當前，全球工業互聯網正加速深化發展，工業互聯網平臺作為工業互聯網實施落地與生態構建的關鍵載體，正成為全球主要國家和產業界布局的關鍵方向。以GE、西門子為代表的跨國巨頭構建的工業互聯網平臺日趨成熟，并加速在全球范圍推廣。

全球正處在產業生態構建的關鍵窗口期，打造符合中國特色的工業互聯網平臺時間緊迫、任務艱巨、使命偉大。2018年政府工作報告強調，“加快制造強國建設。推動集成電路、第五代移動通信、飛機發動機、新能源汽車、新材料等產業發展，實施重大短板裝備專項工程，發展工業互聯網平臺，創建中國制造2025示范區”，這對工業互聯網平臺的發展提出了新的更高的要求。

本質、特征和架構

伴隨著新一代信息通信技術和制造業的融合發展，以平臺為核心的產業競爭正從ICT產業向制造業拓展。移動互聯網時代，以蘋果iOS、谷歌Android等為代表的移動操作系統主導了全球ICT產業的發展。

當前，以GE Predix、西門子MindSphere為代表的工業互聯網平臺正成為全球制造業領軍企業的必爭之地。無論是iOS、Android，還是Predix、MindSphere，其實質均是基于操作系統整合各方資源、構建產業生態、鞏固企業壟斷地位。

(一)工業互聯網平臺的本質：基于云的開放式物聯網操作系統

首先，從技術角度看，工業互聯網平臺本質上是工業物聯網平臺。GE、西門子推出Predix、MindSphere其實是順應萬物互聯發展趨勢，將設備管理和工廠運營作為發力方向，打造設備互聯、數據驅動、平臺支撐、服務增值的新制造體系。西門子將MindSphere定位為基于云的開放式物聯網操作系統，GE主導的工業互聯網聯盟(IIC)2017年1月發布《工業物聯網參考架構V1.8》，開始強調“工業物聯網”這一概念。

其次，從發展階段看，工業互聯網平臺是工業云平臺2.0階段，上云對象從軟件上云拓展到設備上云。傳統工業云平臺強調CAD/CAE、PDM等研發設計類工具和ERP、CRM、SCM等核心業務系統上云，工業互聯網平臺強調生產制造全流程上云、設備上云，比如，Predix推動航空發動機、燃氣輪機、醫療設備上云，MindSphere推動工廠運營上云。

第三，從平臺屬性看，工業互聯網平臺是工業操作系統。Predix、MindSphere向下為連接各類設備提供統一的接口，實現不同設備之間的互聯互通，向上為各種各樣的應用軟件提供良好的開發、運營環境，旨在通過整合“解決方案提供商+應用開發者+用戶”生態資源，搶占工業大數據入口主導權、培育海量開發者，構建基于工業互聯網平臺的制造業生態，不斷鞏固和強化制造業壟斷地位。

(二)工業互聯網平臺的特征：網絡效應、馬太效應和替代效應

工業互聯網平臺作為新型工業基礎設施，決定著未來10-15年全球制造業競爭格局，具有高壟斷性、高成長性和高替代性三大典型特征。

第一，網絡效應。工業互聯網平臺連接的人、機、物的數量遠遠大于消費互聯網平臺連接的人的數量，PTC預測，到2020年IOT設備接入量將達到500億，根據梅德卡夫定律，其帶來的價值也將遠遠超過消費互聯網平臺，甚至可以說工業互聯網平臺“富可敵國”。

第二，馬太效應。工業互聯網平臺上的工業APP和用戶達到一定規模時，會形成一個雙向迭代、互促共進的雙邊市場，平臺將會在很短的時間內獲得爆發式增長，形成贏者通吃的競爭局面。誰在工業互聯網平臺上先行一步，誰將擁有引領發展的主導權。

第三，替代效應。工業互聯網平臺能夠極大地降低企業信息化部署的成本和難度，這將可能徹底改變兩化融合的實現路徑，平臺可讓企業以“快進鍵”一鍵進入綜合集成階段，無論是處于工業1.0還是2.0、3.0的企業，都將主動或被動地進入到工業互聯網平臺的“快車道”。

(三)工業互聯網平臺的架構：邊緣層、IaaS、工業PaaS、工業APP

通過分析Predix、MindSphere的平臺架構，工業互聯網平臺包括數據采集層、IaaS平臺、工業PaaS平臺、工業SaaS平臺。第一，邊緣層是前提。通過協議轉換、邊緣計算等構建精準、實時、高效的數據采集體系，本質上是實現物理空間隱性數據在賽博空間的顯性化。GE推出部署在現場傳感器、控制器和網關的據采集轉換模塊Predix Machine，西門子推出即插即用的數據接入網關NanoBox，支持多源設備的數據采集以及云端匯聚。第二，IaaS平臺是基礎。IaaS平臺主要是要支撐海量工業數據的存儲、計算，Predix、MindSphere的IaaS平臺均采用亞馬遜AWS和微軟Azure。第三，工業PaaS是核心。

