物聯網産業(yè)爆發前夜，2020投資(zī)正當時

　　進入2020年，物聯網市場再度因為5G規模化商(shāng)用而引發了關(guān)注。實際上，自1999年首次提出物聯網概念以來，物聯網已經曆經20年的發展，但仍處于産業(yè)發展的初期，其原因很簡單：技術(shù)格局分散、産業(yè)集中(zhōng)度低，由此導緻了應用分散和(hé)商(shāng)業(yè)模式分散，整體物聯網産業(yè)發展緩慢，且前20年大多集中(zhōng)在上遊的芯片元器(qì)件等硬件領域。

　　不過，在過去的幾年時間裡，經過漫長的優勝劣汰以及加大投資(zī)，物聯網平台和(hé)工業(yè)網絡與互聯網的連接協議等重要的物聯網産業(yè)基礎格局開始出現了集中(zhōng)化：_{（子(zǐ)午物聯ziwuiot.com）}根據IoT   Analytics的數據，2019年排名前10位的物聯網平台所占份額為58%，而2016年前10位所占份額僅為44%;340多家工業(yè)連接供應商(shāng)中(zhōng)的網關(guān)(70+供應商(shāng))和(hé)OT集成(100+供應商(shāng))分别在各自領域展開收購合并;IO-Link、OPC   UA和(hé)MQTT分别成為增長最快I/O、OT、IT連接通(tōng)信協議，圍繞這三大協議的供應商(shāng)正在聚集;在更廣的領域，LPWAN(LoRa、NB-IoT、SigFox)、5G等廣域物聯網通(tōng)信技術(shù)都各自獲得了一定廠商(shāng)陣營的支持且取得了商(shāng)業(yè)化進展。

　　更重要的是，IoT   Analytics的另一份2019用戶滿意度調研顯示：超過80%的用戶表示其IoT平台投資(zī)獲得了可(kě)觀的ROI，這與此前出現的大量IoT失敗案例形成了鮮明對比。以上種種迹象表明，2020年将成為物聯網應用爆發元年，此時投資(zī)物聯網項目正當時。

　　物聯網平台集中(zhōng)化

　　與前20年物聯網産業(yè)主要發力RFID、LoRa、NB-IoT等芯片和(hé)元器(qì)件硬件相比，近幾年來雲與互聯網巨頭開始發力物聯網平台，這為下(xià)遊物聯網應用的規模化發展奠定了基礎。

　　根據IoT   Analytics于2019年12月(yuè)發布的“物聯網平台競争格局2020報告”：當前全球共有620個(gè)物聯網平台供應商(shāng)，高于2017年的450個(gè);而2017年進入IoT   Analytics榜單的450家IoT平台公司中(zhōng)，有47家停止運營、有70家被收購，被收購的70家公司中(zhōng)有22家繼續獨立運營。不過自2017年後又有初創公司或其它大公司的聯合新平台出現，例如(rú)成立于2017年并于2019年推出、由BMW和(hé)Microsoft合作的開放制造平台Adamos。

　　盡管市場上仍有620家物聯網平台供應商(shāng)，但産業(yè)集中(zhōng)度已經進一步加深：前10位的市場份額已經提升到58%，超過50%的水平。AWS和(hé)微軟成為物聯網平台的前兩大平台商(shāng)，其中(zhōng)AWS和(hé)微軟都在2017年推出了有限功能的物聯網平台，随後對物聯網平台進行了大幅投資(zī)，包括微軟在2018年4月(yuè)宣布向物聯網領域投資(zī)50億美元，這些投資(zī)已于2019年見到成效，兩家公司物聯網平台的收入排名都很高，在IoT  Analytics的“2019物聯網平台最終用戶滿意度調研報告”也占據主導地位。

　　按最終用戶滿意度，AWS物聯網平台是全球最佳物聯網平台，其各種物聯網服務，尤其是分析和(hé)設備管理、可(kě)用性等都獲得了最終用戶的認可(kě);微軟Azure物聯網平台在包括“安全功能”在内的多個(gè)方面均獲得“同類最佳”。“2019物聯網平台最終用戶滿意度調研報告”評選的八大領導性用戶滿意度物聯網平台分别為：AWS、微軟、Oracle、Google、Cisco、Verizon、IBM和(hé)PTC;處于挑戰者地位的物聯網平台包括：華為、SAP、AT&T、阿裡、GE、西門子(zǐ)、Accenture等13家。

