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　　【中国安防展览网 市场分析】在当前，诸如5G，物联网、边缘计算、人工智能、机器人、区块链、增材制造和虚拟现实/增强现实等技术正在加速融合到工业物联网(Industrial Internet of Things，IIoT)的肥沃土壤中，并共同推动“第四次工业革命”或者说“工业4.0”的到来。
 

　　在这个勇敢的新世界中，由于传感器、数据网络和关键节点上的分析能力，供应链将具有端到端的透明度，而制造、农业、采矿、能源、运输等各行业都将为我们提供的清晰视角，去帮助我们不断提升生产、分析、预测与维护水平。
 

　　关键的是，在IIoT的推动下，曾经“傻大黑粗”的机器、设备及整个物理世界将真正实现与数据和虚拟世界的融合。为此，我们看待世界的方式，与世界共处的方式都将被完全改变。
 

　　近期，ZDNet发布的一份研究报告对IIoT市场生态进行了非常详细的分析，涵盖IIoT市场规模预测、企业对IIoT的部署动态、产业联盟的合作、软件平台的对比、各企业在IIoT市场的布局，以及数字孪生对IIoT的重要价值等方面信息。
 

　　研究表明，纵观，众多企业已经从观望走向行动，虽然目前许多IIoT项目仍处于概念验证或试验阶段，但有明显的迹象表明其将在全面的生产部署中被广泛采用，而与之相关的投资将迎来回报。
 

　　1.IIoT市场到底有多大？
 

　　鉴于IIoT核心技术和支持技术的快速发展，以及各种制造企业跟上数字化浪潮的迫切需求，IIoT市场正在快速增长。那么，该市场的规模到底有多大，增长速度到底有多快？以下是相关机构提出的未来几年预测：
 

　　Research & Markets(2018年5月)
 

　　据Research & Markets在2018年5月的预测，到2023年，IIoT市场规模将达到2140亿美元。
 

　　预测认为，该市场主要的赢家可能是足以控制工业4.0平台的公司，也就是那些能够打通、联合各种设备生产商，以及信息和服务提供商的软件层公司。在其平台上，其他公司可以建立起自己的产品或服务。
 

　　Markets & Markets(2018年6月)
 

　　据Markets & Markets在2018年6月的预测，2018年IIoT市场规模为640亿美元，到2023年，该市场将增长到914亿美元，年复合增长率为7.34%。
 

　　在具体细分领域方面，该报告指出，与智能信标技术相关的IIoT市场将在2018年至2023年间高速增长；制造业在2018年将占据IIoT市场的大部分份额；农业IIoT市场可能会在2018年至2023年间以高的年复合增长率增长；从区域来看，亚太地区的IIoT市场在预测期内将以高速度增长。
 

　　Zion Market Research(2018年7月)
 

　　据Zion Market Research在2018年7月的统计和预测，2017年IIoT市场规模为1458亿美元，到2023年，该市场将增长到2321亿美元，复合增长率为8.06%。
 

　　据该机构分析，预计摄像系统部门将在预测期内以很高年复合增长率增长；在软件领域，由于运输和物流中配电系统的使用增加，对配电系统的需求在一段时间内有所增长；由于在制造实践中采用了先进的机器人技术和云机器人技术，预计制造业IIoT市场将出现温和增长。
 

　　IoT Analytics(2018年11月)
 

　　据IoT Analytics在2018年11月的预测，2018年IIoT市场规模为640亿美元，到2023年，该市场将增长到3100亿美元，复合增长率为37%。
 

　　该预测提出了9种破坏性趋势，这些趋势有可能从根本上改变现有的工业网络架构、业务模式和技术堆栈。9种趋势中的3种与传统的5层自动化金字塔有关。其中一个趋势是I/O和PLC硬件绕过传统的自动化金字塔，直接或通过工业网关连接到云。
 

　　IDC(2019年1月)
 

　　据IDC数据，2019年IIoT市场规模将达到3290亿美元，并预测2019年在物联网解决方案上花费多的行业是离散制造业(1190亿美元)、流程制造业(780亿美元)、运输业(710亿美元)和公用事业(610亿美元)
 

　　在上述机构中，IoT Analytics对IIoT市场规模的详细预测如下：
 

　　图表: IoT Analytics

 

　　整个IIoT市场将从2017年的470亿美元增长到2023年的3100亿美元，年复合增长率高达37%。
 

　　其中，在IoT Analytics划出的12个应用场景中，数字产品开发将成为市场规模大的应用场景，而2018年和2023年之间增长快的将是增材制造(即工业规模3D打印)和增强操作。
 

　　图表:IoT Analytics

 

