在過去的幾年中，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)發(fā)展迅速，在信息技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)無人不知。預(yù)計在未來十年內(nèi)將有數(shù)百億個潛在事物連接在一起，市場規(guī)模預(yù)測每年將達到數(shù)萬億美元。盡管物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用仍處于早期階段，但市場熱度持續(xù)走高，人們已經(jīng)對鋪天蓋地的物聯(lián)網(wǎng)概念習(xí)以為常。
但是，在應(yīng)用于消費者領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)(自動補充食品冰箱、無人駕駛汽車、通過智能手機控制恒溫器)，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(IIoT)之間存在巨大差異。第四個字母“I”的增加使得物聯(lián)網(wǎng)(IoT)具有了工業(yè)的專有屬性，使其更適用于工廠或生產(chǎn)設(shè)施在創(chuàng)建產(chǎn)品和服務(wù)過程中的“智能互聯(lián)運營”等概念。
本研究報告的焦點將專注在詳細闡述物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的區(qū)別，首先闡述什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(IIoT)平臺，并就如何在這個瞬息萬變的市場中使用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(IIoT)來獲得增長，給工業(yè)企業(yè)提供一些建議。
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定義工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是指包括使用標(biāo)準Internet協(xié)議(IP)技術(shù)等在內(nèi)來連接人員、流程和事物，以打造新型的網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)的一個或多個網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)應(yīng)被理解為更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的一個子集，它的存在主要是為“為市場需求生產(chǎn)實物商品以及維護生產(chǎn)所需的固定資產(chǎn)”提供服務(wù)。
以前，互聯(lián)網(wǎng)通常被理解為主要由計算機構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，而智能手機、嵌入式傳感器和其他技術(shù)的采用正在將這一定義擴展到包括配備或嵌入有智能傳感器的人和物體。隨著技術(shù)的進步和硬件價格的降低，這種趨勢隨著時間的推移而增長，最終連接的“對象”的數(shù)量將趨向于無所不包。到2020年，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)預(yù)計將覆蓋：
今天，大多數(shù)制造公司都擁有已經(jīng)實施了數(shù)十年的傳統(tǒng)的信息和自動化技術(shù)解決方案。這些解決方案中的大多數(shù)都是基于開放式和專有通信協(xié)議的組合而建立的，這些協(xié)議是其開發(fā)時代的行業(yè)標(biāo)準。一個是因為時過境遷，另一個是因為專有通信協(xié)議的封閉性，使得這些傳統(tǒng)的系統(tǒng)之間不易互操作，信息孤島成為實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)功能的重要障礙。因此，需要一個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(IIoT)平臺來集成這些舊系統(tǒng)中的信息。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(IIoT)平臺是一個具有前瞻性的框架，對實現(xiàn)智能互聯(lián)運營、智能互聯(lián)資產(chǎn)和智能互聯(lián)企業(yè)所需的技術(shù)功能進行了分類。LNS一直在積極撰寫博客并談?wù)撆c構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(IIoT)平臺相關(guān)的不斷增長的市場活動及其進展和發(fā)展。
對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(IIoT)平臺，LNS Research已為制造商確定了六項關(guān)鍵功能，以使其能夠有效獲得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(IIoT)平臺的真正價值：
1、連接性、傳輸性和安全性
該層包括：
連接那些聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備、裝備和應(yīng)用傳感器所需的所有必要硬件和軟件;
支持用于集成機器、云和應(yīng)用程序的現(xiàn)有和新興標(biāo)準;
將數(shù)據(jù)移動到適當(dāng)?shù)膽?yīng)用程序、域(邊緣、現(xiàn)場、云)或用戶的能力。(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT的關(guān)鍵特性之一是突破以太網(wǎng)局限性的能力：顯而易見的是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺正在嘗試各種替代網(wǎng)絡(luò)，包括有線、無線和其他低功耗等替代方案。)
