国内外工业互联网平台对比研究

肖琳琳

国家工业信息安全发展研究中心 北京 100040

引言

以物联网、云计算、大数据、人工智能为代表的新一代信息通信技术与传统产业的融合发展，促进了全球制造业从数字化阶段向网络化阶段加速迈进。以GE、西门子等龙头企业为核心，美国、德国等发达国家相继推出了工业互联网平台。工业互联网平台虽发展时间不长，但极有可能重塑未来制造业竞争的新格局[1]。我国超大规模的市场需求、完备的工业体系、创新引领的互联网生态、庞大的专业人才队伍是发展工业互联网平台的基础和优势。我国要抢抓全球工业互联网平台规模化扩张的战略窗口期，以开放价值生态替代封闭工业技术生态，弱化发达国家工业技术领先优势，实现换道超车。

1 全球工业互联网平台发展现状和趋势

1.1 IaaS、PaaS、SaaS发展现状

工业互联网平台呈现IaaS寡头垄断，PaaS以专业性为基础拓展通用性，SaaS专注专业纵深发展态势。

IaaS、PaaS、SaaS建设成熟度不一致，IaaS发展成熟度较高、技术创新迭代迅速，亚马逊AWS、微软Azure、阿里云、腾讯云等占据了全球主要市场，IaaS

主流服务商集中在中美两国。当前多数工业PaaS在工业know-how和专业技术方面积淀不足，受消费互联网横向整合大获成功的影响，忽视制造与消费领域之间专业性的巨大差异，容易导致战略方向和发展路径的误判，工业PaaS开发建设应在专业性基础上向提供通用能力方向发展。SaaS发展受PaaS赋能不足的约束，潜力尚未发挥出来，均处于萌芽阶段。SaaS正逐步深入制造业细分行业领域，中小型企业的SaaS应用需求最迫切、服务量最大、价值创造最直接。

1.2 PaaS的价值

被誉为工业互联网平台操作系统的PaaS正逐渐成为平台发展的聚焦点和关键突破口，商业价值仍处于探索阶段。

一方面，工业互联网平台架构IaaS和PaaS逐渐趋于松耦合，互相影响渐弱[2]。另一方面，PaaS是SaaS的赋能平台，只有PaaS成熟度和能力大幅提升，SaaS才有繁荣的可能。目前，工业PaaS建设处于起步阶段，需要制造业和ICT行业在技术、管理、商业模式等方面深度融合。一是PaaS平台既需要特定领域制造技术的深厚积累，还需要把行业知识经验通过ICT技术转化为数字化的通用制造技术规则。GE Predix平台的技术和成本两道门槛限制了平台用户和开发者数量，可用性、易用性成为平台急需解决的共性问题。二是PaaS市场体系尚未建立，平台主要完成传统服务与流程的云迁移，主营业务仍为线下解决方案，从传统渠道转移的固有用户占九成以上。三是商业模式不清晰，平台大多处于投入期，交易成本高，交易标准化、安全保障、用户信用体系等方面的探索尚未展开或刚刚起步。例如，Predix应用成本过高，GE正调整其业务架构，平台商业前景不明；MindSphere主要为西门子客户提供服务，开放性问题尚未解决；树根互联主要依靠后服务市场盈利，平台核心服务推进相对缓慢。

1.3 企业的PaaS建设

信息化水平高的制造业龙头企业同时具备制造技术、管理技术和信息技术应用等方面的知识和经验，是PaaS建设的主力军。

一方面，GE、西门子等信息化水平高的龙头制造企业设备数字化率、联网率具有领先优势，具备更多设备接入基础。另一方面，龙头制造企业具备深厚的工业积淀，在研发设计、生产工艺、过程优化等工业领域专业背景深厚，能够为工业PaaS服务能力开发提供更多规则化、软件化的行业知识经验。

1.4 关键技术的开拓者

领先的ICT和互联网企业是工业PaaS的共性关键使能技术的开拓者。

ICT企业掌握的共性关键使能技术能够解决制造技术软件化、平台化的关键问题，提高平台专业纵深能力和横向资源整合能力。例如，PTC等提供数据采集、平台使能等相关软件，华为等提供设备网络能力，互联网企业和电信运营商提供大数据处理能力[3]。互联网企业在平台的管理和商业模式方面具备更多经验优势，亚马逊、阿里、腾讯在消费互联网平台的运营、市场等方面都已形成较为成熟的模式，可为平台管理运营和商业模式提供更多经验。中国互联网企业异军突起，基于中国互联网生态优势可能会成为工业PaaS的另一支主力军。

