第一篇

工业互联网架构

第1章

工业互联网是IT/OT融合下的企业

新一代数字化整体架构

近年来，众多工业互联网平台在市场上如雨后春笋般不断涌现。据统计，目前全球工业互联网/物联网平台数量已经超过300多个，并且这一数量还在不断增加。在中国，近一两年内也涌现出了大批的工业互联网平台。如此之多的平台背后是宝贵的资源在企业信息化领域的大量投入。在中国市场，一个值得关注和不得不承认的现象是：尽管信息化在企业领域的应用水平关系到中国作为制造大国的竞争力，但与消费者领域的信息化应用相比，两者的从业企业无论是在营收规模还是资本认可和人才流向等方面，近10年来前者都处于劣势地位——用通俗的话讲就是，2B市场的认可度远低于2C市场。做一个简单的比较，将国内从事企业应用软件开发的老牌软件公司与以开发消费者应用为主的腾讯或者是阿里巴巴相比，根据笔者2017年的统计，前者的市值大约是后者的1%左右。正因为存在如此巨大的差距，因此在企业信息化领域里投资的每一分钱，在迈向“中国制造2025”的道路上都显得弥足珍贵，值得我们认真研究，力争使其发挥出最大的效益。

1.1　方兴未艾的工业互联网市场

当前，工业互联网平台不仅在中国市场的热度要高于国外市场，并且在软硬件企业的构成占比上也与国外市场有着明显的区别。如图1-1所示，参照Gartner在2018年对全球工业物联网平台的魔力象限图分析，在目前全球领先的11家工业物联网平台中，除了日立（Hitachi）之外，其他主要来自软件企业和与软件相关的咨询企业。工业物联网是工业互联网的核心，所以Gartner的分析报告其实也反映了全球工业互联网目前的市场格局。而根据2018年对中国工业互联网解决方案前100家提供商的一项分析，有27家在其产品和方案中冠以“平台”，其中22家是硬件企业，软件企业只有5家。显然，中国的工业互联网平台提供商以硬件企业特别是制造业为主，这也反映了中国制造企业迫切希望转型的心态。

图1-1　中国的工业互联网市场上的“平台提供商”主要来自硬件企业

工业互联网的概念源于美国通用电气提升其高端工业产品附加价值，进而对服务进行业务转型的尝试。作为一家老牌的工业企业，通用电气对自己提出的工业互联网的出发点和目标有着自己独到的认识，但也存在着一些局限性。

首先，工业互联网的出发点是在通用电气多年完善的企业信息化应用基础上，应用最新的数字化技术的提升。通用电气在对工业互联网的描绘中所强调的技术大都与设备和设备数据相关，包括物联网技术、智能设备、大数据和分析技术，并没有扩展到整个企业的全局信息化应用。但实际上，离开了整个企业的全局信息化应用，通用电气所描绘的工业互联网的功能也只能是“空中楼阁”。可以试想，当监测和分析到若干台发动机可能会发生类似故障之后，接下来如何应对和彻底排除故障隐情——是对这一批发动机进行修理、更换还是召回，是否能够从配送中心获得修理所需的配件，是否追溯到制造环节进行排查，是否修改制造工艺，是否调整生产计划，是否通知供应商冻结相关零件的生产？……工业大数据的分析只是提出了一个对工业大数据进行洞察的结果，而后续一连串的问题才是真正从中获取价值的关键。然而在通用电气的工业互联网架构中，这些关键的问题都丢给了后面的商业应用（见图1-2）。显然，这种边界划分与通用电气偏硬件的基因有关。对后续商业应用软件描述的缺失也为通用电气后来遇到的困境埋下了伏笔。但实事求是地说，工业互联网理论的提出确实为企业信息化发展开拓了一个新的方向，推动了从事企业信息化的IT企业向硬件方向的扩展。这两股力量的融合和市场的接受程度决定了工业互联网的未来架构。

图1-2　在通用电气提出的工业互联网架构中，应用系统实际上是被排除在工业互联网云平台之外

其次，通用电气在给工业互联网设定的目标中特别强调“1%的力量”。这是一种“百尺竿头，更进一步”的提升。尽管“1%”看似很小，但如果能将这“1%”应用到整个行业，则会带来相当可观的收益（见图1-3），在通用电气的角度来看十分难得。显然，“1%”的实现是通用电气穷尽各种管理手段和技术手段之后的创新之举，需要很多前提条件，绝不是一个入门级技术。与同一时期出现的德国工业4.0相比，工业互联网的理论没有很好地回答它的阶段性问题。德国工业4.0报告提出了从工业1.0到2.0、3.0和4.0的阶段划分，并在后续报告中对3.0到4.0的成熟度做了进一步的细化。而通用电气提出的工业互联网理论在企业发展的整体阶段划分方面的缺失，使得其技术路线缺少延续性。在实际工作中，笔者经常被客户问到类似问题：“我们已经在信息化上做了大量的投资，也已经涉足大数据的分析应用领域。是否需要接入一个工业互联网平台，把已经做好的大数据分析都迁移过去？如何评估这个项目的投入产出？”

图1-3　通用电气对工业互联网的“1%”的行业提升的价值预估

在工业互联网的概念得到广泛传播的过程中，市场也逐渐对它的内涵进行了更多的扩展和演绎，并赋予了新的含义。特别是对于中国这样一个尚未完全实现工业化的制造大国，有很多现实的问题和困难，需要借工业互联网的热潮来推动工业化进程。这些问题和困难主要表现在以下三个方面。

首先是信息化建设水平在不同企业之间参差不齐，甚至于在同一个集团企业里，信息化水平的差异也很大。这一现状影响了企业建设工业互联网的路线图，常常需要“两步合一步走”，以加快建设步伐。因此，扩大工业互联网的内涵，并将其上升到“工业全要素链接枢纽”的地位，有其现实意义。

其次，与B2C和C2C领域相比，在国内从事企业信息化的高质量的专业公司规模相对较小，数量不多，缺少一批提供专业软件和服务的B2B领域大型企业。因此，将工业互联网打造成一个“一站式解决方案”并在企业中进行推广，有其市场价值。正如本文开头所说，如果将阿里定位为B2C公司，用友定位为B2B公司，前者的市值是后者的100倍。而从全球范围来看，最大个人应用软件公司微软的市值和最大企业应用软件公司SAP的市值，前者是后者的5倍。这中间20倍的差别足以说明我们在这方面的差距。

同样，由于人才的流动性，与B2C和C2C领域相比，国内从事企业信息化的人才无论在企业还是在社会上都相对匮乏，近10年来事实上已经形成了一个“断档”，影响了企业进行整体规划、分布实施的决策，而更多地偏向小步快跑的模式，即先进行一些低风险、小规模交付。但是，平房再怎么叠加，也不能变成一幢高楼。工业互联网的建设不会仅仅停留在对几台机床、几台设备所采集数据进行优化，而必然是一场对企业信息化架构和相应业务流程的重构。

综上所述，在通用电气所提出的工业互联网概念的基础上，对其外延进行适当扩张，打造既有先进性又有落地性的风险可控的工程化方案，帮助企业尽快获得收益，有其现实意义。