【工業網際網路】新一代企業數字化整體架構下的工業網際網路

近年來，眾多的工業網際網路平臺在市場上如雨後春筍般不斷湧現。據統計，目前全球工業網際網路平臺數量已經超過150個。在中國，預計在近一兩年內還會有更多的工業網際網路平臺出現。如此之多的平臺背後，是寶貴的資訊化資源在企業應用領域的大量投入。在中國市場，一個值得關注的現象是，儘管資訊化在企業領域的應用水平關係到中國作為製造大國的競爭力，但與消費者領域的資訊化應用相比，兩者的從業企業無論是在營收規模、資本認可和人才流向等方面，前者都處於非常劣勢的地位。做一個簡單的比較：如果以市值來衡量，國內做企業軟體的老牌公司用友，與做消費者軟體為主的騰訊，或者是阿里相比，前者不到後者的百分之一。正因為如此巨大的差距，在企業資訊化領域裡投資的每一分錢，在邁向“中國製造2025”的道路上，都顯得彌足珍貴，值得我們認真研究，力爭發揮出最大的效益。

一、為什麼“工業網際網路平臺遍地開花”，而“工業4.0平臺寥寥無幾”？

 

儘管工業網際網路是一個來自美國的只有5年曆史的新概念，但一個十分有趣的現象是，與幾乎同一時期來自德國的工業4.0相比，工業網際網路平臺在很短的時間裡就已經遍地開花，而號稱能夠對外提供工業4.0平臺的企業卻寥寥無幾。雖然很多人都認為，“德國工業4.0”和“美國工業網際網路”異曲同工，德國和美國雙方的專業組織也在積極就“工業4.0參考架構模型RAMI”和“工業網際網路參考架構IIRA”進行標準對接。但是為什麼會在市場表現上有如此大的差別？

 

工業網際網路雖然最早來自從事工業裝備製造的通用電氣公司，但它所採用的標誌性技術（如下圖所示），除了智慧裝置技術之外，物聯網技術、大資料技術和分析技術都是典型的IT技術。而工業網際網路平臺，則是直接使用了IT技術中發展多年並已相對成熟的雲端計算技術，為工業網際網路提供集約化和商品化的交付手段，讓企業可以快速應用。

圖：塑造工業網際網路的力量

工業網際網路中使用的這些IT技術，近年來隨著雲端計算、開源軟體和人工智慧演算法的發展，其建設成本已經逐漸下降到非常低的水平。如下圖所示，據估算，2016年在美國開辦一家類似的從事網際網路服務的初創公司，通過直接購買雲服務、使用開源軟體和公開的人工智慧演算法，其啟動資金已經從2000年的500萬美元降低到5000美元。換句話說，如果你有一個很好的對電機類裝置故障資料進行預測診斷的想法，只需要很少的啟動資金（可能就是矽谷程式設計師一個月的工資），就可以搭設一個服務收費的網路平臺，然後在它上面逐步完善自己的演算法。由於這類平臺的核心是知識，而知識的本身具有高度抽象性，無需過多地考慮電機之外企業所處的環境，所以起步相對比較容易。

圖：開辦一家網際網路服務的初創公司的啟動資金

 

然而工業4.0的技術和實現手段，看上去要比工業網際網路複雜得多。無論是工業4.0強調的從企業管理層下鑽到工廠裝置層的垂直整合，跨供應鏈上下游部門、組織和企業的水平整合，還是覆蓋研產供銷服的產品全生命週期的端到端整合，以及人機互動技術等等，涉及到企業的方方面面。在一條生產線上，除了電機之外，可能還有其他幾十種裝置。除了考慮裝置之外，還要考慮生產線的生產計劃、執行、物流、質量…等等。這些東西在不同的企業之間的差異很大，或者說個性化程度非常高。這就是為什麼開發出一個針對電機的工業網際網路平臺相對容易，卻面向企業的工業4.0平臺則要困難得多的緣故。

圖：工業4.0的核心技術

 

二、今天很多的工業網際網路平臺，實際上是建立在工業4.0之上的一種智慧服務

 

分析到這裡，給人的感覺是工業網際網路和工業4.0完全不在一個層面上，前者提供的是點上的技術，後者是面向整個企業的技術。但實際上，作為執掌全球製造業牛耳的美國和德國這兩個國家，在考慮下一代製造業發展技術的時候，並沒有這麼大的不同。我們感受到的差異，更多的是市場包裝側重點的不同。實際上，在上圖中通用電氣公司給工業網際網路設定的目標裡，特別強調“1%的力量”。這是一種“百尺竿頭，更進一步”的提升。如果能將這“1%”應用到整個行業，會帶來可觀的收益。儘管“1%”看似很小，但工業網際網路所實現的這“1%”，是通用電氣窮盡了各種管理手段和技術手段之後的創新之舉，需要有很多的前提條件和支撐，而絕不是一個接上電纜、開啟水龍頭就可以用的入門級技術。在這“1%”背後，與工業4.0一樣，同樣需要企業實現垂直整合、水平整合和產品全生命週期的端到端整合。打個比方，工業4.0是“百尺竿頭”，而“工業網際網路”就是那“更進一步”。