　　该报告的主要作者Matthew Wopata认为：“数字产品开发将成为工业4.0技术的大应用场景，因为企业正在使用增材制造、AR/VR和数字孪生技术来降低产品开发成本，并缩短上市时间。随着制造商使用工业4.0技术改进其运营关键绩效指标，如OEE(整体设备效率)，其他大型应用场景，例如数据驱动的质量控制，预测性维护、数据驱动的资产/工厂性能优化将继续受到欢迎。工业4.0解决方案的主要供应商非常关注客户的痛点/用例，并确保从工业4.0解决方案中产生的数据驱动的洞察力带来可衡量的改进和切实的率。”
 

　　2.谁在部署IIoT？
 

　　根据工业物联网软件平台PTC对其客户的调查数据，美国公司对工业物联网的采用率高(45%)，其次是EMEA(33%)和亚太地区(22%)。
 

　　从行业来看，部署IIoT解决方案的行业是工业产品(25%)，其次是电子和高科技(23%)，以及汽车行业(13%)。
 

　　图表:PTC

 

　　报告认为：“这些行业着物联网技术的变现，因为它们拥有复杂的制造和运营流程，以及高资本设备，可以从物联网解决方案和数据驱动的洞察中获益，从而推动更具可持续性、弹性和的流程。”
 

　　调查发现，大多数采用IIoT的公司都是规模较大的公司(58%的公司收入超过5亿美元)，三分之一(31%)是规模较小的公司，收入不到1亿美元。
 

　　根据PTC的调查，IIoT的具体应用场景包括制造/运营、服务、产品设计和IT等环节，*个应用场景占到总数的70%。
 

　　图表:PTC

 

　　报告称：“主要的应用场景是采用物联网形成制造运营情报和运营资产监控。这些智能的连接功能可帮助产品制造商提高产量和生产质量，并降低制造成本。”
 

　　IIoT部署会生成大量数据，因此需要决定佳存储和分析数据的位置。
 

　　PTC报告指出，由于安全性和低延迟响应的需求，工厂和医院可能会支持本地部署；而对于智慧城市，运输或石油和天然气行业，云的可扩展性显得更为重要。
 

　　根据PTC的调查数据，IIoT本地部署的数量超过了云部署的数量(62%对38%)。
 

　　总而言之，PTC表示:“物联网不再是观望中的技术。企业必须立即行动，要么就会冒着落后的风险”，并指出：其调查中83%的IIoT采用者计划在12个月内将其部署从概念验证扩大到完整规模的生产环境。
 

　　此外，海事卫星组织Inmarsat在2018年也发布了一份研究报告，着眼于农业，能源，海事，采矿和运输行业的IIoT应用(其重点放在卫星连接作为支持技术的作用上)。
 

　　该项研究采访了来自多家机构的750名受访者。据调查数据，近一半(46%)的企业已经部署了IIoT解决方案，其中完全部署的达到21%，处于试用阶段的达到25%。部署IIoT的主要驱动因素是资源效率，健康和安全的改善，以及对环境变化的监测。
 

　　数据:Inmarsat /图表:ZDNet

 

　　调查显示，采用IIoT的主要障碍首先是技能，其次是缺乏交钥匙/现成解决方案，以及成本高于预期和安全性问题。其中，IIoT相关技能的缺乏包括安全性(56%)，分析/数据科学(48%)和技术支持(42%)等方面。
 

　　在安全性方面，近三分之二(65%)的受访者认为外部网络攻击、网络安全性差和员工滥用数据是很大的挑战，而他们的IIoT防御能力需要变得更强。
 

　　数据是基于IIoT实现转型的关键。Inmarsat的受访者将成本节约和效率、生产力监控以及健康、安全改进列为当前与数据相关的问题。
 

　　展望未来，受访者表示，更好的决策制定，更高的内部数据可视性，以及更多的供应链洞察力被视为重要的潜在利益。
 

　　调查还显示，海事部门在其IIoT部署中重视卫星通信(Inmarsat的核心业务)。在受访者使用的其他连接技术中，RFID和蓝牙LE则处于。
 

　　Inmarsat的受访者中有四分之一希望在未来三年内将超过10%的IT预算用于IIoT解决方案，他们还预计其投资将获得良好回报：“预计到2023年，成本将降低10%，营业额将提高5%”。
 

　　数据:Inmarsat /图表:ZDNet

 

　　为了评估IIoT解决方案的准备程度，Inmarsat就六个关键领域(采用，安全性，连接性，技能，数据和投资/ROI)对受访者进行了评分，并将其划分为不同类别(落后者，初学者，进步者和)。结果显示，海运和运输部门在IIoT应用准备方面处于地位，能源部门次之。
 

