工业互联网平台发展的挑战

　　构建基于工业互联网平台的制造业新生态是产业竞争的制高点，未来2~3年将是工业互联网平台发展的重要窗口期。面对当前制造竞争格局演进的新趋势，国内企业围绕数据采集、平台建设、应用软件开发等领域全面布局，并取得阶段性成果，在新一代信息技术引领产业变革方面，工业对信息技术的应用仍以初级或局部应用为主，并且不同环节、领域、企业的应用水平差距悬殊，我国工业互联网发展总体上尚处于起步探索阶段，发展仍面临诸多挑战，主要体现在工业领域、互联网领域以及工业互联网领域。
　　1.工业领域
　　1)工业上仍是＂大而不强＂
　　主要体现在以下4个方面：
　　(1)自主创新能力不强，自主知识产权产品少，核心技术对外依存度高，先进基础工艺落后，基础产业技术薄弱。
　　(2)产业结构不尽合理，价值链高端缺位，产业聚集发展水平不高，具有较强国际竞争力的大企业偏少，缺乏世界级知名品牌。
　　(3)质量基础相对薄弱，质量水平和标准不高，质量安全事件时有发生。
　　(4)发展方式粗放，主要靠高投入、高消耗推动发展。
　　2)工业控制系统产业基础薄弱
　　工业控制系统是实现工业生产自动化、数字化的基础，是工业互联网平台底层数据的重要来源，也是构建工业互联网平台的基础。当前，我国工业控制系统产业竞争力较弱，工业生产现场装备的核心控制系统主要来自跨国公司，西门子等企业占据了国内95%以上的中高端可编程序控制器市场、50%以上的DCS(分布式控制系统）市场，生产设备数据不开放、接口不统一。造成数据兼容性差、采集门槛高、采集难度大，制约了我国制造业数字化、网络化水平，也制约了工业互联网平台的快速发展。
　　3)在数据采集方面，对底层设备数据集成打通能力相对薄弱相比于GE、西门子等领先的工业企业，我国工业互联网平台在底层设备数据集成打通能力和数据精准采集能力等方面均存在较大差距。一方面，GE、西门子作为工业制造企业，其工业设备产品在行业市场占据主导地位，并在航空、航天、石化、电力、医疗、能源、水利、轨道交通等多个领域开展广泛的应用，使GE和西门子能够通过自家生产的设备灵活采集调用多领域生产数据。相比之下，我国工业互联网平台在设备数据采集打通方面存在天然短板，我国传感器市场高速增长的态势和本土企业的低端供给能力之间的差距，成为制约我国工业互联网发展的基本问题，主要体现在我国传感器企业产值偏低。国内传感器企业中年产值超过亿元的厂商占13%，全国不足200家；产品种类相对单一。目前全国传感器产品种类齐全的企业占比不足3%，产品线单一，综合竞争能力偏弱；研发生产技术相对落后，相比于国际领先企业，新品研制落后5~10年，产业化规模生产技术工艺落后10年以上。另一方面，GE、西门子作为传统工业制造企业，在工业生产领域具备充足的行业实践经验，在数据采集、数据提取方面，能够精准掌握高价值数据源，从而实现对数据精准分析和判断，而我国工业互联网平台企业在工业制造领域的实践经验相对单一，对于第三方设备数据接口的打通和集成能力不足。目前，国内数据采集解决方案呈现出解决方案多、商用产品少；专有方案多、通用方案少的特点，生产设备数据采集部署难、周期长、成本高等仍是阻碍当前智能制造及工业互联网平台建设的主要瓶颈。
　　4)制造业企业信息化水平参差不齐，很难形成通用的融合创新推广路径
