今年以來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)政策頻發(fā)，2月中央政治局會(huì)議提出推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等加快發(fā)展；3月工信部發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》，4月發(fā)改委發(fā)布推動(dòng)企業(yè)“上云用數(shù)賦智”行動(dòng)的實(shí)施方案，推動(dòng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型；5月《政府工作報(bào)告》再提“發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，推進(jìn)智能制造”，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連續(xù)三年寫入《政府工作報(bào)告》。對(duì)比2018/2019年《政府工作報(bào)告》中涉及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容，我們認(rèn)為“為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)賦能”的核心思想沒有改變，在關(guān)注重點(diǎn)上從“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)”拓展到了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”全領(lǐng)域，也從側(cè)面反映了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的地位提升。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是IT、OT、CT技術(shù)的融合，有望轉(zhuǎn)變企業(yè)生產(chǎn)制造模式，是新基建的重要組成部分。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)是IT、CT、OT技術(shù)的三重融合，通過CT（通信技術(shù)）連接企業(yè)內(nèi)外各類數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的數(shù)據(jù)打通，依托IT（信息技術(shù)）針對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，并與OT（生產(chǎn)管理技術(shù)）結(jié)合，使得過去生產(chǎn)制造過程中隱形的工藝和經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蝻@性化、數(shù)字化、可復(fù)用、可預(yù)測(cè)，最終形成工業(yè)經(jīng)驗(yàn)和機(jī)理模型的沉淀，賦能和改造傳統(tǒng)的工業(yè)體系，幫助企業(yè)多、快、好、省，創(chuàng)造更多價(jià)值。
因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面具有重要意義。近年來新基建的概念屢被提及，2020年新冠疫情發(fā)生以來，新基建作為守住“六保”底線、完成“六穩(wěn)”工作的主要投資方向，再次獲得從政府到社會(huì)的重視。2020年4月發(fā)改委權(quán)威定義了新基建的內(nèi)涵，其中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新基建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之一，成為新基建的重要組成部分。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是智能制造的重要載體，國(guó)內(nèi)政策逐步完善
從美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)到德國(guó)工業(yè)4.0，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一直是智能制造的重要載體。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)源于美國(guó)，2012年由GE率先提出。隨后以GE為代表的美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）試圖依托其強(qiáng)大的IT技術(shù)打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的通用平臺(tái)。2013年德國(guó)在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上提出“工業(yè)4.0”的概念，預(yù)計(jì)投資2億歐元，推動(dòng)以信息物理系統(tǒng)（CPS）為基礎(chǔ)，以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機(jī)器自組織為標(biāo)志的工業(yè)革命，試圖依靠強(qiáng)大制造業(yè)基礎(chǔ)進(jìn)行智能化升級(jí)改造。2015年國(guó)務(wù)院發(fā)布《中國(guó)制造2025》，結(jié)合中國(guó)實(shí)際推進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，促使中國(guó)從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。在這些政策的背后，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為智能制造的重要載體，始終占據(jù)著核心的地位。《中國(guó)制造2025》中就已經(jīng)提及，“促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)在企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營(yíng)管理、銷售服務(wù)等全流程和全產(chǎn)業(yè)鏈的綜合集成應(yīng)用”。因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)的發(fā)展，是頂層政策的延續(xù)，也是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)由大變強(qiáng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
國(guó)家頂層設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，政策體系逐步完善，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展步入快車道。2017年11月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》，正式提出發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)，同時(shí)針對(duì)2020年以及2025年的發(fā)展任務(wù)做了明確的規(guī)定。隨后，工信部于次年出臺(tái)了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020）》，針對(duì)國(guó)務(wù)院的政策進(jìn)行了具體的落實(shí)和細(xì)分。在此之后，一系列中央和地方的配套政策陸續(xù)出臺(tái)，工信部先后發(fā)布了針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)、安全建設(shè)的一系列文件。地方政府通過網(wǎng)絡(luò)提速降費(fèi)、上云優(yōu)惠券、產(chǎn)業(yè)基金等形式支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。我們認(rèn)為，隨著政策體系的完善，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展正在步入快車道。
