2018年中国工业互联网行业现状及工业互联网与企业上云之间关第分析【图】

    一、工业互联网行业现状

    工业互联网是以互联网为代表的新一代信息技术与工业系统深度融合形成的新领域、新平台和新模式，是发展智能制造的关键基础设施。与传统意义上的互联网不同，工业互联网链接的是人、数据和机器，是工业系统与高级计算、分析、传感技术及互联网的高度融合。

    工业互联网的发展经历了云平台、大数据、物联网等多个阶段。到目前为止，全球各主要经济体在工业4.0、智能制造等环节的创新和研究纷纷集中于工业互联网、工业物联网、工业大数据等平台级项目上。、全球工业互联网平台数量超过150个，预计2021年工业互联网平台市场规模将达到16.44亿美元。
根据工信部《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》，我国将工业互联网的发展概括为三大体系，即：网络、平台和安全。其中网络是基础，平台是核心，安全是保障。

工业互联网三大体系

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    相关报告：智研咨询网发布的《2018-2024年中国互联网市场深度评估及未来发展趋势报告》

    工业互联网的网络体系形成了工业智能化的“血液循环系统”。从企业内网层面，实现统一接口，打通信息孤岛、数据烟囱，为更广泛的互联互通和智能制造的深入发展打下良好基础。从企业外网层面，工业互联网的推进有助于扩大互联网骨干网覆盖范围，为实现产业链各环节的泛在互联与数据顺畅流通提供保障。由于大部分网络体系参与者均为通信领域相关企业，此处暂不赘述。

    1、工业互联网的核心是平台层

    工业互联网三大体系中，平台层最为重要。工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的载体。

    工业互联网平台担负着联通企业内外部数据，打通信息化与生产部门的重任。从逻辑层级上，工业互联网平台包含接入层、基础层、平台层、应用层。其中接入层和基础层承担着终端联通、网络基础设施的作用；平台层提供数据汇总、清洗、分析等基础职能，利用大数据、人工智能等算法，构建结合OT的知识库，支持生产运行决策，并以可视化方式最终呈现，同时支撑各类个性化应用的开发；应用层则针对企业的个性化需求开发，与企业的经营管理深度绑定。

    工信部信软司组织相关单位编写了《工业互联网平台白皮书》，并于2017年11月发布，其中给出了工业互联网平台的体系架构。从构成来看，工业互联网平台包含三大要素：数据采集（边缘层）、工业PaaS（平台层）和工业APP（应用层）。

工业互联网平台逻辑结构

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    具体可以通过四个层级的主要任务来解读：

    1、 数据采集（边缘层）是基础。就是要构建一个精准、实时、高效的数据采集体系，把数据采集上来，通过协议转换和边缘计算，一部分在边缘侧进行处理并直接返回到机器设备，一部分传到云端进行综合利用分析，进一步优化形成决策。

    2、 工业PaaS（平台层）是核心。就是要构建一个可扩展的操作系统，为工业APP应用开发提供一个基础平台。

    3、 工业APP（应用层）是关键。就是要形成满足不同行业、不同场景的应用服务，并以工业APP的形式呈现出来。

    4、 IaaS是支撑。它是通过虚拟化技术将计算、存储、网络等资源池化，向用户提供可计量、弹性化的资源服务

    在工业互联网IaaS、PaaS、SaaS三个层级中，发展程度呈现明显差异。IaaS发展成熟度较高、技术创新迭代迅速，存在一定垄断性，亚马逊AWS、微软Azure、阿里云、腾讯云、华为云等占据了全球主要市场，在此基础上还有西门子、GE等底层通用型平台。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，尚处于萌芽阶段。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。

    由于一般企业现有各类工业软件格式大多不统一，当前工业互联网平台层的主要任务仍然是整合现有生产端的MES、ERP乃至CPS等实时数据（边缘层采集），统一汇总分析（平台层的可扩展的操作系统），提供实时监控、生产管理、能效监控、物流管理等多种生产运行管理的核心功能（百万工业APP应用），实现整体产业链工业化、信息化融合。。