快速有效地識別和管理設(shè)備并觸發(fā)告警事件的技術(shù);
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全功能側(cè)重于整個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺堆棧基礎(chǔ)的設(shè)備和操作安全性。(此外，許多供應(yīng)商還提供了針對數(shù)據(jù)安全性的更典型的IT網(wǎng)絡(luò)安全性功能。)
從多個角度來看，物聯(lián)網(wǎng)的核心理念實際上就是圍繞這一層的。以往無法實現(xiàn)或成本太高的連接方式，被物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟高效地解決了，這使得人們連接設(shè)備、流程的能力不斷增強，并為將來的智能化解決方案打下了良好的基礎(chǔ)。
2、數(shù)據(jù)條件化和語義化
“將所有數(shù)據(jù)移至數(shù)據(jù)湖以獲得神奇的答案”，這樣的時代已經(jīng)過去。人們在早期的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和項目中發(fā)現(xiàn)，那些沒有上下文的數(shù)據(jù)隨著時間的推移，只是在規(guī)模上獲得了增長，但是卻并不能非常有效的為人們的業(yè)務(wù)帶來更好的幫助。越來越多的服務(wù)商和制造企業(yè)開始關(guān)注這些工業(yè)數(shù)據(jù)的來源、質(zhì)量和可操控性?，F(xiàn)在，很多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商開始提供相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)，用以進行清理(消除虛假和異常數(shù)據(jù))、緩存、匯總和編排操作這些數(shù)據(jù)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺的一項關(guān)鍵且具有決定性意義的功能，是在數(shù)據(jù)的使用和利用上超越SQL數(shù)據(jù)庫中的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(例如財務(wù)或庫存級別)，還要能夠充分利用非結(jié)構(gòu)化(視頻、社交)和半結(jié)構(gòu)化(最重要的類型時間序列數(shù)據(jù))數(shù)據(jù)。最終實現(xiàn)將所有這些數(shù)據(jù)統(tǒng)一為一個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT數(shù)據(jù)模型(就目前來看主要是圍繞資產(chǎn)管理這一類)。鑒于運營洞察力是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺的核心優(yōu)勢，所以這些處理數(shù)據(jù)的功能至關(guān)重要。
3、本地、邊緣和云
事實上企業(yè)部署的計算和存儲資源有各種各樣的形式，在邊緣側(cè)、工廠內(nèi)、企業(yè)內(nèi)或防火墻外都能看到他們發(fā)揮著重要的功能，總之在最需要的地方總能看到相關(guān)應(yīng)用。盡管早期有關(guān)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT的討論大家?guī)缀跬耆性?ldquo;云”上，但實際情況和技術(shù)創(chuàng)新推動了圍繞邊緣和本地計算及其應(yīng)用的討論，2019年邊緣計算得到了長足的發(fā)展。相關(guān)的解決方案使用戶可以在任何地方部署任何他們想要的功能。
當(dāng)然在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域云計算仍然占據(jù)著核心的地位，無論是直接交付還是通過其云合作伙伴(例如Microsoft Azure或Amazon AWS)交付。要部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT應(yīng)用，供應(yīng)商必須直接或與云合作伙伴一起交付核心基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)(IaaS)功能，以提供虛擬化的計算資源(網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，數(shù)據(jù)中心，存儲，備份，負載均衡，安全性等)。
為了實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺的愿景，服務(wù)商直接或與他們的云伙伴合作還需要提供平臺即服務(wù)(PaaS)。IaaS通過Internet提供了IT計算基礎(chǔ)架構(gòu)，而PaaS可以為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺開發(fā)環(huán)境提供應(yīng)用程序托管。因此，PaaS平臺提供了計算和存儲基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，代碼編輯，版本管理，編譯(如果需要)和測試服務(wù)，以幫助開發(fā)和運營人員快速有效地創(chuàng)建新的整合應(yīng)用程序。PaaS還使開發(fā)、運營團隊可以在不考慮其物理位置的情況下進行協(xié)作和合作。
4、開發(fā)工具和庫