據(jù)測(cè)算，2025年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1.24萬億元，發(fā)展空間廣闊。根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展報(bào)告》，2019年預(yù)計(jì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心產(chǎn)業(yè)（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)涉及的網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全等軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施）增加值達(dá)到5361億元，2020年預(yù)計(jì)達(dá)到6520億元。
5G、AI、云計(jì)算打破技術(shù)瓶頸，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能千行百業(yè)
無線通信技術(shù)制約工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)泛在連接。早期的物聯(lián)網(wǎng)通信主要應(yīng)用RFID等單向、半雙工的通信技術(shù)，相對(duì)可以傳遞的信息量非常有限。隨后，各類WLAN（無線局域網(wǎng)）技術(shù)例如藍(lán)牙、ZigBee、WiFi等不斷發(fā)展，使得工廠設(shè)備的感知和監(jiān)測(cè)成為可能。但是，WLAN技術(shù)傳輸距離有限，難以做到長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)采集。為了解決傳輸距離的問題，LPWAN（低功耗廣域網(wǎng)）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其中，NB-IOT通過蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，可以支持每小區(qū)5萬個(gè)終端的連接能力，信號(hào)覆蓋范圍也更加廣泛，能夠應(yīng)用在智能電表、智能路燈、智能煙感、智慧水務(wù)等遠(yuǎn)距離物聯(lián)場(chǎng)景。但NB-IOT的傳輸帶寬僅有200KHz，峰值速率僅有250Kbps，且移動(dòng)性能較差，對(duì)于需要視頻語(yǔ)音實(shí)時(shí)交互、移動(dòng)范圍較大的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景如工廠自動(dòng)巡檢、無人運(yùn)輸、智能制造等則力有不逮。因此，無線通信技術(shù)發(fā)展至今，在傳輸距離、傳輸帶寬和速率方面達(dá)到了瓶頸，這在一定程度上制約了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。
5G提供大帶寬、低時(shí)延、高可靠、廣覆蓋的新型無線通信網(wǎng)絡(luò)，助力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)突破通信瓶頸。5G為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了更加高性能的新型無線通信網(wǎng)絡(luò)。5G網(wǎng)絡(luò)的性能較4G有大幅的提升，峰值速率是4G時(shí)代的20倍，達(dá)到20Gbps，可以支持海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。5G設(shè)備的連接密度是4G時(shí)代的10倍，達(dá)到每平方米10^6個(gè)，時(shí)延達(dá)到毫秒級(jí)，是4G時(shí)代的10%。因此，5G可以帶來大帶寬、低時(shí)延、高可靠、廣覆蓋的通信能力，使得設(shè)備的泛在互聯(lián)和海量數(shù)據(jù)的傳輸成為可能。
5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合拓寬應(yīng)用場(chǎng)景。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合可以大幅拓寬工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景，延伸出5G+超高清視頻、5G+AR/VR、5G+無人機(jī)、5G+云端機(jī)器人、5G+遠(yuǎn)程控制等需要大帶寬、低時(shí)延、廣覆蓋的應(yīng)用。這將豐富工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍，真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的泛在連接。因此，我們認(rèn)為5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新基建的重要組成部分，兩者的發(fā)展是相輔相成、互相促進(jìn)的。
AI和云計(jì)算助力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邁向智能化
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，云計(jì)算提供算力支撐。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用會(huì)盤活企業(yè)的存量數(shù)據(jù)，同時(shí)產(chǎn)生海量的增量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和計(jì)算需要更強(qiáng)大的算力支撐。云計(jì)算通過虛擬化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)底層IT資源的池化，即將過去獨(dú)立的服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備組成一個(gè)規(guī)模更為龐大的算力資源池，使得IT算力能夠像水和電一樣實(shí)現(xiàn)按需供給。因此，云計(jì)算技術(shù)能夠提供彈性、可擴(kuò)展、高性能的計(jì)算資源，可以滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)海量采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供算力支撐。
人工智能賦予工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘能力，AIoT助力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邁向智能化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)企業(yè)降本增效的賦能需要更智能的算法支撐。傳統(tǒng)的IoT（物聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)僅僅只具備感知能力，對(duì)于數(shù)據(jù)的分析也僅限于對(duì)設(shè)備狀態(tài)的感知、監(jiān)測(cè)、跟蹤，因此應(yīng)用領(lǐng)域較為有限，無法滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的場(chǎng)景應(yīng)用。而人工智能尤其是深度學(xué)習(xí)算法與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具有天然的融合性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以為人工智能算法的提升貢獻(xiàn)海量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，而人工智能算法又可以賦予工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更加深度的數(shù)據(jù)挖掘能力。
