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中外巨头抢滩工业互联网 五大阶段演进带来哪些变革

文章来源:21世纪经济报道   更新时间: 2017-11-07 08:05

    随着物联网、云计算、大数据等技术的成熟,中外各方巨头在工业互联网领域的竞逐早已拉开帷幕。工信部信软司副司长安筱鹏表示,工业互联网平台的演进将经历成本驱动导向、集成应用导向、能力交易导向、创新引领导向和生态构建导向五个阶段。

    国务院常务会议日前通过的《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》在工业互联网领域提出了一系列振奋人心的目标。

    在11月4日中国信息化百人会举办的第四届信息战略论坛上,工业互联网也成为各界热议的一个焦点。

    工信部信软司副司长安筱鹏在论坛上表示,工业互联网平台的演进将经历成本驱动导向、集成应用导向、能力交易导向、创新引领导向和生态构建导向五个阶段。与此对应的是,研发工具、核心业务系统、设备和产品、工业微服务和定制化工业APP、第三方主导的通用工业APP将依次向云端迁移。

    “每一个阶段都是在上一阶段功能上的叠加,而非简单的替代,工业互联网的发展有可能是并行的。”安筱鹏说。

    随着物联网、云计算、大数据等技术的成熟,中外各方巨头在工业互联网领域的竞逐早已拉开帷幕。

    从成本驱动到系统集成

    安筱鹏认为,降低成本是工业云平台起步阶段考虑的重要因素。在这一阶段,云计算通过资源池化、弹性供给、按需付费大幅度降低了企业成本,提高了研发效率。

    云平台通过IT硬件资源租用取代直接购买或自建,从购买软件授权转变为根据时间、人、次数来订阅云服务,可以大幅降低软硬件成本,工业云平台还能大大降低部署成本与运营成本。

    当前全球领先的研发软件厂商纷纷基于云端构建新一代的工具软件,这些云平台将进一步降低研发成本。在研发设计类工具上云的同时,不少企业正在推动核心业务系统上云,这使得企业的云端迁移从成本驱动导向迈入集成应用导向的第二阶段。

    中石油信息管理部副总经理刘顺春在论坛上介绍,该公司已搭建了涵盖投资、财务、人力资源、物资供应链等9条主线的统一集成平台,还建成应用物联网系统平台,累计实现10万多口油气水井、4700余座场站、180万台套设备的数字化管理。

    通过上述集成,中石油旗下长庆油田油气当量从2000万吨/年增加到5000万吨/年,其用工总量仍保持7万人不变;新疆油田、青海油田累计减少一线员工2117人,采油工人均管井数由1.9口增加到3.1口。

    安筱鹏表示,对企业信息化建设来说,从单项应用到综合集成面临着一个集成应用的困境。企业在信息化上的投入和收益并非线性的对应关系,只有在跨越过某一集成阶段之后,其收益才会呈现指数化的增长,而在此之前企业收益是低于投入的。

    关于实现集成的路径,安筱鹏认为有两条:其一是渐进的路径,即不改变现有的技术架构,不断地通过API接口实现不同业务系统之间的互联互通;其二则是工业云这一激进路径,即企业将业务系统迁移到云端,从而解决系统内部的互联互通问题。

    硬件上云催生能力交易

    一大批领军企业已开始打造设备和产品数据采集及云端迁移的解决方案。其中,国外巨头GE正在建设PredixMachine、西门子在构建MindConnectNano;国内航天云网的SmartIOT与树根互联的“根-云盒”也在快速建设中,这为工业数据的采集以及向云端的迁移提供了工具。

    安筱鹏指出,随着设备和产品向云端的迁移,工业互联网平台的演进将进入第三个阶段。

    “工业互联网平台首先要考虑的是,如何同工业的物理世界、具体的产品设备、具体的工业流程连接起来。”在三一集团高级副总裁、树根互联CEO贺东东看来,工业互联网平台最首要的能力即连接。

    根据树根互联向21世纪经济报道提供的数据,其所建设的工业互联网平台根云已接入工程机械、特种车辆、纺织机械、发电机组、农业机械、新能源装备、数控机床、烘干机、暖通装备、3D打印机、建材装备、港口机械、铸造生产、医疗器械及物流装备等各类高价值设备30万台以上,采集近万个参数,连接数千亿元资产。

