![]()
本文从IIC（工业互联网联盟）十年来的发展与变迁谈起，解读Gartner发布的五次工业物联网平台魔力象限图，分析国外工业物联网平台的发展与演进及带来的启示，剖析我国工业互联网平台发展面临的难点，对我国工业互联网平台如何实现健康发展提出思考与建议。近年来，我国大力推进工业互联网应用，遴选了50个跨行业、跨领域的工业互联网平台，积极建设工业互联网标识解析体系，组建了工业互联网产业联盟（AII），正在打造工业互联网生态合作体系。与此同时，国际上从物联网（IoT）到工业物联网（IIoT）应用也出现了热潮。但是，最近国内外工业互联网领域出现了一系列值得关注的变化。工业互联网平台开发与运营企业如何构建可持续健康发展的商业模式，成为业界关注的热点问题。
本文将从IIC（工业互联网联盟）十年来的发展与变迁谈起，解读Gartner发布的五次工业物联网平台魔力象限图，分析国外工业物联网平台的发展与演进及带来的启示，剖析我国工业互联网平台发展面临的难点，对我国工业互联网平台如何实现健康发展提出思考与建议。在本文撰写过程中，笔者与工业互联网和数字孪生知名专家林诗万先生进行了深入交流，在此深表感谢！
国际上工业互联网领域值得关注的热点新闻是：2024年1月18日，IIC（Industrial Internet Consortium，工业互联网联盟，2021年8月更名为工业物联网联盟）官宣并入DTC（数字孪生联盟）。![]()
2014年，IIC成立时的LOGO
IIC是一个开放会员组织，由计算机行业标准化组织OMG（Object Management Group）于2014年3月27日组建，创始成员包括AT&T、思科、GE、IBM和Intel。其成立的目标是：通过加速采用可信赖的物联网，为行业、组织和社会提供变革性的商业价值。该联盟的成立旨在将行业专业人士聚集在一起，以促进工业互联网技术的发展和应用。IIC 技术工作组于 2015 年 6 月 17 日发布了工业互联网参考架构，该架构为IIC 成员定义了功能领域、技术和标准，包括传感器、数据分析和业务应用。开发测试床(Testbed)以展示工业互联网解决方案的实际实施是IIC的目标之一。截至 2024年2月，IIC公开宣布了27个测试床，包括资产效率、边缘智能、工厂运营可视化与智能、高速网络基础设施、工业数字主线、状态监控与预测性维护等。截至2021年9月，IIC 成立了六个工作组：技术、安全、联络、营销、行业和数字化转型。2021年8月，IIC进行了更名。虽然缩略语未变，但名称已改为工业物联网联盟，强调通过重新调整和重塑品牌的努力，帮助企业实现其物联网投资的最佳回报。值得注意的是，即便在IIC更名之前，其发布的所有白皮书均注明是IIoT白皮书。![]()
![]()
2020年6月，OMG联合Ansys、戴尔、Lendlease和微软，联合发起了数字孪生联盟。该联盟的宗旨是：- 通过数字孪生专家生态圈制定路线图和行业指南，加速数字孪生技术的市场发展；
- 通过制定安全性、隐私性和可信度的最佳实践，并影响数字孪生标准的要求，提高数字孪生技术的互操作性；
- 降低投资项目的风险，并通过典型案例和提供开源代码展示数字孪生技术的价值。
![]()
2024年1月18日，OMG宣布将IIC并入DTC。OMG 首席执行官兼董事长 Bill Hoffman指出：“在过去几年里，我们看到IIC和DTC之间加强合作和协调的机会，将IIC并入DTC，可以通过来自两个领域的优秀人才共同努力解决日益复杂的问题，为多个行业和技术领域提供更全面的方案。”IIC十年的变迁，体现了从技术与标准的视角向如何帮助应用企业获得物联网投资的更高回报转型；而IIC并入DTC则体现了数字孪生成为各行业企业更为关注，可以落地并取得实效的发展方向。
从2019年到2024年，国际知名研究机构Gartner先后五次发表了工业物联网(IIoT)平台魔力象限图。从这五张图的变化，可以对工业物联网平台的演进略见一斑。
![]()
