场发展备受瞩目，这也促使许多西方制造大企业纷纷“西风东渐”，日益重视亚太区市场，更看重在亚太地区势头强劲的中国市场。

工业4.0最初源头系由德国开展而来，当前德国也将工业互联网做为发展工业4.0的重要核心，成为除美国之外，全球工业互联网最活跃的“推手”。

看准中国市场的重要性与日具增，近来，德国西门子和阿里巴巴集团旗下阿里云于柏林签署合作多项双边合作协议总金额近200亿欧元，未来将透过双方的工业4.0技术与云端基础建设，计划在2019年推出数字营运平台MindSphere。

中国国务院总理***与德国总理梅克尔(Angela Merkel)也共同见证了该项协议签订，显见双方对于此次中德合作的重视。西门子与阿里云签署合作备忘录，未来将在中国市场推出物联网(IoT)产品，连结数以万计的制造产业装置，携手推进中国工业互联网发展。

通讯标准奠定工业互联网的第一步

所谓工业互联网，简述之，就是在工厂内部，将各种工业自动化设备(OT)与企业管理系统(IT)连动起来，以实现工厂数字化管理，追根究底为数字化与网络化两个基础概念。最基本的工业互联网架构主要涵盖感知层、网路层、平台层和应用层。

感知层做为底层技术的核心，主要负责连接设备，以及获取多维数据。网路层顾名思义负责数据资料传输，以及设备连动的控制，更做为设备相互“沟通”的基础技术；平台层则是以云端运算为核心，汇集从底层采集到的资料进行分析、处理与管理等；应用层则位于最顶层，是因应终端客户的各种垂直应用需求所开发的服务。底层基础设施的布建愈完整，对于发展整体工业互联网将可加速其建置和普及。

工业界长久以来希望建立开放工业通讯标准，以方便并借由网路层传递给控制器、驱动器、人机介面(HMI)及其他装置通讯。目前自动化网路开放通讯标准已相当普及，企业欲选择适用的工业物联网(IIoT)通讯协定，须基于其对协定与实际应用的了解。

而随着连网需求持续攀升，有的企业从现场总线转向乙太网路，有的工厂两者并行，更有的工厂快速切换到乙太网路。以往工业乙太网路使用的通讯协定，大多取决于控制系统的供应商，如三菱电机(Mitsubishi)采用CC-Link IE、洛克威尔自动化(Rockwell Automation)采用EtherNet/IP、西门子(Siemens)采用Profinet等。而目前开放工业通讯标准的发展，如OPC UA、AMQP及MQTT，已能大致满足业界所需。

其中，工业通讯标准OPC UA，系由OPC基金会发起，利用OPC UA 技术可以实现工业乙太网、现场总线等物理连接的设备、传感器、PLC、控制系统、管理软件等不同来源、不同协议间的数据转换。因此，OPC UA标准的支持将有利于OT网路与IT网路融合，建构一个开放并且可互相操作的可靠机制。