“物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)發(fā)展論壇暨北京兩化融合服務聯(lián)盟物聯(lián)網(wǎng)云平臺專業(yè)委員會成立大會”在京舉行，鄔賀銓院士分析了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云的技術市場機會，指出我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)總體上處于起步階段，在物聯(lián)網(wǎng)的總產值中比例偏小，未來將有巨大的潛力。

1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的價值主要體現(xiàn)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)的價值主要體現(xiàn)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云。麥肯錫的研究報告中指出，物聯(lián)網(wǎng)的價值中，70%在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。其中，“企業(yè)因用戶使用IoT而獲得的價值”占69%，“企業(yè)購買IoT及服務獲得的價值”占79%，“企業(yè)在工作場所裝備IoT產品”占到67%（如表1）。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云能夠為辦公室、工廠、工場、零售等帶來價值。在表1中，為何家庭也有一定的占比？因為家庭里的部分傳感器信息是與企業(yè)相連、由企業(yè)進行診斷和維護的。

不過，中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云在物聯(lián)網(wǎng)的比例偏小。圖1是賽迪顧問的報告，預計2020年，中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在整體物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)中占比將達25%，規(guī)模將突破4500億；由此可見，我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云在物聯(lián)網(wǎng)中的比例非常小，所以我國當前的發(fā)展是很慢的，有很大的增長潛力。

1.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云的價值分配

2025年全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將創(chuàng)造3.9~11.1萬億美元的價值，帶來的價值主要有三種：技術上的支出、物聯(lián)網(wǎng)用戶價值、消費者盈余（用戶獲得的價值）。可見，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云的價值主要是由物聯(lián)網(wǎng)云（IoT）用戶獲得的。

在物聯(lián)網(wǎng)的產業(yè)鏈中，人們通常認為硬件是主導，但實際上，軟件、服務和云才是主要支柱。據(jù)愛立信2016年的分析報告，感知層占25%，數(shù)據(jù)傳送層占10%，數(shù)據(jù)處理層占65%。麥肯錫于2015年6月的分析報告指出，軟件與服務占物聯(lián)網(wǎng)技術支出的60%~85%。具體地，物聯(lián)網(wǎng)整個價值鏈中，據(jù)麥肯錫對2015年IoT技術支出的價值分配統(tǒng)計表明，集成服務占20%~40%，軟件/應用開發(fā)占25%~35%，軟件設施占5%~20%，連接占0~10%，硬件占20%~30%。

2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云的潛在經(jīng)濟貢獻

在工廠中，物聯(lián)網(wǎng)能帶來什么貢獻？無論是樂觀還是保守估計，都認為最大的是運營優(yōu)化（如圖3），其次是預防維護，之后是庫存優(yōu)化，安全、勞動生產率等。麥肯錫預計在2025年工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云在工廠帶來的經(jīng)濟貢獻將達到1.2~3.7萬億美元，其中主要是運營優(yōu)化和預防性維護環(huán)節(jié)；勞動生產率的提升與AR應用、監(jiān)控管理及組織設計有關。

2.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云中的傳感器

除了手機與汽車外，工業(yè)是傳感器應用最多的領域，未來還會成為傳感器的最重要應用領域之一。工業(yè)上使用的傳感器種類繁多，從傳感器種類來看，流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器占據(jù)最大的市場份額。

產業(yè)用傳感器的一大特點是品種多、批量少，呈現(xiàn)碎片化現(xiàn)象，因此缺乏規(guī)模效應，從而影響成本的快速下降。

2.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云的位置

工廠中的網(wǎng)絡有三層結構。最底層是DCS/FCS（分布式控制系統(tǒng)/現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）、PLC（可編程邏輯控制器）等，通過物聯(lián)網(wǎng)通信/傳感器協(xié)議進行控制。再往上，是把物聯(lián)網(wǎng)信息收集起來，形成工業(yè)以太網(wǎng)/時間敏感網(wǎng)絡（TSN）協(xié)議等。再上面是企業(yè)內網(wǎng)（諸如工業(yè)以太網(wǎng)/TSN）或外網(wǎng)（Internet/4G/5G）IP協(xié)議等。

可見物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最底層的基礎，所有數(shù)據(jù)都依賴物聯(lián)網(wǎng)。另外很重要的一點是，僅僅是傳感器與設備連接起來是不夠的，如果不與外網(wǎng)聯(lián)系還是不行。40%跨物聯(lián)網(wǎng)云應用的潛在價值以及某些環(huán)境中將近60%的潛在價值需要運用互操作性。即如果物聯(lián)網(wǎng)不是對外連接、交互的，其價值是無法體現(xiàn)的。