Gartner发布的从2019至2024年工业物联网平台魔力象限图Gartner在2020年10月19日发表的IIoT魔力象限图报告中，将IIoT平台市场定义为一组改善资产密集型行业的资产管理决策的集成软件能力。工业物联网平台也可以实现对工厂、基础设施和设备的运行可视化和控制。据了解，在Gartner的IIoT魔力象限图中，工业物联网平台必须能够支持私有云部署才能上榜。在上述榜单中，GE Digital、IBM和Oracle均为2019年和2020年上榜；微软在2020年上榜之后，一直位居领导者象限；PTC和Software AG连续五年上榜，且排名靠前；亚马逊云在2020年上榜之后，逐渐进入领导者象限；西门子入选了近三年的榜单，且一直位于远见者象限；ABB入选了近三年的榜单，且最近两年处于远见者象限；日立入选了前四届榜单，且排名较高；三星SDS入选过2020和2021年的榜单，处于利基厂商象限；树根互联和Eurotech连续五年上榜，一直位于利基厂商象限；徐工汉云入选了近两次的榜单，位于利基厂商象限。这个榜单的变迁可以折射出厂商的战略调整，并在一定程度上体现出主流厂商在工业物联网平台领域竞争力的变化。伴随IIC十年的发展与变迁，国际知名厂商在物联网及工业物联网领域的发展也是起起伏伏，有的先驱者已黯然退场，有的则脱颖而出，但更多的厂商是逐步调整定位，寻找更适合自身DNA的发展方向。2012年，GE公司前任CEO伊梅尔特先生提出了通过工业互联网平台让全球所有设备节能增效1%的宏大愿景。2015年9月，GE Digital成立，2016年，GE Digital发布了Predix平台，受到广泛关注。2018年10月，e-works曾组织考察了位于硅谷的GE Digital总部。后来，GE公司分拆之后，GE Digital隶属于GE Vernova，即能源板块。如今，浏览GE Digital网站，已经找不到Predix的内容，而是回归到了以资产管理、能源管理、MES、SCADA、减碳等领域的工业软件与服务，同时，GE Digital十分重视数字孪生应用。互联网巨头Google公司于2018年2月正式推出IoT Core，作为一种全托管式服务，帮助用户安全地连接和管理物联网设备，并与Google云的其它服务配合，实现实时地收集、处理、分析和直观展示物联网数据。该平台获得包括了不少高端客户的支持。然而，2022年8月，Google宣布于2023年8月16日停止IoT Core的服务。前文提到，Software AG在Gartner公司的IIoT魔力象限图中排名靠前。e-works曾两次组织考察过Software AG总部，领略了Software AG先后于2017年和2018年并购的Cumulocity IoT平台和TrendMiner数据分析平台的优异功能。不过，作为一家历史超过50年的老牌软件公司，Software AG在被私有化之后，开始卖出其主流产品。其中，IBM于2023年12月斥资23亿美元并购了Software AG旗下的两款产品StreamSets和WebMethods。而目前Software AG正在寻求出售Cumulocity和TrendMiner。西门子Mindsphere是一个工业物联网即服务解决方案（Industrial IoT as a service Solution），也称为基于云的开放式物联网操作系统，可以实时收集和分析各种传感器数据，用于优化整个价值链上的产品、生产资产和制造流程。MindSphere的开放式API可以从机器、工厂或整个车队获取数据。西门子于2017年8月发布MindSphere2.0版，2018年1月在AWS上发布 MindSphere 3.0版，2018年5月在Microsoft Azure上发布MindSphere，2019年4月在阿里云上发布 MindSphere3.0版。2023年6月，Mindsphere更名为Insights Hub。作为 Industrial Operations X产品组合的一部分，Insights Hub从IoT数据中提供商业价值，而Industrial Operations X的综合IoT功能使Siemens Xcelerator生态系统中的客户、合作伙伴和组织能够构建行业特定的应用程序。