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺應(yīng)該包括必要的工具，用以快速創(chuàng)建新的基于API的整合應(yīng)用程序，能夠?qū)⑵脚_的各個環(huán)節(jié)和資源有機融合起來，還要能夠便捷的將現(xiàn)有的舊版應(yīng)用程序遷移至新的平臺之上。至于這些工具應(yīng)該稱為“開發(fā)”工具還是“運營”工具，大家不必要較真，這些只不過是一種稱呼。很多平臺供應(yīng)商都在尋求一種使技術(shù)水平較低的開發(fā)者快速創(chuàng)建這些應(yīng)用程序的方法，比如現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了“低代碼”或“無代碼”開發(fā)理念。復(fù)雜的應(yīng)用程序通常需要對IT /運營技術(shù)(OT)系統(tǒng)和編程或數(shù)據(jù)科學(xué)有深入的了解。
目前來看這些基于API的整合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，具備一定的共性以及專注層面的差異化。首先在共性方面，所有這些工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基本上都需要構(gòu)建在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，并衍生出根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)流實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化(例如資產(chǎn)監(jiān)視)，以及進一步的對各種數(shù)據(jù)的分析，還有走的更遠的服務(wù)商，在監(jiān)測、分析的前提下，最終能夠根據(jù)監(jiān)測和分析的結(jié)果實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的的反向操控(例如，根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)來制定減少資產(chǎn)損耗的決策和操控手段)。
該層的核心在于使用廣泛的統(tǒng)計和優(yōu)化工具來監(jiān)視和分析結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)前所未有的洞察力。這些能力通常被稱為人工智能(AI)或機器學(xué)習(xí)(ML)，一般包括以下幾種分析模型：基于統(tǒng)計學(xué)的分析，人工智能/機器學(xué)習(xí)，基本原理/物理，運籌學(xué)/應(yīng)用數(shù)學(xué)。此外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺還包括廣泛的分析工具，例如搜索，數(shù)據(jù)探索/挖掘，圖像/視頻和自然語言處理。
5、應(yīng)用程序和分析
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT是一個充滿變化與活力的市場。最明顯的趨勢之一是從平臺/工具包到應(yīng)用程序提供商的多家服務(wù)商的戰(zhàn)略定位的變遷和差異化。出現(xiàn)這種差異化的驅(qū)動力很簡單：工業(yè)企業(yè)通常是在尋求業(yè)務(wù)提升，而不是技術(shù)工具包。這就要求工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商越來越多地提供“開箱即用”的應(yīng)用程序，以解決特定的操作難題(遠程資產(chǎn)監(jiān)視，智能公用網(wǎng)絡(luò)，質(zhì)量管理，現(xiàn)場的工作人員，設(shè)備部署，生產(chǎn)監(jiān)視等)。這些應(yīng)用程序可以是服務(wù)商提供的專有產(chǎn)品，也可以是已經(jīng)包含在平臺中產(chǎn)品組件。
監(jiān)視與控制之間存在區(qū)別，許多供應(yīng)商僅專注于監(jiān)視/分析應(yīng)用程序。在調(diào)研中，LNS看到了從描述性到診斷性到預(yù)測性到完整性、說明性分析的全方位的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。先前的研究表明，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺/分析旨在提供完整的規(guī)范功能方面，這與現(xiàn)有實踐有所不同。
可通過IIoT平臺交付的最具潛力的基于API的整合應(yīng)用程序之一是Digital Twins。LNS Research撰寫了有關(guān)數(shù)字孿生在離散行業(yè)的應(yīng)用，以及數(shù)字孿生在過程和批處理行業(yè)企業(yè)中的流程工作應(yīng)用。調(diào)查顯示，截至2018年4月，行業(yè)幾乎還沒有可用的現(xiàn)成的Digital Twin應(yīng)用程序。在這方面工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺提供商處于最佳戰(zhàn)略位置，可以考慮提供這一關(guān)鍵而寶貴的功能。
6、生態(tài)系統(tǒng)
除了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺的功能和應(yīng)用程序外，平臺商現(xiàn)在正在努力在其平臺周圍建立生態(tài)系統(tǒng)。一些平臺服務(wù)商正在追求類似于Apple iPhone的模式：尋求獨立的應(yīng)用程序提供商來使用其平臺編寫業(yè)務(wù)應(yīng)用程序。平臺商希望這能加快功能開發(fā)并使其間接獲得市場份額。一些公司也在努力建立類似AppStore的虛擬應(yīng)用市場，以使開發(fā)、交易、使用等圍繞這些應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)成為可能。其他公司則在根據(jù)合作伙伴的需求調(diào)整戰(zhàn)略，比如為企業(yè)提供一部分平臺組件、服務(wù)或行業(yè)特定功能的應(yīng)用。
