工业互联网平台大盘点之国际篇！本文为工业互联网平台大盘点（上篇）

◎文丨e-works熊东旭

本文为工业互联网平台大盘点（上篇），主要梳理

国外主流

的工业互联网平台。e-works将于后续发布工业互联网平台大盘点（下篇），对国内主流工业互联网平台的进行梳理！

e-works粗略统计，截止2018年3月，声称能提供工业互联网平台服务的国内外厂商已经超过150家，耳熟能详且能直接说出名字的工业互联网平台不下30家。漫天飞舞的工业互联网平台可谓是乱花渐欲迷人眼，让人看的眼花缭乱，很难让人真正理解不同工业互联网平台之间的本质区别。

带着对工业互联网的思考，e-works特别策划了题为“工业互联网平台大盘点”的活动，希望能通过对业界主流工业互联网平台的梳理来理清它们之间的区别，进而引导制造企业有针对性的推进工业互联网平台的选型与实施。

工业互联网平台定义

工信部信软司副司长安筱鹏将工业互联网用一个简单的公式进行表述，即“数据+模型=服务”。

安司长认为，工业互联网平台通过对企业的机器、业务系统、产品模型等过程数据进行广泛的采集，将采集到的关键数据导入到工业化模型以实现业务功能的软件化，最终为企业提供工业级应用服务，帮助企业优化生产流程，为产品从研发到生产、销售和使用等全生命周期提供服务，从而实现制造资源的优化配置。

e-works数字化企业网总编黄培博士则认为，工业互联网是指工业互联的网，而不是工业的互联网。他认为，在企业内部工业互联网要实现工业设备、信息系统、业务流程、产品与服务、人员之间的互联，实现企业IT网络与工控网络的互联，实现从车间到决策层的纵向互联；在企业与企业之间，工业互联网要实现上下游企业（供应商、经销商、客户、合作伙伴）之间的横向互联；从产品生命周期的维度来看，工业互联网要实现产品从设计、制造到服役，再到报废回收再利用整个生命周期的互联。

图 1 工业互联网平台架构

在工业互联网产业联盟提供的白皮书中将工业互联网平台从架构上具体划分为四个层次，即边缘层、IaaS层、工业PaaS层和工业SaaS层。其中，IaaS层主要是为PaaS层提供云基础设施支撑，以构建满足工业应用开发需求的硬件环境。工业与信息化部电子信息司副司长安筱鹏曾用三句话概括了工业互联网平台需要支撑的应用功能。

第一，数据采集是基础。

对应工业互联网的边缘层，其本质是利用泛在感知技术对多源设备、异构系统、运营环境、人员信息等要素进行实施高效采集和云端汇聚。

第二，工业PaaS是核心。

对应工业互联网的平台层，其本质是在现有成熟的IaaS平台上构建一个可扩展的操作系统，为工业应用软件开发提供一个基础平台。

第三，工业APP是关键。

对应工业互联网的应用层，其主要功能是为面向特定工业应用场景，激发全社会资源推动工业技术、经验、只是和最佳实践的模型化、软件化、在封装，让用户可以通过对工业APP的调用实现对特定制造资源的优化配置。

工业互联网平台应用支撑能力

通过梳理业界专家对工业互联网平台的定义，我们可以总结出工业互联网平台需要具备的基本功能：

第一，能实现将不同来源和不同结构的数据进行广泛采集；

第二，具备支撑海量工业数据处理的能力；

第三，能通过工业机理和数据科学实现海量数据的深度分析，并能实现对工业知识的沉淀和复用；

第四，能够提供开发工具及环境，实现工业APP的开发、测试和部署。

从当前工业互联网发展水平看，能完全满足以上四个层级功能的国内工业互联网平台还比较少，但针对某些行业应用，领先的厂商基本能做到四个层级功能的全覆盖。比如在燃气轮机、医疗等领域，由于较高的市场占有率和多年的数据积累使得GE、西门子能充分构建基于这些数据运行特点的算法和模型，通过工业机理和数据科学实现海量数据的深度分析，并能实现对工业知识的沉淀和复用。同时还能够提供开发工具及环境，实现工业APP的开发、测试和部署。但对于当前大多数工业互联网平台而言，由于行业影响力和技术支撑能力有限，基本上只能做到数据采集和分析，很难提供基于PaaS平台的应用开发能力。同时缺乏强力的合作伙伴也很难形成工业APP应用开发生态。