Insights Hub通过对设备和运营数据进行洞察而指导行动，改进运营决策，具体提供运营监控、OEE、质量预测、设备健康与运营管理等服务。MindSphere之所以更名为Insights Hub，西门子数字化工业软件总裁兼首席执行官Tony Hemmelgarn解释称：“业界对IIoT定位出现了一个掉头转向，Insights Hub更倾向于解决方案的方向，而并不是像平台一样的服务。”2016年，全球管理软件龙头企业SAP推出Leonardo数字创新系统，其中包括Leonardo IoT Foundation、 Leonardo IoT Edge、Leonardo IoT应用（连接产品、设备、车队、基础设施、市场和人）和Leonardo Bridge，底层基于SAP的云平台。2021年，SAP的云平台演进为BTP（Business Technology Platform）平台，BTP能够提供全面的服务和技术，包括云服务、数据管理、应用开发工具、高级分析功能和人工智能。该平台可以集成IoT的相关功能。从SAP的角度出发，IoT已发展成为数据驱动企业架构的主流组成部分，因此SAP决定将投资重点放在嵌入物联网的SAP云解决方案上，并从2022年开始逐步停止BTP上的IoT PaaS组件，而是通过BTP的集成能力、开发能力和其他SAP云解决方案，来实现IoT功能。2013年，PTC通过并购ThingWorx开始布局IoT领域，将其打造成一个具有里程碑意义的IIoT平台。PTC公司将ThingWorx与Kepware（各类设备和传感器数据协议转换）、Vuforia（增强现实应用）、ServiceMax（现场服务管理）等系统作为平台化软件销售，提供IIoT解决方案。应该来说，PTC对工业物联网的布局不仅具有前瞻性，且有着非常清晰的边界，PTC从一开始就没有试图将ThingWorx作为IIoT云平台来运营，而只是作为提供快速开发和部署智能互联设备的物联网解决方案进行销售。如今，ThingWorx仍坚持这一定位，帮助客户快速、灵活地构建各类IoT应用。亚马逊云科技涉足IoT领域也比较早。2015年，亚马逊在Amazon Web Services (AWS) re:Invent大会上推出AWS IoT物联网应用平台，帮助制造业客户将硬件设备方便地连接到AWS服务，以便在全球范围内存储、处理、分析联网设备生成的数据；随后，亚马逊云科技还推出AWS IoT Greengrass，将AWS云功能扩展到本地设备，使这些设备能够在本地网络上安全地收集和分析数据，同时与云服务进行交互；此外，AWS IoT还与Lambda、Amazon Kinesis、Amazon S3、Amazon Machine Learning和Amazon DynamoDB等服务结合，用于物联网应用研发、基础架构管理和数据分析。![]()
微软Azure IoT作为Azure云平台的一部分，包括了各种服务和工具，用于支持物联网设备的连接、管理和数据分析：例如Azure IoT Hub提供设备到云和云到设备的可靠消息传递；Azure IoT Edge将Azure云服务扩展到边缘设备；Azure Digital Twins提供数字孪生功能；Azure IoT Central提供完全托管的物联网平台服务；Azure IoT Solution Accelerators提供预配置的解决方案模板等等。2022年3月，微软宣布面向中国市场推出基于Azure IoT产品线的数字孪生全链条解决方案，这一解决方案包括了Azure IoT Hub, Azure Digital Twins以及大数据服务，以推动中国物联网应用的规模化发展。IBM也是物联网领域的重要参与者之一。IBM在2015年推出了IBM Watson IoT Platform，用于管理互连设备，并支持应用访问实时数据和历史数据。2022年，英国科技媒体《The Register》获得一份IBM发给客户的信件，提到IBM计划在其云上关闭Watson IoT平台服务，并从2023年12月1日生效。IBM并未正式回应该消息，在目前IBM对外的IoT 解决方案中，主要通过将IoT数据与AI、分析等技术相结合，优化企业资产性能，实现智能资产运营的可视化与控制。