 

實際上，如果我們將德國工業4.0和美國工業網際網路的功能合併為一個大的集合，我們會發現絕很多的功能都是相似相通的。通用電氣推出的Predix平臺，則是其中的一小部分。大量的基礎功能、配套功能和其他功能，都不在Predix當中。例如，通用電氣在Predix之外，也提出了與工業4.0類似的一些概念，如數字化雙胞胎、數字化執行緒等等，它們與工業4.0的三大整合技術有異曲同工之妙。這些技術的實現，需要由分佈在企業的研產供銷服各環節的一系列應用軟體來協同完成。這些軟體都落在企業應用軟體廠商的產品範圍中，而非通用電氣所能。換句話說，Predix可以看做是建立在工業4.0之上的基於工業大資料的智慧服務。Predix對於通用電氣的真正效力，離不開通用電氣內部完善的大量的第三方資訊系統的支撐。但是，在市場宣傳上，有意無意地，形成了一種誤區，就是隻要接入了工業網際網路平臺，企業就實現了工業網際網路，就可以實現“1%”的全行業提升，這其實也是很多平臺供應商樂於看見的誤區。

 

三、工業網際網路是新一代企業數字化整體數字化架構的一個子集

 

總地來說，我們今天所瞭解的工業網際網路，是更大的新一代企業數字化整體架構的一個組成部分。工業網際網路所藉助的很多技術，無論是雲端計算技術、大資料技術還是分析技術，在工業網際網路這個概念被提出來之前，在傳統的企業資訊化應用領域中，早就已經得到廣泛應用。工業網際網路的出現，進一步推動了IT/OT融合的、以雲端計算、大資料數字化技術為特徵的企業數字化整體架構。換句話來說，工業網際網路，是這個架構的一個子集，或者說是一個對映。

 

以雲端計算為例，以企業資訊化應用的SaaS為例，早在近20年前就已經在業界出現。經過這十幾年的發展，企業資訊化應用從on-premise向SaaS遷移的趨勢已經十分接近顛覆的臨界點。CRM在2016年已經率先實現了SaaS對On-Premise的反超；在2021年左右，在ERP這一企業資訊化的標誌性應用市場上，也將出現同樣的轉換。與此同時，藉助SaaS化的程式，企業應用軟體也同步完成了面向數字化的改造，從過去僅支援業務流程的“小資料”，擴大為支援整個企業經營環境的“大資料”，即所謂的企業資訊化應用的“數字化核心”改造過程也已經基本完成。

圖：企業應用軟體市場的On-Premise向SaaS的遷移趨勢

 

在這樣一個更巨集大的波瀾壯闊的背景下，工業網際網路的出現，以工業大資料為血液，打通了底層物理裝置的OT系統到上層管理控制的IT系統的經絡，從IT/OT融合的角度，進一步推動了企業數字化整體架構的落地和普及。從企業建設路線圖的合理性來看，我們不應該孤立地來看工業網際網路、工業4.0或者企業雲的架構，而應該結合IT/OT融合的發展趨勢，打造統一的IT/OT融合的企業數字化整體架構。

圖：打造統一的IT/OT融合的企業數字化架構

 

四、新架構的特點是從“流程驅動”轉向“數字和流程混合驅動”

 

在雲大物移等數字化技術的推動下，企業的應用架構正在發生一場深刻的改變，其特點是從過去傳統的“流程驅動”向新一代的“數字和流程混合驅動”的變革。工業網際網路和工業4.0，是推動企業向數字驅動轉變的重要力量，通過與流程驅動緊密結合，完成了新的價值閉環。這一新的架構，涵蓋了來自各個方面，包括工業網際網路和工業4.0的各方面的應用場景的要求，具有旺盛的生命力。

 

目前，無論是“流程驅動”的系統，還是“資料驅動”的系統，都在雲端計算的技術發展趨勢下，向雲端進行遷移，在頂端以“預定義場景下的應用App組裝” 形式，構成完整的各類企業應用。這裡的應用App既包括了流程驅動的應用App（例如ERP的雲端計算版本），也包括了資料驅動的應用App（例如工業網際網路的雲端應用）。而真正完整的工業網際網路平臺或工業4.0平臺，應該是“數字和流程混合驅動”的一整套系統在雲端計算形式下的集約化和商品化的落地形式。