　　我国大部分地区和行业仍处在以初级或局部应用为主的阶段，信息化与信息安全相关领域人才储备严重不足，利用互联网技术改造传统生产方式和工业流程的意愿偏低，并且不同地区、行业及不同规模企业之间的信息化差距明显。按照德国＂工业4.0＂的划分标准，我国制造业总体水平处于2.0时代向3.0时代过渡阶段，生产设备数字化、网络化水平较低，2017年行业骨干企业生产设备数字化率为44.1%。面对老旧设备多、数字化水平低、多种协议不兼容带来的数据采集成本高、效率低等挑战。相当一部分企业还处于＂工业2.0＂阶段，尚需补上从＂工业2.0＂到＂工业3.0＂的差距。
　　5)核心技术仍是制约我国互联网与工业融合创新发展的关键大量核心关键技术如工业操作系统、大规模集成电路、网络传感器、工业机器人、工业控制器、高端数控机床等仍严重受制于国外厂商，制造企业在开展创新应用模式的时候往往受到技术瓶颈约束，导致我国工业智能化水平的发展受限，网络化、智能化的生产组织能力薄弱。此外，制造企业当前使用的工业系统普遍与互联网的兼容性较低，ERP(企业资源计划)、MES(制造执行系统)、PLM(产品生命周期管理)等信息系统间的信息交互效率低下，不同品牌的设备之间的网络协议没有统一，企业内的＂信息孤岛＂现象较为严重。
　　2.互联网领域
　　1)侧重消费服务的互联网暂难满足制造业生产性需求
　　当前我国互联网服务主要是侧重消费型，重在用户体验，发展的模式也是重市场开拓，轻资源和技术的研发与整合。这种互联网基因与企业生产性需求存在较大差异。互联网创新强调开放、共享，而工业生产体系对稳定和安全性要求更为严苛，两者特性与体系不相契合，表现为现阶段互联网与工业融合主要集中在下游销售和上游设计等环节，鲜少直接发生于生产过程。
　　2）在平台服务方面，工业微服务提供能力相对较弱
　　GE、西门子等企业具备在多个制造行业的长期业务经验，形成了大量的工业数据和建模分析方法。在构建工业互联中，GE和西门子将其长期形成的数据算法和分析模型进行封装，以微服务的方式供第三方开发者调用，从而使平台本身就具备很强的智能化工业决策属性，同时也大幅降低了第三方开发者的应用难度。与GE、西门子相比，我国工业互联网平台目前基于平台提供的还主要以传统的产品模型或工艺参数为主，由于其制造经验相对薄弱、历史数据积累有限，目前还不具备提供面向工业大数据分析的算法或模型的能力。
　　3)互联网与工业融合供需双方存在认识差异
　　因行业差异与行业壁垒影响，作为供需双方的工业企业和互联网服务企业对互联网认识存在不同。一些工业企业或对互联网创新理解不够，缺乏开放共享的精神和自我变革的勇气；或对互联网思维认识盲目，迷失于各种似是而非的概念。而一些互联网企业对工业领域创新需求的理解和挖掘也不到位，或固步于消费者端琢磨＂眼球经济＂，或因缺乏对工业生产的足够认识而＂不接地气＂。既了解工业又熟悉互联网的融合性人才缺乏，也构成了障碍。
　　4)网络安全问题没有得到足够重视
　　很多制造企业对于网络安全问题没有引起足够的重视。只看到大数据、云计算、移动网络等先进技术带来的便利性，忽视了这些技术在运用过程中所存在的用户隐私泄露、商业机密泄露甚至国家安全信息泄露等潜在问题。部分企业网络安全意识不足，在用户隐私和自身经营方面存在安全隐患。此外，未来一旦跨企业跨地区间不同信息系统间逐步互联互通，生产现场的网络安全问题将直接关系到生命财产的安全，其隐患不容忽视。
　　3.工业互联网领域
　　1)在平台应用方面，行业应用推广及商业模式不够成熟
　　我国企业当前在平台应用方面积极布局远程监控、智能诊断、云协作等应用，但与GE Predix、西门子MindSphere平台应用相比，仍