　　数据:Inmarsat /图表:ZDNet

 

　　近，Inmarsat宣布与微软达成合作协议，将前者的卫星通信网络与后者的基于云的Azure IoT Central平台相结合。无论在何处，IIoT基础设施生成的数据都将通过卫星传输到Azure IoT Central进行分析。Inmarsat表示，该项合作将首先关注农业、采矿、运输和物流行业的IIoT解决方案。
 

　　3.技术的汇聚与两大联盟的合体
 

　　目前，为推进IIoT的发展和落地应用，许多企业组建了与IIoT相关的行业组织。其中，的是工业互联网联盟(IIC)和开放雾联盟(OpenFog Consortium)。
 

　　工业互联网联盟(IIC)的目标是在五个方面加速工业互联网的发展：(1)利用现有的和新创建的用例和测试平台，用于实际应用；(2)提供实践、参考架构、案例研究和标准要求；(3)影响互联网和工业系统标准的发展；(4)以开放式论坛促进想法、实践、经验教训和见解的分享和交流；(5)围绕新的和创新的安全方法建立信心。
 

　　而开放雾联盟的成立旨在推进雾计算，解决与IoT、5G和AI应用相关的带宽、延迟和通信挑战，其目标是：“我们的努力将定义分布式计算、网络、存储、控制与资源的架构，以支持物联网边缘的智能，包括自主和自我感知的机器、设备和智能实体。联盟成员还将识别和开发新的运营模式。终，我们的工作将有助于实现和推动下一代物联网。”
 

　　在2019年1月31日，上述两个联盟宣布合并。
 

　　根据联盟的合并声明，“组织将在IIC的框架下，共同努力，推动工业互联网的发展，包括开发和推广行业指南，以及雾和边缘计算的上佳实践。”
 

　　可以说，两个联盟的合并标志着多项技术在IIoT领域的汇合和共同发展。
 

　　IoT Anaytics还列出了其他与物联网有关的重要机构，包括：Plattform Industrie 4.0、Labs Network Industrie 4.0、OPC基金会、工业数据空间协会、CyberValley of Baden Württemberg、物联网技术开发和应用中心，以及Manufacturing USA。
 

　　4.IIoT软件平台哪家强？
 

　　IIoT代表了运营技术(OT)和企业IT系统的融合，其潜在的好处是改善资产管理和运营可视化。IIoT软件平台需要与企业系统相连接，以实现这些优势，同时还需要保证运行的安全。
 

　　那么，IIoT软件平台又有着一个怎样的竞争格局，各厂商又有着哪些各自的优势？
 

　　Gartner在2018年5月发布的个IIoT魔力象限，提出了“该产品必须同时作为云IIoT平台和本地部署”的要求。这引起了人们的关注，因为几家拥有“与IIoT相关的重要品牌资产”的公司，包括Bosch，GE Digital，微软，施耐德电气和西门子公司，因缺乏本地部署部件而被排除在考虑之外。
 

　　Gartner解释道：“IIoT平台的本地部署是形成信任的起源。” 此外，Gartner在该报告中还提出了战略性规划假设：到2020年，结合边缘计算的本地物联网(IoT)平台在工业物联网(IIoT)分析技术中将占有高达60%的比重，如今这个比例不到10%。
 

　　正因为如此，在该魔力象限中，尚缺乏“挑战者”和“”，而PTC，SAP和日立公司被归类为“远见者”，IBM、Software AG等8家供应商则被归类为“利基型企业”。
 

　　图表:Gartner

 

　　Gartner认为，PTC的优势在于其产品在生命周期管理(PLM)、计算机辅助设计(CAD)和服务生命周期管理(SLM)的核心应用；SAP的Leonardo适合那些希望将IT/OT与SAP的物联网应用、资产智能网络和传统行业应用相结合的SAP客户；日立Vantara的Lumada平台则适合涉及日立设备的工业环境。
 

　　另一家研究机构Forrester在2018年3季度的研究报告则与上述研究有所差别。
 

　　Forrester认为，IIoT软件平台必须做好五件事：(1)在工业机械和数字系统之间建立联系；(2)保护物联网设备和数据免受攻击；(3)控制物联网设备的配置、维护和操作；(4)将数据转化为及时、相关的洞察力和行动；(5)创建应用程序并与企业系统集成。
 

　　Forrester还表示，IIOT的未来是公有云：“关于提供与远程位置连接的实际考虑，以及对初创云计算提供商的安全性、功能和可信赖性的普遍怀疑，导致工业物联网领域的早期进入者投资建立自己的数据中心网络。那些日子已经过去了。所有被评估的供应商都保留了在私有数据中心部署的能力，但未来的方向很明确：他们和他们的客户都会前往云端。”
 