    2、数字化模型是工业互联网PaaS层的核心

    对于工业互联网而言，工业互联网平台是核心，而对于工业互联网平台而言，工业PaaS（平台层）是核心。从架构来看，工业PaaS中包含很多内容。其中最核心的是基于微服务架构的数字化模型。

    这个数字化模型是将大量工业技术原理、行业知识、基础工艺、模型工具等规则化、软件化、模块化，并封装为可重复使用的组件。可以简单的理解为，封装了大量工业技术原理、行业知识、基础模型的知识库，作为连接企业IT和OT的核心，以代码和信息技术的形式将行业理解和一线生产的经验固化下来，成功解决了制造企业内信息化与生产分离的情况，使得工业互联网平台成为整个工厂端或工业生产端的控制大脑。

    有了边缘侧和网络层收集来的数据，加之以PaaS层的数字化模型，可以将工业互联网理解为“数据+模型”的服务，这也是信息技术与制造技术融合创造价值的内在逻辑。

工业互联网平台本质上使用数据+模型为工业企业提供服务

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    从实践上来看，当把来自于机器设备、业务系统、产品模型、生产过程以及运行环境中大量数据汇聚到工业PaaS平台上，并将技术、知识、经验和方法以数字化模型的形式也沉淀到平台上以后，只需通过调用各种数字化模型与不同数据进行组合、分析、挖掘、展现，就可以快速、高效、灵活的开发出各类工业APP，提供全生命周期管理、协同研发设计、生产设备优化、产品质量检测、企业运营决策、设备预测性维护等多种多样的服务。

    3、工业互联网的安全保障越来越重要

    在工业互联网发展的同时，安全保障将成为越来越重要的环节。根据工信部对《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》的解读，工业互联网安全问题从实施角度可分为网络安全、数据安全、应用安全和云安全等几个部分。

智能制造+互联网面临的安全风险和挑战

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    1、 网络安全。即为传统的安全厂商所熟悉的工控防火墙、身份认证和识别、IDS/IPS等基础服务。

    2、 数据安全。是指工厂内部生产管理数据、生产操作数据以及工厂外部数据等各类数据的安全问题，将直接关联到工厂的生产运行状态。不管数据是通过大数据平台存储、还是分布在用户、生产终端、设计服务器等多种设备上，海量数据都将面临数据丢失、泄露、篡改等安全威胁，这一部分对于大部分安全厂商尚属新的领域，除数据防泄漏外，对数据安全的保护也将成为未来安全厂商在数字制造过程中需要不断解决的新问题。

    3、 应用安全。指支撑工业互联网业务运行的应用软件及平台的安全，各类工业互联网平台及上云的应用，与常见商用软件的类似，将持续面临病毒、木马、漏洞等传统安全挑战。

    4、 云安全。一方面为公有云厂商防入侵、流量清洗等设施安全，另一方面为公有云与企业搭建的混合云架构相关联的安全审计与管理。

    平台体系和安全体系坚持同步规划、同步建设、同步运行，对于安全厂商而言，工业互联网的建设带来了海量的新兴的安全需求。由于越来越多的生产和决策依托于网络与数据，提升安全防护能力将成为制造企业下一步升级改造的重点。提升安全防护能力、建立数据安全保护体系等一系列结合工业互联网的需求为安全厂商带来了广泛的市场空间。标识解析系统安全、工业互联网平台安全、工业控制系统安全、工业大数据安全等相关的核心技术，以及攻击防护、漏洞挖掘、入侵发现、态势感知、安全审计、可信芯片等安全产品的研发，新的安全需求将带动安全行业中长期发展，为安全厂商的持续增长打下需求基础。

    二、工业互联网与企业上云有什么关系

    1、工业云属于广义上的工业互联网

    从制造业企业视角来看，工业互联网是新一代信息技术在工厂实际生产中的高阶应用，除网络、平台、安全三大体系外，各类涉及制造业企业的数字化、智能化转型的技术和应用都可以视作工业互联网的范畴。工业互联网所覆盖的产业体系非常广阔。