爱立信对物联网业务的剥离直接而彻底。2022年12月，爱立信宣布将包括物联网加速器（IoT Accelerator）和车联云（(Connected Vehicle Cloud）的物联网业务出售给Aeris通信，包括将爱立信物联网业务的资产和员工转移到Aeris通信。Aeris通信是物联网解决方案供应商，总部位于加利福尼亚州的圣何塞。通快（Trumpf）是全球钣金加工与激光加工设备龙头企业，总部位于德国迪琴根。2015年，通快组建了工业物联网平台公司AXOOM，业务覆盖生态、工厂、设备及传感器四个层级。AXOOM提出Smart Enterprise理念，通过物联网连接中心帮助机器制造商管理现场设备；通过状态监控监视机器和零部件的行为；通过远程服务支持远程配置、软件更新和故障排除，减少维护工作量；透过数据分析提高生产率。AXOOM发展了MES软件合作伙伴，也发展了几十家客户。2019年7月1日，通快将AXOOM出售给了聚焦于金融行业的IT服务公司GFT。这体现出，虽然通快内部的工业物联网应用效果良好，但对外提供工业物联网平台的收入达不到预期。2022年10月，博世宣布其物联网设备管理(IoT Device Management)平台将于2024年中期停止服务，博世将与主流的云服务商建立深入合作关系，帮助客户的物联网设备管理向云服务商迁移。在迁移阶段结束后，博世物联网设备管理(IoT Device Management)将停止使用。至此，国外工业物联网厂商们基本完成了十年的探索与演进，逐渐找到了适合自身DNA的发展模式：工业物联网平台服务越来越向亚马逊云科技、微软集中；GE、爱立信、博世等工业巨头结合自身战略逐渐退出工业物联网平台业务；IBM、西门子和SAP转向将IIoT作为解决方案而非平台服务提供，为企业提供物联网连接、数据分析和应用开发等服务；PTC则从一开始就将ThingWorx定位于开发和部署物联网应用的平台化软件。西门子数字化工业软件总裁兼首席执行官Tony Hemmelgarn对IIoT发展的评价颇具代表性：“当业界都将物联网作为一个平台的时候，我们都学到了一些事情，并有了一些反思。当然，IoT仍然非常重要，并且它的重要性会一直持续下去。对西门子来说，我们会将IoT打造成预配置好的解决方案，为制造业企业提供物联网连接、数据分析、应用开发等一系列服务，为它们创造价值。”2023年下半年，我国两家双跨工业互联网平台止步科创板，揭示出工业互联网平台发展过程中面临的若干难点问题：研发投入大，难以实现收支平衡；主要收入来自项目型服务，而非客户企业支付的年度服务费；来自母体企业及关联企业的收入占比过高；不同行业和不同领域应用场景差异大，共性服务难以满足需求等。目前，在风电、光伏、电梯、工程机械等装备制造业，往往是主机厂，或者行业龙头企业背景的数科厂商开发和运营工业互联网平台来服务自身设备的客户，实现诸如运营监控、设备维保、故障预警、备品备件更换、故障维修等后服务。在风电、火电、水电等能源装备行业，客户企业对系统安全、网络安全的要求很高，往往不允许制造商进行远程数据传输，这极大地制约了工业互联网平台的应用。而对于钢铁、化工、食品饮料、电子制造等行业，企业主要的需求还是在企业设备互联和车间联网的基础上，应用支撑产品研发、制造、采购、销售、财务、成本、人力资源、物流等等各个业务领域的数字化解决方案，建立集成平台来支撑企业运营和决策，并通过供应链平台实现与上下游企业的协作，这些企业对于基于公有云的工业互联网平台服务并无刚需。水、电、气、热等城市基础设施的运行监控对工业互联网平台有明确需求，但也需要部署在其内部网络之中。此外，离散制造企业推进工业互联网应用最大的难点是设备种类繁多，接口形式、自动化协议差异很大，车间联网率低，设备数据采集难，而如果车间联网和设备数据采集没有做好，工业互联网平台将成为“无源之水”。因此，工业互联网平台的开发商需要思考和解决以下问题：01工业互联网平台是通过公有云提供共性服务，还是更适合进行客户化开发或配置，通过私有云或在企业内部部署，提供个性化服务和解决方案？