1.5 开放共享的价值网络

工业互联网平台以基于数据的能力合作为纽带，打造开放共享的价值网络。

工业互联网平台是以数据为驱动、制造能力为核心的专业服务平台。一是数据是平台的核心要素，基于数据能力合作是平台业务发展和模式创新的动力源。全球主要的工业互联网平台都在积极争夺数据资源和争取数据能力合作，如GE收购了Bit Stew Systems和Wise.io，PTC收购了Coldlight[4]。二是打造开放共享的价值网络是工业互联网平台发展的基础，目前还没有一家公司能够独立提供工业互联网平台“云基础设施+终端连接+数据分析+应用服务”等端到端的解决方案，构建合作伙伴关系和生态系统是平台发展主要途径。GE、西门子、施耐德、航天云网等公司通过与平台商、组件商、集成商合作以弥补差距，为客户提供更强大的服务。三是从以平台功能和产品为中心逐步向以共创价值为中心转变。随着平台逐步具备自动量化服务价值的能力，平台将围绕市场需求实现从销售产品或服务到销售可量化结果的转变，带动服务定价方式、金融工具、风险防控机制发生变化，重新定义竞争格局和产业结构。

2 中美德工业互联网平台对比分析

2.1 各国之间的差距

中国与美德在工业基础和工业know-how方面差距显著。

德国工业积淀深厚，在产品研发、装备和自动化系统、工业控制和工艺流程等领域拥有全球知名的老牌工业企业和隐形冠军中小企业。美国工业知识经验软件化、平台化能力处于全球领先地位，拥有IBM、微软、甲骨文等全球软件服务寡头。中国工业化发展历程短，制造技术与管理知识经验积淀不够，工业企业两化融合发展水平参差不齐；但是，完整的产业体系带来了巨大的应用需求和发展潜力，为平台培育和壮大提供了土壤。

2.2 中国现状

中国工业数据采集和分析能力不足。一是中国在设备数字化、网络化方面与美德差距较大，中国两化融合服务联盟根据70000多家工业企业数据统计，2016年我国企业设备数字化率为44.8%、数字化设备联网率为39%，尤其是中小企业基础薄弱，设备改造和数据采集难度较大。二是发达国家工业设备产品在全球市场占据主导地位，GE、西门子等龙头企业依托自身产品可采集跨区域、跨行业、跨领域的海量数据。三是美国、德国具有大量资深和初创的数据分析企业，通过合作能帮助平台快速提升能力。不过中国市场巨大，一旦解决数据采集等基础环节问题，网络效应必然带来后发优势。

2.3 各国特长

中美德在信息基础设施及ICT技术能力方面各有所长。中美在信息基础设施方面相对较强。NB-IoT领域，中国今年将建成全球最大的NB-IoT网络，能有效支撑工业互联网平台建设、促进海量终端接入、拓展应用场景[5]。IaaS领域，美国亚马逊、微软、IBM等在技术、产品和市场规模方面遥遥领先，中国的阿里和腾讯综合实力位于全球前10名。PaaS领域，美国PaaS平台底层技术具有绝对优势，全球各国工业互联网平台PaaS核心架构几乎均采用美国的Cloud Foundry和Docker等开源技术，美德具备将核心经验知识固化封装为模块化的微服务组件和工具开发能力，但中国工业PaaS刚刚起步，处于探索阶段。

2.4 中国发展趋势

中国工业互联网平台具有全球最旺盛的市场需求和最完备的互联网生态。一方面，美德将大型企业作为平台主要用户群体，而中国将工业互联网平台作为大中小企业融通发展的新载体，通过平台技术模块化和知识经验软件化，将大企业成熟有效的技术、管理、应用等方面的知识经验，快速向中小企业复制推广，降低技术门槛和应用成本，带动其转型升级。另一方面，美国在互联网应用市场规模弱于中国，尚无覆盖全社会的互联网生态体系。德国在互联网平台实践和能力各方面仍处于适应期。中国互联网发展理念、商业模式、应用实践都较成熟，基本形成覆盖了全员、全社会的互联网生态，具备推进工业互联网平台、抢抓工业发展“换道超车”机遇的独特优势。