 

圖：在數字化技術的推動下，企業的應用架構正在發生一場深刻的改變

 

事實上，很多的業務場景，都涉及到流程驅動的應用App與資料驅動的應用App的協作。我們以工業網際網路最常用的 “預測性維護與服務PdMS”為例來說明這一過程。如下圖所示，它涉及到企業上下游和企業內部各個部門之間的相互協同，需要各個應用（ERP、EAM、CRM）之間的相互配合。常見的情況是，即便從現場採集了裝置的執行資料，如果沒有來自EAM資料的對照，就無從瞭解與裝置執行資料對應的裝置狀態究竟是正常還是異常，無法給這些資料打上標籤，從而給後續的演算法和訓練帶來很大的困難。而沒有ERP和CRM的配合，在診斷出故障之後，也不能及時進行修理，讓PdMS的效果大打折扣。顯然，只有處理好兩類應用App的基礎共享、模組共用和資料整合，實現最大程度的集約化，才有可能打造出真正有經濟價值的可持續發展的平臺——這也是稱作“平臺”的應有之義。

圖：流程驅動的應用App與資料驅動的應用App的協同

 

目前有一種說法，認為微服務技術的出現，將應用App作為一個個微服務，可以方便地實現應用App之間的連線，從而打破App供應商之間技術藩籬。應該說，在工業界，這是一種理想化的目標。目前微服務或API只是在B2C或C2C領域，如CRM、營銷、財務、電商、社交等領域比較流行。在非B2C或C2C的領域，微服務存在很多難以克服的缺陷，包括計算效率、邊界劃分、版本管理和升級協調等等，在比較長的時間內，微服務架構尚不可能成為企業中解決跨供應商的App呼叫和連線的普遍方法。將工業領域App之間整合的不確定性一股腦丟給未來的“微服務”架構的做法，值得我們擔憂。

 

五、小結

 

事實上，在企業應用的SaaS軟體市場，近年來中國市場的發展速度，雖然也在快速前進，但還是不夠快，並且主要還是集中在中小企業。與歐美國家相比，整體的差距甚至有可能在拉大。近年來，歐美已經有一大批大型企業，開始逐步將其全球核心業務的企業應用系統，從on-Premise轉為基於公有云的SaaS，並在這一過程中，向統一的全球化的數字化整體架構轉型。工業4.0或工業網際網路，是這一轉型的推動力之一，但主推力還是來自SaaS對on-premise的全面替換。反觀中國市場，目前鮮有大型本土企業將核心業務系統轉向基於公有云SaaS的案例。僅靠工業網際網路平臺來推動企業應用向公有云SaaS遷移，其力量是遠遠不足的，需要從整體架構的角度，對各類企業應用進行通盤考慮。而工業網際網路平臺提供商之間的競爭，最終也將演化為基於公有云的SaaS軟體之間的競爭，遵循SaaS市場的一般發展規律和嚴酷的競爭規則。

宣告：本文來源： 彭俊鬆

人工智慧賽博物理作業系統

AI-CPS OS

“人工智慧賽博物理作業系統”（新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”：雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧）分支用來的今天，企業領導者必須瞭解如何將“技術”全面滲入整個公司、產品等“商業”場景中，利用AI-CPS OS形成數字化+智慧化力量，實現行業的重新佈局、企業的重新構建和自我的煥然新生。

AI-CPS OS的真正價值並不來自構成技術或功能，而是要以一種傳遞獨特競爭優勢的方式將自動化+資訊化、智造+產品+服務和資料+分析一體化，這種整合方式能夠釋放新的業務和運營模式。如果不能實現跨功能的更大規模融合，沒有顛覆現狀的意願，這些將不可能實現。

領導者無法依靠某種單一戰略方法來應對多維度的數字化變革。面對新一代技術+商業作業系統AI-CPS OS顛覆性的數字化+智慧化力量，領導者必須在行業、企業與個人這三個層面都保持領先地位：

1. 重新行業佈局：你的世界觀要怎樣改變才算足夠？你必須對行業典範進行怎樣的反思？

2. 重新構建企業：你的企業需要做出什麼樣的變化？你準備如何重新定義你的公司？

3. 重新打造自己：你需要成為怎樣的人？要重塑自己並在數字化+智慧化時代保有領先地位，你必須如何去做？

AI-CPS OS是數字化智慧化創新平臺，設計思路是將大資料、物聯網、區塊鏈和人工智慧等無縫整合在雲端，可以幫助企業將創新成果融入自身業務體系，實現各個前沿技術在雲端的優勢協同。AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量與行業、企業及個人三個層面的交叉，形成了領導力模式，使數字化融入到領導者所在企業與領導方式的核心位置：