　　处于培育阶段，商业模式尚不成熟。而GE和西门子在工业应用领域已经具备了一定的商业推广基础，各自平台的推动建设主要围绕企业自身的工业应用开展运营管理。例如GE在推出Predix平台之前，其工业应用解决方案Predictivity包括资产性能管理(APM)、运营管理等多个工业应用产品已经在航空、航天、石化、电力医疗等多个领域开展应用推广，商业发展模式十分成熟。而西门子MindSphere平台起源于自身数字化工厂业务。相比之下，我国工业互联网平台在应用服务方面经营模式仍然处于摸索之中，还没有形成较为成熟完善的商业发展模式。
　　2）在生态构建方面，基于平台创新性应用的生态体系尚未形成
　　目前，GE、西门子通过工业互联网平台已经逐步汇聚起海量工业数据，并通过封装工业微服务和提供应用程序接口等方式，吸引第三方开发者在平台上进行应用开发，从而会聚一批专业的服务提供商，构建合作伙伴生态。例如，GEPredix在平台上构建Predix IO开发社区，为开发者提供包括数据管理、数据分析、工业知识、安全在内的一系列微服务。截至2017年，已会聚了2万名开发者，生态体系初步构建。我国工业互联网平台虽然也汇聚了众多企业，但是这些主要是平台的使用者，难以为平台发展注入持续的创新动力。生态体系构建能力薄弱。工业互联网平台向下整合上万种类型的装备，向上承载海量工业应用开发，只有综合实力较强的步斗企业主导才有可能打造基于工业互联网平台的综合性产业生态。国内缺乏类似GE、西门子等产业巨头，一方面尚不具备整合控制系统、通信协议、生产装备、执行系统、管理工具、专业软件、平台建设等各类资源的能力，另一方面也不具备集业务流程咨询、软件部署实施、平台二次开发、功能上线调试、人才管理培训、系统运行维护等于一体的综合能力。国内工业互联网平台企业业务仍主要局限于垂直细分领域，管理服务平台(工业PaaS)搭建、开发者社区建设、商业模式创新能力仍严重不足。
　　3)管理服务平台技术能力薄弱
　　管理服务平台(工业PaaS)是工业互联网平台发展的关键，也是生态系统核心技术能力的综合体现。我国传统工业技术实力较弱，工业领域的行业机理、工艺流程、模型方法经验和知识积累不足，导致专业的算法库、模型库、知识库等PaaS平台微服务提供能力不足，
　　严重制约了PaaS平台核心功能的开发和应用。管理服务平台作为一种可扩展的工业云操作系统，其发展的关键在于为开发者构建一个友好易用的开发环境，总体上看，我国企业缺乏PaaS平台开发和运营环境建设经验，能够提供的开发工具数量少、易用性差，制约了开发者的会聚和工业App开发。
　　4)行业监管体系亟待完善
　　工业互联网平台的建设和运营对行业监管提出了新的要求，亟待研究和制定工业数据产权确认、交易、保护、治理及跨境流动的相关政策法规，完善工业互联网平台许可准入、新型网间互联设备入网许可等监管政策。工业互联网平台的体系化信息安全设计、防护工具、监测手段缺失，亟须制定工业互联网平台信息安全防护指南等政策规范和信息安全测试、验证、审查等关键标准。加快制定工业互联网平台领域互联互通互操作、安全可信服务、质量保障评价等方面的通用标准和规范。
　　5)支撑创新转型的旧体系改造和新产品推广的专业服务不完善如何在保证安全可靠的前提下将既有生产运营、管理体系更好地与互联网结合，是传统企业互联网化转型中普遍面临的问题。此外，互联网与工业融合发展过程中会产生很多融合性产品或服务，相应的标准体系目前在行业上下游暂未统一，接口困难，各方自行推动的标准建设带来较高的重复建设成本，相关的政策法律也尚不完善。