3 我国推进工业互联网平台发展的建议

3.1 打好坚实基础

实施制造业设备设施上网工程，为工业互联网平台奠定终端数据连接的坚实基础。

全面引导和帮助企业加速提升设备设施自动化、数字化、网络化水平，消除我国终端连接不足的瓶颈。一是对于不具备入网能力的工业设备设施，通过加装传感器等方式实现设备入网和数据联接；二是对于具备入网能力的工业设备设施，解决数据接口开放、兼容和共享等问题；三是探索制定工业设备设施入网管理规范，将工业设备设施入网作为国内外设备进入市场的准入条件。

3.2 工业PaaS建设

开展工业PaaS建设试点，集中力量突破工业know-how、数据技术、平台架构等关键技术，营造工业PaaS良性市场生态。

推动信息化水平高的制造业龙头企业、具备关键使能技术的ICT领军企业以及深谙平台架构的互联网龙头企业组成联合攻关团队，发挥各自优势能力，形成聚合效应、叠加效应和倍增效应。充分调动市场资源，为工业PaaS试点的测试、应用和成长壮大提供支持，促进核心关键技术和市场生态环境相互促进和螺旋上升。

3.3 营造SaaS自主发展环境

推动“制造业+互联网+金融”的融通发展，为SaaS自主蓬勃发展营造良好环境。

开展“制造业+互联网+金融”发展试点，挖掘工业互联网平台发展的关键要素和基本规则。“制造业+互联网”能较好地解决信息不对称的问题，但信用体系不健全，资源和能力的在线交易仍然难以达成。金融手段创新为在线、便捷、高效服务交易的达成提供信用担保，在参与主体之间建立可靠的信用共享新机制，实现资源按需动态配置，为SaaS的繁荣奠定坚实基础。

3.4 人才队伍建设

全面、深入推动“双创”，打破传统工业体制机制约束，激发人才的创新活力、动力和潜能。

企业亟需通过建立“双创”机制，重构人与人、人与组织之间的关系，将关键人才进行动态、多层次有效利用，形成新的人才价值网络。通过管理体制和技术的互动创新，一方面，打破僵化人才使用机制，把稀缺人才从现有组织中释放出来，充分激发和释放高等院校、科研院所、企业、个人等社会各界专业人才活力、动力和潜能；另一方面，建立灵活、高效的组织模式，创新激励机制，不求所有、但求所用，形成跨职能、跨组织、跨岗位的人才动态流动机制，支持相关参与企业建立多层次完备专业人才团队。

3.5 注重平台安全

重视工业互联网平台信息安全，保障工业互联网平台健康发展。

一是完善相关政策法规和行业监管制度，研究制定工业互联网平台信息安全整体方案，建立平台风险通报、检查评估、安全审查等工作机制，构建国家重大工业互联网平台安全事件应急指挥体系，制定分级分类平台安全应急处置预案。二是围绕设备、网络、平台、数据等重点领域，建设态势感知、仿真测试、攻防演练平台，开展技术产品和解决方案检验测试、风险评估、认定验证，提升工业互联网平台技术保障能力。

4 结论

工业互联网平台给制造业的发展提供了全新的理念和模式。目前，各国工业互联网平台建设均处于起步阶段，中美德工业互联网平台在发展中各具优势和特点，中美IaaS基础设施能力较强，正从互联网行业向其他行业扩张；美德工业know-how和设备数字化基础优于中国；中国的互联网生态基础最好，SaaS应用潜力最大。本文通过对比分析中美德各国主流工业互联网平台的现状、趋势和问题，提出了推进工业互联网平台的建议和策略，为各级政府制定相关政策，为产业界深入探索工业互联网平台发展新模式提供借鉴。

[1] 李广乾.工业互联网平台,制造业下一个主攻方向[J].中国信息化,2016(12):11-14

[2] 陈海明,海龙,李勐,等.物联网服务中间件:挑战与研究进展[J].计算机学报,2017(8):1725-1749

[3] 王熙.竞合并存、优势各显物联网平台之争进入关键期[J].通信世界,2017(8):34

[4] 姚冬琴.第四次工业革命来袭呼唤中国的“工业安卓”[J].中国经济周刊,2017(2):17-25

[5] 舒文琼. “端-管-云”全方面发力中国移动今年底全国商用NB-IoT [J].通信世界,2017(7):37