    其中按照大类可以大致分为工业体系和ICT体系，涉及的重点板块包含工业装备、网络设备、云计算、工业软件、工业云、工业互联网平台等。由于工业云在工业企业上云的实际操作中与工业互联网平台的建设互为促进，可以认为工业云服务也属于广义上的工业互联网

    2、工业互联网和企业上云相互促进

    工业互联网和企业上云在实际操作过程中起到了互相促进的作用。一方面，工业互联网的发展带动大量小企业采购SaaS类和APP服务；另一方面，工业云的发展反过来协助企业逐步向平台化的工业互联网演进。

    2.1. 工业互联网释放云计算巨大能量

    未来工业互联网平台的发展，随着PaaS市场体系的逐步建立，平台将逐步完成传统服务与流程的云迁移，ESP、OA、MES、协同软件等完成云化，工业软件的推进将由线下实施向线上账号销售转变，传统工业软件的云迁移有望成为工业企业IT竞争的主战场。此外，支撑企业内部个性化需求的各类APP和SaaS服务也将对通用型的管理、制造软件形成有效补充，能够最大限度实现对通用软件的模块化购买和个性化开发，降低IT实施和运维成本，提升IT与OT在业务领域的融合。
工信部《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》还提出推动百万企业上云和培育百万工业APP两个量化指标。鼓励工业互联网平台在产业集聚区落地，推动地方政府通过财税支持、政府购买服务等方式，鼓励中小企业业务系统向云端迁移，实现大企业建平台和中小企业用平台双向迭代，互促共进。支持软件企业、工业企业、科研院所等开展合作，在重点行业领域着力培育100万左右面向特定应用场景的工业APP，推进工艺经验的程序化、工业知识的显性化和工业智能的云计算化，壮大工业互联网平台产业。

    2.2. 从工业云走向工业互联网

    工信部在2017年3月发布《云计算发展三年行动计划（2017-2019年）》，作为与工业互联网互相带动的举措，工业云的发展将成为未来三年的重要应用促进行动之一。该计划明确表示，贯彻落实《关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》，将深入推进工业云应用试点示范工作。以各地政府组织牵头，依靠拥有先进技术实力的云计算企业，构建制造业在内的工业云，从而推动实体经济发展成为最终落脚点。

    从工业云的视角解读，从研发设计类工具上云，到核心业务系统上云，逐步进化到设备和产品上云，以能力交易为导向，实现跨企业的制造资源优化配置，这一步即完成了狭义上的工业互联网平台的建设。随后企业在平台上沉淀应用，开放生态，最终实现工业互联网生态体系的搭建。由此，工业互联网平台可以理解为在传统工业云平台软件工具共享、业务系统集成的基础上，叠加了制造能力开放、知识经验复用和开发者集聚的功能，大幅提升工业知识生产、传播和利用的效率，是一个不断演进的过程。

从工业软件上云到工业互联网的五个阶段

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    除中央政府意外，各地方政府纷纷推出针对工业企业上云的补贴。比如，广东省经信委于去年12月发布《关于再次征求深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网实施方案》、《关于支持企业“上云用云”加快发展工业互联网的若干扶持政策》，提出打造20个工业互联网平台、推动20万企业上云、培育3万个APP、打造50个示范项目等。除广东外，上海、江苏、浙江、重庆等多地政府出台针对企业上云的具体政策，联合各地财政、发改委、网信办等委办局，对企业上云、网络通信、IT服务等相关产业落实全方位的补助。

    无论从政策角度，还是从制造业企业需求角度，促进各类信息系统向云平台迁移，丰富专业云服务内容，推进云计算在制造业细分行业的应用，都将成为提高行业发展水平和管理水平的重要举措。可见企业上云和工业互联网平台的建设，不但在物理结构上互相支持，使更多的设备接入，促进网络基础设施建设，也将在逻辑层面上相互促进，促使云计算和工业互联网共同快速发展。