2.3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云與邊緣計算的關系

市場調查公司IDC把邊緣計算看作是物聯(lián)網(wǎng)的基礎設施，與物聯(lián)網(wǎng)密切關聯(lián)。據(jù)IDC預測，未來將有超過50%的數(shù)據(jù)在邊緣側處理，到2020年邊緣計算支出將占物聯(lián)網(wǎng)基礎設施總支出18%，成本僅為單獨使用云計算的39%。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云與邊緣計算是緊密聯(lián)系的。大企業(yè)往往自建云平臺，但越是大企業(yè)內部層次越多，需要同時配備邊緣計算、本地緩存和過濾數(shù)據(jù)，提供實時響應，從而降低了到中心云的帶寬壓力，另外，數(shù)據(jù)就近處理也減少了敏感數(shù)據(jù)泄漏的風險。

中小企業(yè)可以接入到公有云，與其他企業(yè)通過VPN（虛擬專用網(wǎng)絡）方式共享第三方的云資源，節(jié)省投資與運維成本。但當企業(yè)與公有云間距離較遠時，還是需要企業(yè)自建邊緣計算平臺。

2.4 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云的標準

對于大企業(yè)，可使用非許可頻率的LoRa來建內部物聯(lián)網(wǎng)。對于大量中小企業(yè)，自建物聯(lián)網(wǎng)不經(jīng)濟，NB-IoT為企業(yè)提供一個承載在公眾通信網(wǎng) 上 的 專 用 物 聯(lián)網(wǎng)。但NB-IoT傳感器是固定位置，且業(yè)務帶寬只有20和250 kbps，是窄帶的。

工業(yè)應用的工件、機器人及網(wǎng)聯(lián)車的傳感器是移動的，5G能支持傳感器移動及可與人對話的多種窄帶物聯(lián)網(wǎng)標準。

2.5 5G與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的連接

新工廠可以用光纖連起來，但老工廠布設光纖很麻煩，因此希望通過無線連接。Wi-Fi因穩(wěn)定性、擴展性、低速率、不適合強電子干擾等問題，在工業(yè)領域的利用率僅為4%，無法連接。

5G非常適應工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要求。但工業(yè)5G主要是本地專網(wǎng)應用，未來希望有專用頻譜。ETSI（歐洲電信標準化協(xié)會）通過對企業(yè)調研，測算提出工廠內網(wǎng)需要76MHz專用頻率。

5G主要有四種部署辦法。

?非公網(wǎng)（NPN）與公網(wǎng)（PN）隔離。工業(yè)5G主要是本地專網(wǎng)應用，工廠直接建無線基站，有專用的信道。

?NPN與PN共享無線接入網(wǎng)（RAN）。也可以是基站由無線運營商來建，控制部分是企業(yè)本身的。

?NPN與PN共享無線接入網(wǎng)（RAN）與控制面。甚至基站也不建在工廠里，通過控制信道連到運營商那里，把控制管理能力放在運營商那里。

?在PN內部署NPN。即還可以把NPN全部放入PN，等于把工廠內網(wǎng)和外網(wǎng)放在一起。

可見，物聯(lián)網(wǎng)不是直接連接到5G的，要經(jīng)過工業(yè)的通信網(wǎng)絡。原來是現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)，現(xiàn)在是工業(yè)以太網(wǎng)，未來是時間敏感網(wǎng)絡（TSN），即物聯(lián)網(wǎng)通過TSN連接到5G網(wǎng)絡上。

2.6 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺

因為需要信息收集和分析，就需要SaaS（軟件即服務）和PaaS（平臺即服務）平臺。SaaS需要公共軟件。過去大企業(yè)管理得好，其ERP（企業(yè)資源計劃）主要基于Excel表。傳統(tǒng)上，ERP Excel表做得很精細，可以把生產流程精確到分鐘。但缺點是一點小的流程變化也不得不開生產調度會，來調整Excel表。因為Excel是靜態(tài)的，所以調整起來很麻煩。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，需要公共軟件與物聯(lián)網(wǎng)連起來，利用AI、云計算等來動態(tài)調節(jié)Excel表。

3工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云的安全

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有可能將企業(yè)的生產線暴露到外網(wǎng)，即便無需連到公眾互聯(lián)網(wǎng)，但物理隔離也可能因管理疏忽而感染外網(wǎng)病毒。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)使用大量傳感器，而傳感器的安全防護能力較弱，很容易感染木馬，而成為DDOS攻擊的跳板。

因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要更嚴的安全防護技術：包括實時網(wǎng)絡性能監(jiān)視預警技術；工業(yè)數(shù)據(jù)的分布式管理技術；阻止非授權實體的識別、跟蹤和訪問；非集中式的認證和信任模型；高效的加密和數(shù)據(jù)保護；異構設備間的隱私保護技術。

除了在企業(yè)內部建立IT（信息技術）與OT（操作技術）統(tǒng)一的安全團隊和企業(yè)安全運營中心外，還要與企業(yè)的上下游實現(xiàn)威脅情報共享和安全防護的協(xié)同聯(lián)動，從政府獲得安全態(tài)勢感知信息。


審核編輯 黃昊宇