1. 精細：這種力量能夠使人在更加真實、細緻的層面觀察與感知現實世界和數字化世界正在發生的一切，進而理解和更加精細地進行產品個性化控制、微觀業務場景事件和結果控制。

2. 智慧：模型隨著時間（資料）的變化而變化，整個系統就具備了智慧（自學習）的能力。

3. 高效：企業需要建立實時或者準實時的資料採集傳輸、模型預測和響應決策能力，這樣智慧就從批量性、階段性的行為變成一個可以實時觸達的行為。

4. 不確定性：數字化變更顛覆和改變了領導者曾經仰仗的思維方式、結構和實踐經驗，其結果就是形成了複合不確定性這種顛覆性力量。主要的不確定性蘊含於三個領域：技術、文化、制度。

5. 邊界模糊：數字世界與現實世界的不斷融合成CPS不僅讓人們所知行業的核心產品、經濟學定理和可能性都產生了變化，還模糊了不同行業間的界限。這種效應正在向生態系統、企業、客戶、產品快速蔓延。

AI-CPS OS形成的數字化+智慧化力量通過三個方式激發經濟增長：

1. 創造虛擬勞動力，承擔需要適應性和敏捷性的複雜任務，即“智慧自動化”，以區別於傳統的自動化解決方案；

2. 對現有勞動力和實物資產進行有利的補充和提升，提高資本效率；

3. 人工智慧的普及，將推動多行業的相關創新，開闢嶄新的經濟增長空間。

給決策制定者和商業領袖的建議：

1. 超越自動化，開啟新創新模式：利用具有自主學習和自我控制能力的動態機器智慧，為企業創造新商機；

2. 迎接新一代資訊科技，迎接人工智慧：無縫整合人類智慧與機器智慧，重新

   評估未來的知識和技能型別；

3. 制定道德規範：切實為人工智慧生態系統制定道德準則，並在智慧機器的開

   發過程中確定更加明晰的標準和最佳實踐；

4. 重視再分配效應：對人工智慧可能帶來的衝擊做好準備，制定戰略幫助面臨

   較高失業風險的人群；

5. 開發數字化+智慧化企業所需新能力：員工團隊需要積極掌握判斷、溝通及想象力和創造力等人類所特有的重要能力。對於中國企業來說，創造兼具包容性和多樣性的文化也非常重要。

子曰：“君子和而不同，小人同而不和。”  《論語·子路》雲端計算、大資料、物聯網、區塊鏈和 人工智慧，像君子一般融合，一起體現科技就是生產力。

如果說上一次哥倫布地理大發現，擴充的是人類的物理空間。那麼這一次地理大發現，擴充的就是人們的數字空間。在數學空間，建立新的商業文明，從而發現新的創富模式，為人類社會帶來新的財富空間。雲端計算，大資料、物聯網和區塊鏈，是進入這個數字空間的船，而人工智慧就是那船上的帆，哥倫布之帆！

新一代技術+商業的人工智慧賽博物理作業系統AI-CPS OS作為新一輪產業變革的核心驅動力，將進一步釋放歷次科技革命和產業變革積蓄的巨大能量，並創造新的強大引擎。重構生產、分配、交換、消費等經濟活動各環節，形成從巨集觀到微觀各領域的智慧化新需求，催生新技術、新產品、新產業、新業態、新模式。引發經濟結構重大變革，深刻改變人類生產生活方式和思維模式，實現社會生產力的整體躍升。

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產業智慧官  AI-CPS

用“人工智慧賽博物理作業系統”（新一代技術+商業作業系統“AI-CPS OS”：雲端計算+大資料+物聯網+區塊鏈+人工智慧），在場景中構建狀態感知-實時分析-自主決策-精準執行-學習提升的認知計算和機器智慧；實現產業轉型升級、DT驅動業務、價值創新創造的產業互聯生態鏈。

長按上方二維碼關注微信公眾號： AI-CPS，更多資訊回覆：

新技術：“雲端計算”、“大資料”、“物聯網”、“區塊鏈”、“人工智慧”；新產業：“智慧製造”、“智慧金融”、“智慧零售”、“智慧駕駛”、“智慧城市”；新模式：“財富空間”、“工業網際網路”、“資料科學家”、“賽博物理系統CPS”、“供應鏈金融”。

官方網站：AI-CPS.NET

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