    安筱鹏指出,未来并不是所有的数据都要传到云端,边缘计算与云计算相互作用将构建企业新的技术架构体系。

    贺东东也表示,很多场景中不可能把所有设备上传到云端,这既不经济又难以满足时延等要求,而是需要在边缘侧预留处理一定能力。然而,目前的工业设备在端侧的处理能力预留不够,大部分设备只有10k左右的空间,亟待大幅度提升。

    硬件设备的上云开始催生出制造能力的交易,并为工业带来一系列商业模式的变革。安筱鹏表示,互联网在经历信息交流与产品交易之后,正在进入能力交易的阶段。未来在互联网上不再仅是手机、衣服等产品的交易,还将出现研发设计、测试实验、生产制造等能力的交易。

    不过,生产能力的交易主要面临三大问题。其一是制造资源配置不均衡,例如国内机床的利用率只有40%,有大订单时设备又满足不了需要;其二是供需信息不充分,需要数控机床加工能力时不知道能力在哪里;其三是制造能力、加工能力不可计量,能力交易成本较高。

    数字化设备、业务系统、研发工具上云后,制造能力能够实现在线发布,制造资源可以弹性供给,供需信息能够实时对接,能力交易也可以精准计费,这为解决上述问题提供了可能。

    随着技术的突破,共享经济、服务型制造等新的商业模式在工业领域也应运而生。一大批企业已在探索这些新的商业模式,例如iSESOL平台将上万台i5机床接入云端,采用租赁方式,按使用时间、价值或按工件数量计费,一台机床开机一小时只需要收10元钱。这大大降低了企业的一次性成本,也提高了机床的使用效率。

    工业APP等重塑创新生态

    工业PaaS、工业微服务与定制化开发工业APP也将进入云端,这将重构工业知识新体系,并使工业互联网进入以创新引领为导向的第四阶段。

    安筱鹏表示,在这一阶段,制造业架构体系将发生革命性变革,形成工业互联网平台的四层架构:数据信息采集、IaaS层、工业PaaS和工业APP层。

    在工业PaaS层,微服务将把大量的工业技术原理、行业知识、基础工艺、模型工具规则化、软件化、模型化,并封装成为可重复使用的组件。而在工业APP层,面对特定的工业场景,通过调动底层的微服务,将推动工业技术、经验、知识和最佳实践的模型化、软件化与再封装。

    在安筱鹏看来,工业PaaS平台相当于一个可扩展的工业云操作系统,其功能类似微软的Windows系统、谷歌的安卓系统或者苹果的iOS系统,向下可实现各种软硬件资源的接入、控制和管理,向上则提供开发接口、存储计算和工业资源等支持。

    这样的架构会带来工业知识的沉淀、复用和重构。工业互联网平台将通过提高工业知识的复用水平,构造一个工业知识创造和传播的新体系。这将大大降低创新的成本和风险,提高研发效率,并将扭转以往的“二八规律”(即80%的精力用在重复劳动,20%用在创造),使80%的精力从事于创造,20%用在重复性劳动上。

    当前,GE、西门子等领军企业都在围绕“智能机器+云平台+工业APP”的功能架构,整合平台提供商、应用开发者、海量用户等生态资源,抢占工业大数据入口主导权、培育海量开发者、构建基于平台的制造业生态,不断巩固和强化制造业竞争优势。

    随着海量第三方开发者与通用工业APP的出现,工业互联网将进入到一个以生态构建为导向的新阶段。

    在此阶段,工业互联网平台的架构更加清晰:最底层为通用IaaS平台,其上为工业PaaS平台,再上层是工业APP层,各类装备企业、自动化企业、软件企业、通信企业、互联网企业、服务企业在这一平台上高度融合交互。

    安筱鹏表示,在这一阶段,开发主体将从平台运营者、平台客户转变为第三方应用开发者,开发内容也从原来有限、封闭、定制化的工业APP转变为海量、开放、通用性的工业APP。“随着工业APP与使用企业的不断集聚,这一阶段的工业互联网平台将形成一个工业APP应用与工业用户之间相互促进、双向迭代的生态体系。”

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