为了全面的了解当前工业互联网平台的发展情况，我们将以前面谈到的四个层次功能为基础，采用对标的方法对当前主流的工业互联网平台进行功能梳理和解读。

国外主流厂商及平台

① GE ——Predix

按照Predix白皮书公布的信息，Predix平台的四大核心功能是链接资产的安全监控、工业数据管理、工业数据分析，云技术应用和移动性。平台架构共分为三层，分别为边缘连接层、基础设施层和应用服务层。其中，边缘连接层主要负责收集数据并将数据传输到云端；平台层主要提供基于全球范围的安全的云基础架构，满足日常的工业工作负载和监督的需求；应用服务层主要负责提供工业微服务和各种服务交互的框架，主要提供创建、测试、运行工业互联网程序的环境和微服务市场。

图2 Predix工业互联网平台架构

Predix平台主要通过一个名为Predix机器的功能模块采集工业数据，这是一个能嵌入到工业控制系统或网络中的软件栈，其嵌入方式主要由三种：

1)部署在网关。

对于支持通用工业通讯协议（如modbus，opc等）或TCP/IP等IT通讯协议的设备，Predix机器可以通过设备自身所支持的协议直接与设备进行通讯，在这种应用场景中，Predix机器往往部署在网关上，而网关起到设备与云之间的通讯连接作用；

2)部署在控制器。

Predix机器直接部署在设备的控制单元中，这样做能够削弱机器软件与硬件之间的联系，实现连接、可升级性、兼容性、远程访问等，使独立运行或在单独网络中运行的工业设备能够直接连接到云端，完成数据采集与实时分析；

3)部署在传感器节点。

在这一应用场景中，传感器部署在生产现场，完成数据采集，直接将数据上传至云端，在云端完成其他的数据处理操作。

为了实现对大量采集来的工业数据进行处理和分析，进而优化工业生产过程。Predix平台提供包括设备服务、数据服务、分析服务在内的一系列服务。具体实现过程：

Predix先通过设备服务为设备建模，再利用数据服务将采集的设备运行数据与来自其他的数据源的数据（包括设备模型、ERP数据）相结合，并根据数据的特点存储到不同类型的数据库中，最后采用分析服务对数据进行分析，进而输出分析结果。目前，Predix提供两种类型的数据分析：操作数据分析和历史数据分析。其中，操作数据分析实质是实时数据分析，对设备的状态变化进行实时分析与响应；历史数据分析是对海量历史数据进行分析，进而建立设备预防性维护模型。

面对当前不同行业数据的分析需求，Predix分析服务提供开发框架，一个基于微软Cloud Foundry框架的PaaS开发平台，利用这个开发平台，企业可以根据需求自主开发算法和模型，在通过配置、抽象以及扩展模型用于管理分析算法的执行。由于多年在航空、能源、电力、医疗等行业的经验和数据积累，Predix平台内部集成了一些针对飞机发动机引擎、医疗数据、能源数据的算法和模型。除此之外，GE及合作伙伴还基于Predix平台开发部署了一系列工业APP应用，包括计划和物流、互联产品、智能环境、现场人力管理、工业分析、资产绩效管理、运营优化等。

e-works认为，Predix平台基本实现了对工业互联网平台四大功能的全覆盖，属于比较典型的工业互联网平台。就目前而言，Predix工业互联网平台无论是在技术架构的领先性、功能服务的全面性、行业应用的覆盖度，以及业界的影响力等方面都要领先与同行，属工业互联网平台中的旗舰和标杆。

② 西门子——MindSphere

如果需要为Predix选择一个行业对手，我认为非MindSphere莫属。MindSphere是西门子推出的基于云的开放式物联网操作系统，自2016年4月发布以来受到了行业的广泛关注。MindSphere之所以有着强大的行业影响力就在于西门子不但在构建工业互联网理念，而且有着比较广泛的行业应用实践，包括一系列数字化工厂和无人工厂都是以MindSphere平台为核心构建。

图6 EcoStruxure工业物联平台架构

从字面上来讲，E代表了能效，CO代表了控制，EcoStruxure就是我们能效管理平台的总称。顾名思义，EcoStruxure平台的主要功能就是实现对企业的能源效率进行有效的管理以降低企业的运营成本。

EcoStruxure物联网平台共分三层，包括互联互通的产品、边缘控制以及应用、分析与服务。

1)互联互通的产品层

EcoStruxure物联网平台通过在断路器、变频器和制动器等关键设备中嵌入传感器、计算系统、IP网络和边缘分析等功能，可以实现对设备的发现和加载、设备的配置和通信、设备数据的收集和存储，并具备在设备层级进行本地分析、便捷配置和升级更新的能力。

针对产品的互联互通，施耐德电气推出了Altivar Machine变频器和Altivar Process变频器。其中，Altivar机器变频器设计用于满足智能机器的各种要求，并且能够在简单和复杂应用中给予原始设备制造商对于变频器的选择指向。Altivar Process变频器不只是一台变频器，而是一款智能型互联互通产品，企业可以通过移动端访问有关信息，从而实时做出业务决策。