02工业互联网平台的商业模式和盈利模式究竟是什么，能够从企业客户收取服务年费，还是只能做项目或工程总包？
03工业互联网平台应当针对特定行业、特定领域做专做精，还是放之四海而皆准？
04工业互联网平台的开发商与运营服务商是否应当分离，由具备行业Know how、应用开发能力和客户资源，且独立于装备制造企业的机构来运营，促进平台的推广应用？
05底层设备数据采集、IoT数据管理与工业互联网应用三个层面如何协同？
根据我国工业互联网联盟（AII）发布的工业互联网平台架构，工业互联网平台分为边缘层、IaaS层、平台层和应用层，其中，边缘层完成设备接入、协议转换和边缘数据处理。其中，边缘层的核心功能是连接和适配多种类型、多种接口形式、多种自动化协议、多种联网方式的设备和产品，有支持各种加工工艺的数控机床、加工中心，针对各行业的专用设备，工业机器人、焊接机、AGV等通用设备，还有检测设备、试验装备和动力设备，面对的是边缘端OT实时数据，将异构数据采集、转换、汇聚之后传递给工业PaaS平台；IaaS层是数据存储和平台运行的基础设施；平台层（工业PaaS）则用于实现IoT数据的接入、存储、管理和安全，进行数据展现、分析、预测与优化，融合数字孪生和AI等技术；而应用层（工业SaaS）则用于实现诸如工厂可视化、节能降耗、提高OEE、提升产品质量、减少设备非计划停机、缩短产品交货期、改进后市场服务等业务目标。工业互联网平台架构
来源：工业互联网联盟(AII)
目前，边缘层的设备数采实施难度较大，尤其是老设备的数据采集；平台层标准化程度高，适合云端部署，但是系统架构复杂，研发难度和研发投入非常大；而应用层则需要面对不同行业、不同业务领域的个性化需求，往往需要实施服务，因此更适合提供解决方案。在国际上，AWS IoT和微软Azure IoT平台已成为主流的IoT云平台（PaaS平台），Kepware则是主流的底层设备数据协议解析软件，成为众多IIoT解决方案提供商的合作伙伴，而根据前文的分析，西门子、GE等工业巨头已聚焦于应用层；在国内，华为云、阿里云、腾讯云、百度智能云等互联网平台服务商提供了IoT平台。工业互联网应用要取得成效，非常需要有更多厂商致力于解决好各种设备的数据采集和协议转换问题，真正帮助广大制造企业，尤其是离散制造企业打破车间的黑箱。针对流程行业和混合制造行业，国际主流的工业自动化厂商均提供组态和SCADA软件，例如西门子的SIMATIC SCADA、AVEVA的Intouch、艾默生的Ovation SCADA、罗克韦尔自动化的FactoryTalk Optix、霍尼韦尔的Experion SCADA、GE Digital的iFIX SCADA、三菱电机的Genesis64和欧姆龙的CX-Supervisor等；国内主流厂商也有成熟产品，例如中控技术的InPlant SCADA、和利时的HiaSCADA、亚控的KingSCADA、力控科技的eForceCon SCADA、九思易的INSPEC SCADA等，台达提供了VTSCADA和DIAView SCADA两款软件。其中，中控技术的InPlant SCADA五万点以内永久免费。针对离散制造行业，设备数据采集和协议转换、车间联网则仍然是必须重点解决的问题，已有不少厂商提供相关产品和服务。例如，亚控科技的KingIOServer设备数据采集系统具备强大的设备数据采集和工业自动化协议支撑能力，麦杰科技推出SmartCollector工业数据智能采集平台，研华科技提供软硬结合的边缘智能解决方案，联想提供边缘计算产品及数据智能服务，阿尔卑斯系统集成公司提供了数据采集的软硬件产品，盖勒普提供工业大数据采集及分析管理整体解决方案，兰光创新提供设备物联网解决方案，CAXA拥有DNC设备物联软件，格创东智提供边缘计算产品，华龙讯达提供数据采集平台，浙江中之杰、数益工联和中设智控拥有设备数据采集方案，涛思数据的TDengine时序数据库可以用于设备和传感器的时序数据，恒力华振则提供从设备数据采集到数据治理的整体解决方案。在车间联网方面，MOXA、研华科技、TPLINK（普联技术）、三旺通信和东土科技等主流厂商提供了成熟的工业网络相关产品。