工業PaaS平臺是平臺技術能力的集中體現，也是當前工業互聯網平臺競爭的焦點。Predix、MindSphere依托通用PaaS平臺構建的工業PaaS平臺本質是一個微服務組件池，面向應用服務開放API，支持開發者以“搭積木”的形式進行調用。第四，工業APP是關鍵。表現為通過對微服務組件的調用和封裝，開發出面向特定行業、特定場景的工業APP。目前，Predix、MindSpher應用商店中分別匯集了160和50多個工業APP。

主要問題

我國工業互聯網平臺雖然發展較快，涌現出一批平臺產品和行業應用，但總體來看建設起步相對較晚、產業基礎還有待夯實，與國際領先企業的平臺相比、與建設制造強國的要求還有一定差距，主要表現在：

從平臺建設主體看，缺乏綜合實力較強的龍頭企業。工業互聯網平臺向下整合上萬種類型的裝備，向上承載海量工業應用開發，綜合實力較強的龍頭企業主導才有可能打造基于工業互聯網平臺的綜合性產業生態，國內缺乏類似GE、西門子等產業巨頭，尚不具備整合控制系統、通信協議、生產裝備、執行系統、管理工具、專業軟件等各類資源的能力。與國外平臺相比，國內平臺主要局限于垂直細分領域，數據分析平臺搭建、開發者社區建設、商業模式創新能力仍嚴重不足，全球化的影響力弱于國外平臺。

從平臺建設內容看，產業基礎能力薄弱。工業互聯網平臺是一個涵蓋工業技術、信息技術的綜合技術體系，需要強大的基礎支撐。我國工業互聯網平臺建設基礎薄弱：

一是在邊緣計算層，平臺發展所必需的智能感知、自動控制、協議解析、邊緣智能模塊等一系列基礎性產業高度依賴國外，缺乏完整的行業數據采集方案。

二是在工業PaaS層，工業領域的行業機理、工藝流程、模型方法經驗和知識積累不足，算法庫、模型庫、知識庫等微服務提供能力不足，導致平臺在功能完整性、模型組件豐富性等方面發展滯后。

三是在工業APP層，開發者社區建設滯后，工業APP開發能力亟需提升，工業APP開發與工業用戶相互促進、雙向迭代的產業生態尚未形成。

從平臺建設生態看，協同機制尚未形成。

一是產學研用協同發展機制尚未形成，平臺協同研發與產業化機制尚未形成，制約著工業互聯網平臺的建設。

二是區域和企業協同發展機制尚未形成，地方推動制造企業上云的路徑尚不明晰，制約著工業互聯網平臺的應用推廣。

三是公共服務體系建設滯后，與工業互聯網平臺相配套的安全支撐、測試驗證、標準管理缺乏，制約著工業互聯網平臺的高質量發展。

加快構建生態體系

工業互聯網平臺發展的機遇稍縱即逝，為避免重蹈PC、移動互聯網平臺被跨國公司壟斷的覆轍，亟待加快構建工業互聯網平臺產業生態。

一是加快落實有關政策。組織實施工業互聯網平臺培育工程、百萬工業APP培育工程、百萬企業上云工程、千萬設備上云工程，打造平臺能力建設與平臺海量使用雙向迭代、互促共進的技術、產業、人才支撐體系，形成開發者和用戶雙向迭代的雙邊市場。支持產業聯盟、平臺企業建立面向數據采集、工業PaaS、工業APP的測試驗證平臺，開展功能、性能、適配性、安全性、可靠性等試驗驗證服務，為工業互聯網平臺大規模應用提供基礎支撐。

二是推動工業互聯網平臺在地方產業園區落地。支持工業互聯網平臺在“中國制造2025”國家級示范區、國家新型工業化產業示范基地、國家大數據綜合試驗區、國家級經濟技術開發區等產業聚集區落地，推動中小企業核心設備和業務系統向云端遷移，降低中小企業信息化建設成本，同時通過海量使用加速平臺在實踐中完善各項功能、提高服務能力。

三是加強開源社區建設。組織實施開源社區培育工程，支持龍頭企業面向行業共性關鍵技術和工業互聯網平臺發展需求，建設共性開源技術、代碼和開發工具的開源社區，建立集體開發、合作創新、對等評估的研發機制。開展工業互聯網平臺開發者創業創新大賽，積極培育工業APP開發者隊伍，加強工業大數據建模分析、工業應用服務開發等復合型人才培養，打造基于平臺的制造業“雙創”新生態。

四是構建工業互聯網平臺產業支撐體系。提升自動控制產業支撐能力，突破核心芯片、驅動器、現場總線、工業以太網等關鍵器件和技術的發展瓶頸。實施工業技術軟件化工程，推動工業控制系統、工業云操作系統、新型工業軟件等核心技術的研發和產業化。夯實工業互聯網平臺網絡基礎，推進工廠內網的IP化、無線化、扁平化、柔性化技術改造和建設部署，加快NB-IoT等新型網絡技術部署，加快軟件定義網絡、網絡功能虛擬化等新一代網絡技術研究和部署試點開展工業互聯網標識解析體系建設。

袁曉慶

中國電子信息產業發展研究院信息化研究中心博士，主要從事制造業與互聯網融合、工業互聯網、數字經濟等領域研究。參與起草了《國務院關于深化制造業與互聯網融合發展的指導意見》等文件。發表多篇有關工業互聯網深度文章，受到業界關注。