目前來看，在所有這些領(lǐng)域中，很難說哪個服務(wù)商的業(yè)務(wù)模式更好。許多供應(yīng)商已開始調(diào)整戰(zhàn)略，開始專注工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺生態(tài)的某個部分。例如，幾家公司已將自己定位為圍繞在“連接性”或“傳輸”這個層面。
應(yīng)對不斷變化的環(huán)境的建議
LNS Research認為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT領(lǐng)域?qū)l(fā)生真正的變革。這個行業(yè)不需要600家不同的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺，甚至可能連10家都不需要。隨著企業(yè)不斷重新定位，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT領(lǐng)域的并購活動將會加速，而競爭力差、資金鏈不足的公司將會面臨倒閉。
在這種環(huán)境下，工業(yè)企業(yè)應(yīng)該做什么?LNS Research有五個建議：
借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)導(dǎo)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型
大多數(shù)工業(yè)企業(yè)應(yīng)考慮采用IIoT技術(shù)，以追求持續(xù)改進和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型(IX)計劃。毫無疑問，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT有潛力重新分配行業(yè)內(nèi)和行業(yè)之間的市場份額和財富。在我們的《產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型就緒調(diào)研》中，我們發(fā)現(xiàn)“工業(yè)轉(zhuǎn)型領(lǐng)導(dǎo)者”(即那些成功實施轉(zhuǎn)型計劃的人)比其“跟隨者”將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT技術(shù)作為其計劃的一部分的可能性要高出44%。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺技術(shù)的評估和部署勢在必行，如果企業(yè)想要在未來獲得競爭力。
持續(xù)追蹤行業(yè)發(fā)展
組織應(yīng)積極地制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT計劃，充分了解這是一個必然的長遠趨勢，將來可能會發(fā)生顯著的優(yōu)勝劣汰的現(xiàn)象。領(lǐng)先的制造商將是那些可以在短期內(nèi)實施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT的制造商，可能在這個過程中工業(yè)企業(yè)需要改變戰(zhàn)略方向，或者更換自己的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方案服務(wù)商，因為隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺供應(yīng)商的競爭與發(fā)展，新的業(yè)務(wù)能力以及新的更加有能力的服務(wù)商將會出現(xiàn)。因此，企業(yè)需要建立持續(xù)的相關(guān)市場追蹤監(jiān)控機制，以充分抓住這一令人興奮的變革時機。
構(gòu)建智能互聯(lián)產(chǎn)品
制造企業(yè)標(biāo)新立異的首要任務(wù)應(yīng)該是重新定義其產(chǎn)品并改變客戶的體驗。評估工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT在自身的市場中實現(xiàn)智能連接產(chǎn)品的潛力勢在必行，企業(yè)應(yīng)該努力成為“突破者”，而不是被“改革”者。數(shù)據(jù)是重點-設(shè)計工程師需要哪些數(shù)據(jù)來推動突破性或變革性想法?工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT如何將當(dāng)前和未來的數(shù)據(jù)傳遞給設(shè)計工程師?智能互聯(lián)產(chǎn)品應(yīng)被視為一項長期計劃，在該計劃中，將定義和開發(fā)要添加到設(shè)備的新功能。
與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商合作
記住，制造企業(yè)和其技術(shù)服務(wù)商是互利共生、相輔相成的：制造企業(yè)一定要確保推動主要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT服務(wù)商在其產(chǎn)品中落實物聯(lián)網(wǎng)功能，以幫助企業(yè)加快智能互聯(lián)資產(chǎn)和運營計劃的落地。在石油和天然氣，化工，采礦和汽車組裝等資產(chǎn)密集型行業(yè)中尤其如此。這類企業(yè)甚至無需深度侵入、改變自身原有的運營體系，僅通過落地物聯(lián)網(wǎng)可能就能夠獲得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT的很多優(yōu)勢。
轉(zhuǎn)型可能具有破壞性
我們強烈建議工業(yè)企業(yè)使用更新的工業(yè)轉(zhuǎn)型框架來開發(fā)可支持戰(zhàn)略目標(biāo)和卓越運營的運營架構(gòu)，同時滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT平臺的要求。
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
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