2)边缘控制层

EcoStruxure物联网平台实现位于本地或云端运营的控制、管理、自动化和优化的各种构件。包括SoMachine、Mondicon M580 ePAC控制器、Foxboro、Triconex、机器自动化。

SoMachine软件

：是一款集成Vijeo-Designer软件的开放、高效的专业软件解决方案。它集成用于运动控制设备的配置和传送工具，具备对现场总线配置程序、专家诊断功能和故障调试功能，以及维护和可视化等多重功能。

Mondicon M580 ePAC控制器

：是一款基于工业以太网的可编程自动化控制器，其核心优势在于通过最先进的ARM架构微处理器将标准的以太网嵌入自动化控制器，并且将它应用到现场总线、控制总线和内部的背板总线等所有的通讯中，以及所有的设备和模块，例如配电、低压电路板、能源管理功能等，从而形成一个完整的、真正意义上的开放网络，实现无缝的连接和通讯的优化。

Foxboro DCS

：Foxboro系列控制与 I/O 设备能够无缝集成现场总线功能，包括现场总线基础、在现场的现场总线基础控制、HART、PROFIBUS、Modbus。Foxboro DCS无缝完整集成的控件与一套功能强大的工具相结合。

Triconex 过程安全解决方案

：为工厂提供全套的安全关键解决方案和全生命周期安全管理理念与服务，保持企业安全可靠稳定运行与盈利增效的同步。

机器控制

：可以实现对机器的协调控制或同步控制，适用于各种自动化系统和行业，包括各种自动化包装机器、物料搬运、暖通空调控制、泵控、材料加工控制等。

3)应用、分析与服务层

EcoStruxure平台提供对基于开放IP协议备最宽泛的容纳能力，能实现云连接，为控制、监视、远程联网和资产管理的应用、分析与服务的交付提供支持，这些全部都构建在微软Azure物联网套件之上。

e-works认为

：EcoStruxure平台的应用定位比较清晰，主要是提供电力系统及设备的互联、状态监控和效率优化。能支持较为宽泛的电力系统及设备的互联，并对设备的数据进行采集和分析。实现了工业互联网平台功能三个基本功能，即设备互联、数据采集和存储、数据分析及工业性能优化。但目前还不提供基于PaaS的开放平台，也不支持企业自主开发工业APP。

⑥ 艾默生——PlantWeb

2016年艾默生推出了经过扩展升级的Plantweb数字生态系统，这是一个基于标准的可扩展硬件、软件、智能设备和服务组合，它将数字智能进一步扩展到整个制造企业，并为现场应用提供了一个全面的框架，帮助制造商在安全性、可靠性、生产力和能源方面实现最佳绩效。

图8 霍尼韦尔工业物联平台架构

在霍尼韦尔的六层架构中，感知层、边界设备和网关主要实现设备的互联网，霍尼韦尔主要通过Sentience工业软件实现对数据的采集、分析和挖掘，该平台包含有数据的安全协议和数据分析软件，是连接工业物联网数据连接层、接口层和云服务层的重要工具。其连接方式主要通过两种方式：

1)通过已有的现场实时监测设备、自动化系统和信息系统来获取，如智能传感器、智能变送器、油气行业灌区的液位仪、油气的超声波流量计等。这些设备本身就携带大量的数据，可以通过设备连接到霍尼韦尔的物联网平台上。

2)将现场的设备直接通过OPC UA送到云端的数据中心进行数据分析。OPC UA是霍尼韦尔数据连接和管理的协议，它提供了一种开放的互联网数据的连接，既可以带上下文，也有相应的数据安全。

在数据分析和应用层面，霍尼韦尔主要通过数字智能的分析平台，该平台可以帮助客户采集所需的数据，进行可视化的发展趋势分析，得以与其他用户协作，预测和防止设备故障，并能够采取行动做出业务决策。除此之外，霍尼韦尔还提供自己开发的面向移动工业应用的APP软件，确保了工厂的经理、主管等运营人员与企业时刻保持互联。

在应用开发层面，霍尼韦尔提供Matrikon OPC UA软件开发工具包，这是一个不受平台、操作系统或大小限制的集成工具包，能够帮助用户快速、轻松地实现工业软件系统间的互联互通。

e-works认为：

霍尼韦尔提出的“至联致远”这个战略口号蕴含的是对连接手段和数据获取的重视。在应用开发层面，霍尼韦尔目前只为企业提供基于OPC UA的软件开发包，以支持异构设备的接入。但霍尼韦尔正在通过搭积木式的方式不断从软件层面寻求平台功能的突破。

⑧ 库卡——KUKA Connect

2017年，KUKAConnect平台正式推出，这是一个基于订阅的平台，不需要进行软件安装。KUKA Connect平台目前提供两种可用的服务。