AI和IoT技術(shù)的融合，AIoT賦予了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從感知能力向認(rèn)知能力的升級(jí)，而云計(jì)算又為這種智能化升級(jí)提供了海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練所需的算力基礎(chǔ)。因此，云計(jì)算、AI和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合，也將產(chǎn)生許多新的應(yīng)用價(jià)值。例如，在設(shè)備層面可以結(jié)合AI算法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)、設(shè)備預(yù)測(cè)維護(hù)和產(chǎn)品自動(dòng)分揀。在企業(yè)層面可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輔助設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程的控制和優(yōu)化、生產(chǎn)流程的自動(dòng)監(jiān)控和實(shí)時(shí)決策。在產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同層面，可以實(shí)現(xiàn)集團(tuán)的輔助決策、供應(yīng)鏈的協(xié)同管理等。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是核心，有望成為新工業(yè)體系的操作系統(tǒng)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，平臺(tái)是核心。根據(jù)中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在2020年4月發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.0版本，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)共分為網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、安全三大功能體系。其中：1）網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)，主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)要素之間的數(shù)據(jù)傳輸、信息的相互理解以及要素的標(biāo)記、管理和定位。2）安全是保障。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打通企業(yè)內(nèi)外數(shù)據(jù)，帶來新的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，安全是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要保障。3）平臺(tái)是核心。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)向下可以對(duì)接海量工業(yè)產(chǎn)品裝備、業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，向上可以支撐工業(yè)APP的快速開發(fā)和部署，本身則是工業(yè)知識(shí)沉淀、復(fù)用和重構(gòu)的重要載體。因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系的核心。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)本質(zhì)是一個(gè)開放式的工業(yè)云平臺(tái)。根據(jù)中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)白皮書2017》，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的架構(gòu)主要包括邊緣層（含IaaS層）、平臺(tái)層（PaaS層）和應(yīng)用層（工業(yè)APP層）三個(gè)層級(jí)。邊緣層通過大范圍、深層次的數(shù)據(jù)采集，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。平臺(tái)層基于通用PaaS疊加大數(shù)據(jù)處理、工業(yè)數(shù)據(jù)分析、工業(yè)微服務(wù)等創(chuàng)新功能，構(gòu)建可擴(kuò)展的開放式云操作系統(tǒng)。應(yīng)用層基于PaaS層的微服務(wù)組件、AI大數(shù)據(jù)工具、工業(yè)機(jī)理模型，形成滿足不同行業(yè)、不同場(chǎng)景的工業(yè)APP，使得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)最終能夠面向企業(yè)的生產(chǎn)制造和協(xié)同管理場(chǎng)景，產(chǎn)生實(shí)際的價(jià)值。因此，我們認(rèn)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的本質(zhì)是一個(gè)開放式的工業(yè)云平臺(tái)。
對(duì)比PC互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)構(gòu)建了面向工業(yè)制造的端到端新基礎(chǔ)架構(gòu)，有望成為新工業(yè)體系的操作系統(tǒng)。我們認(rèn)為可以把工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與PC互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的IT基礎(chǔ)架構(gòu)做類比。
在交互和數(shù)據(jù)采集方面，從PC互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的鍵盤、鼠標(biāo)和顯示器，發(fā)展到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的手機(jī)觸摸屏，而在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上，信息交互主要依靠邊緣層的各類工業(yè)制造設(shè)備和數(shù)據(jù)采集傳感器。對(duì)比PC互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量帶來的價(jià)值，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)連接的海量數(shù)據(jù)將產(chǎn)生巨大的網(wǎng)絡(luò)價(jià)值。
在算力資源方面，PC互聯(lián)網(wǎng)主要依靠臺(tái)式電腦主機(jī)和私有化的服務(wù)器，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的算力支撐主要是手機(jī)端的芯片，以及云端的服務(wù)器。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)則是云平臺(tái)在工業(yè)體系中的落地，其算力支撐主要是依靠IaaS層的云基礎(chǔ)設(shè)施，如高性能的服務(wù)器集群等。
在操作系統(tǒng)方面，PC互聯(lián)網(wǎng)主要是Windows操作系統(tǒng)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代主要依靠Android和iOS系統(tǒng)，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的操作系統(tǒng)則是工業(yè)PaaS平臺(tái)。工業(yè)PaaS平臺(tái)可以提供工業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)建模分析、應(yīng)用組件開發(fā)和微服務(wù)組件庫(kù)的各類功能組件，為工業(yè)機(jī)理的沉淀和上層APP的開發(fā)提供了平臺(tái)支撐，具有核心價(jià)值。
在應(yīng)用軟件方面，PC互聯(lián)網(wǎng)基于Windows系統(tǒng)開發(fā)出辦公軟件Office系統(tǒng)，輔助設(shè)計(jì)軟件、娛樂信息軟件等等。而移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)則是在Android和iOS兩大生態(tài)體系中，孵化出了一系列殺手級(jí)的應(yīng)用軟件。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)同樣可以基于工業(yè)PaaS平臺(tái)，產(chǎn)生一系列面向各類工業(yè)制造場(chǎng)景、功能各異的工業(yè)APP。工業(yè)APP通過工業(yè)數(shù)據(jù)建模優(yōu)化，封裝了解決特定問題的流程、邏輯、數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)、算法、知識(shí)等工業(yè)技術(shù)，具有豐富的應(yīng)用價(jià)值。
因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)則構(gòu)建了一個(gè)面向工業(yè)制造的端到端的基礎(chǔ)新架構(gòu)，有望重構(gòu)企業(yè)生產(chǎn)制造的全過程，成為新工業(yè)體系的操作系統(tǒng)。