　　自Forrester于2016年评估物联网平台以来的其他变化包括：现代API支持的用户界面；分析，加上机器学习和人工智能，作为核心组件；其他企业系统(ERP，CRM，服务台)的数据流量增加；数字孪生，结合增强现实；侧重于预测性维护等用例的解决方案。
 

　　Forrester对15家供应商进行了评估，包括亚马逊网络服务，Atos，博世，C3 IoT，思科，GE Digital，日立，IBM，微软，甲骨文，PTC，SAP，施耐德电气，西门子和Software AG。
 

　　根据上述公司目前可提供的产品、战略和市场占有率，Forrester将IBM、C3 IoT、微软、SAP和PTC列为工业物联网软件平台的。
 

　　图表：Forrester

 

　　根据Forrester的分析，IBM的Watson物联网平台能提供“广泛的分析，具有特定行业和服务的专业知识”；C3 IoT则将事务管理留给合作伙伴，并与分析区分开来；微软的Azure IoT提供云基础设施支持，以及开发工具、分析、增强现实(HoloLens)和边缘计算等更多功能；SAP的Leonardo围绕物联网，并兼顾机器学习、区块链和大数据等其他数字创新技术；PTC则融合了设备连接强度与增强现实视觉。
 

　　5.群雄逐鹿的IIoT生态
 

　　基于广阔的应用场景和强大的增长潜力，IIoT自然已经成为一个群雄逐鹿的市场。同时，众多公司在竞争与协作中共同参与着整个IIoT生态系统的搭建。
 

　　在IoT Analytics的《工业4.0与智能制造2018-2023》报告中，该机构梳理出了超过300家工业物联网领域的产品和服务公司。
 

　　报告将这些公司分为“连接行业构建模块”供应商和“其他工业4.0支持技术”供应商两大类。
 

　　图表:IoT Analytics

 

　　其中，分析和连接硬件公司在“构建模块”类别中的数量大，分别为50家和44家；而增材制造(工业3D打印)和AR/VR技术服务商数量则在“支持技术”类别中数量。
 

　　数据: IoT Analytics / 图表:ZDNet

 

　　在各细分领域中，代表性公司包括：微软(托管)；微软，通用电气，PTC和西门子(IIoT平台)；Uptake(分析)；Nvidia(微芯片)；Festo(传感器)；HMS(连接硬件)；Claroty(网络安全)；埃森哲(系统集成)；通用电气(增材制造)；Upskill(增强现实和虚拟现实)；ABB(协作机器人)；Cognex(连接机器视觉)；PINC(无人机)；Clearpath机器人(自动驾驶[物料运输]车辆)。
 

　　6.数字孪生：重要的新兴技术
 

　　如前所述，包括5G、边缘计算、AI与分析、机器人、区块链、增材制造和VR/AR等许多新兴技术正在为IIoT解决方案的采用创造合适的条件。
 

　　而除了上述技术，特别值得提及的是数字孪生，它可以被定义为现实世界实体或流程的虚拟表示。借助数字孪生，通过在软件中建模的实际“事物”并提供实时传感器数据，工程师可以避免潜在问题的出现，并使用模拟技术来优化性能。
 

　　近年来，无论是产业界，还是媒体界，对数字孪生的关注度都在不断提高。在Gartner的2018年新兴技术炒作周期曲线中，数字孪生已经处于“期望膨胀期的”。
 

　　英国创新组织Catapult通过对150名工程师的调查，发布了一份关于数字孪生技术的报告，探讨了沉浸式数字孪生的可行性及其可能带来的价值。
 

　　根据调查结果，受访工程师认为数字孪生的前几项关键组件是物理资产、实时和离线数据集、3D表示和实时模拟。
 

　　数据:Catapult-Reboot Online / 图表:Z

 

　　当涉及数字孪生在产品生命周期中的价值时，工程师认为该项技术在维护、维修、操作以及制造流程中的应用价值非常重要，其次是模拟和质量控制环节。
 

　　数据:Catapult-Reboot Online / 图表:

 

　　Reboot Online对该报告的数据进行了进一步分析，其董事总经理Naomi Aharony表示：“我们正处在一个技术快速发展的时代，而处在前沿的正是数字孪生的兴起和发展。”
 

　　Aharony还补充道：“由于该技术能够覆盖物理系统、流程或产品的整个生命周期，它为企业提供了强大的分析工具，可以全面评估关键绩效指标，并提供有关可以在何处进行增强的见解。从长远来看，从数字孪生获得的经验和建议将为创新和增长带来各种机会。”