根据e-works观察，我国知名的工业互联网平台公司越来越突出工业互联网应用层的软件产品和服务。例如，卡奥斯推出了MOM平台和数字孪生平台，最近，黄培博士应邀走进卡奥斯赋能的广州顺科智能工厂，现场观摩了卡奥斯MOM系统助力顺科降本增效的实际应用；美云智数提供了数字研发、智能制造、数字供应链和数字营销领域的应用套件；格创东智重点聚焦半导体、新能源和3C行业，基于工业人工智能核心算法，提供AI质检、能源管理、设备管理、生产管控、品质优化和供应链管理等解决方案；蓝卓基于SupOS工厂操作系统提供石化、水泥、造纸、热电、汽配等行业解决方案；徐工汉云提供制造运营、设备管理、后服务和供应链管理解决方案；树根互联提供设备连接的软硬件系统，以及经营管理、资产管理、设备健康管理、能源管理、工业安全、MOM、APS和QMS等应用软件；工业富联提供了自动化、数字化、机器人化和智能化产品与解决方案，并提供卓越制造咨询和灯塔工厂解决方案；用友网络、浪潮云洲、金蝶软件、宝信软件和赛意信息本身就有深厚的管理软件背景，提供了丰富的云应用软件；雪浪云立足高端装备等行业，提供数字孪生、行业大模型、多学科优化设计和实验数据管理软件系统；东方国信提供了营销云、数据云和大数据平台，并推出AI大模型；优也提供能效管理、设备运维等解决方案；寄云科技推出工业智能平台，涵盖了工业数据采集、工业数据建模、时序数据分析等功能；蘑菇物联聚焦动力设备的能源数据采集与节能降耗；摩尔元数则提供了MES低代码平台和数字孪生平台。e-works认为，工业互联网平台厂商应当明确自己的优势，扬长避短，积极发展技术合作伙伴，没有必要在边缘层、平台层和应用层面面俱到，不需要重复发明“轮子”。工业互联网平台层十分复杂，建议谨慎投资。对于工业背景的工业互联网平台厂商，建议充分利用自身的行业Know-how，重点做好应用层，明确细分行业和应用场景的定位，专注于提供针对特定行业和特定应用的高价值、平台化的工业APP或工业软件，提供灵活的系统配置工具，并与边缘层和平台层厂商开展生态合作，各施其职、分工协作，协同满足目标客户的客制化需求。同时，工业互联网平台厂商应提供灵活的部署方式，支持公有云、私有云和混合云部署。只有通过把握所专注的细分行业和应用场景的应用需求，不断完善和丰富系统功能，提升实施服务能力，更好地与工业企业已部署的各类应用软件实现集成，才能真正为客户创造价值和效益。AIoT（即AI+IoT）和数字孪生是工业互联网平台厂商值得深入拓展的发展方向，与生成式AI结合，可以在设备维护、客户服务、运营管理、生产优化和质量控制等领域找到典型应用场景。2024年8月30日，与工业互联网有关的四项国标正式发布，包括《工业互联网平台 监测分析指南》、《工业互联网平台 解决方案分类方法》、《工业互联网平台 服务商评价方法》、《工业互联网平台 质量管理要求》。这些国标的执行将有利于规范工业互联网平台厂商的服务，促进工业互联网应用。本文系统回顾了过去十年IIC从更名到并入DTC的历程，纵览过去五年Gartner发布的五张IIoT魔力象限图，揭示出GE、西门子、SAP、Google、SAP、博世、爱立信、PTC、微软、AWS、Software AG、通快等国际知名厂商在工业物联网平台市场上的发展与变迁。这些他山之石能够为我国工业互联网平台厂商探索可持续发展的商业模式带来诸多启示。e-works认为，工业互联网是工业互联的网，连接工业要素的网，而不是工业的互联网，更不是指工业企业的互联网应用。工业互联网是推进智能制造的基础设施，工业数据采集（设备和装备类的产品）与协议转换是基础，车间联网（打造数字化工厂）和设备联网（实现后服务）是前提，工业PaaS平台是枢纽，而平台化服务则是价值创造的核心。工业互联网平台厂商必须找准自身的行业与应用领域的差异化定位，没有必要，也不可能面面俱到。各类厂商应当真正推进生态合作，取长补短，开放合作，提供灵活的部署方式，建立合理的利益分配方式，为各行业的工业企业提供高价值的平台化服务。只有通过不同背景厂商之间的生态合作，才能在多赢的基础上，找到适合自身DNA的商业模式，实现工业互联网平台厂商的可持续健康发展。![]()