　　整體來說，随着物聯網平台向以雲服務和(hé)電信運營商(shāng)為主的平台聚集，物聯網平台的格局基本已定。由此帶來了物聯網項目的成功率：早在2017年的時候，Cisco的一份調查顯示物聯網項目的失敗率達到了75%;而IoT   Analytics的“2019物聯網平台最終用戶滿意度調研報告”顯示，2019年有超過80%的用戶表示對物聯網平台投資(zī)獲得了可(kě)觀的ROI，凸顯了物聯網平台在2019年的可(kě)行性，而且最佳的物聯網平台項目在一年之内就能收回投資(zī)。

　　打通(tōng)IT與OT

　　随着物聯網平台的集中(zhōng)化，下(xià)遊物聯網應用即将爆發，當前物聯網應用的第一大領域就是制造業(yè)。IoT   Analytics的“物聯網平台競争格局2020報告”顯示，50%的物聯網平台都有專門的制造/工業(yè)解決方案，而物聯網平台在制造領域的典型用例包括狀态監測和(hé)預測維護、通(tōng)用儀表盤和(hé)可(kě)視化、能源監測和(hé)質量控制等。

　　長期以來，在制造業(yè)和(hé)工業(yè)領域就存在着OT設備與IT設備通(tōng)信的難題。所謂OT設備，即主要指工業(yè)自動(dòng)化和(hé)工業(yè)控制設備，主要用于生産現場設備的控制與通(tōng)信;OT軟件涉及SCADA工廠生産數據采集與監控、MES生産制造執行、PLC現場總線控制和(hé)DCS集散控制系統等。從70年代開始，IT和(hé)OT都分别從各自路(lù)徑出發，形成了廣為接受的5層架構：ERP、MES、SCADA、PLC/DCS、I/O，而在過去的幾十年中(zhōng)有數百家公司為5層堆棧中(zhōng)的各個(gè)層面提供産品和(hé)服務，并以捆綁的自動(dòng)化硬件和(hé)軟件生态為主，羅克偉爾、艾默生、霍尼韋爾、西門子(zǐ)、ABB、GE、施耐德、歐姆龍、松下(xià)等廠商(shāng)把控着工業(yè)自動(dòng)化市場的豐厚利潤。

　　近年來，以最終用戶為中(zhōng)心的開放流程自動(dòng)化(Open Process Automation)論壇(The Open   Group)以及許多流程自動(dòng)化廠商(shāng)的社區支持表明，工業(yè)自動(dòng)化領域高度垂直集成的業(yè)務模型(即自動(dòng)化“金字塔”)已經受到威脅并且可(kě)能會走到盡頭;在另一方面，随着數字化轉型和(hé)工業(yè)4.0的推進，新型工業(yè)連接技術(shù)和(hé)協議正在創建新的數據收集體系結構，這些體系結構挑戰了5層體系結構，并有望引入更具擴展性、成本效益和(hé)針對工業(yè)領域的連接解決方案。

　　根據IoT   Analytics的“2019-2024年工業(yè)連接市場報告”：越來越多的工業(yè)資(zī)産運營商(shāng)和(hé)制造商(shāng)正在為其資(zī)産增加連接性;到2020年，工廠中(zhōng)約50%的工業(yè)資(zī)産将連接到某種形式的本地或遠(yuǎn)程數據收集系統;連接的工業(yè)資(zī)産的比例預計将繼續上升，這将驅動(dòng)一個(gè)從現在到2024年的382億美元市場。工業(yè)連接市場包括硬件、軟件和(hé)解決方案，随着越來越多的工廠選擇端到端數據收集解決方案，從而繞過傳統的自動(dòng)化“金字塔”并直接将數據發送到雲，工業(yè)連接解決方案的增長速度将超過整體市場。

　　所謂繞過傳統的自動(dòng)化“金字塔”，這一方面是“金字塔”頂端的ERP和(hé)MES正在向雲端遷移，另一方面是工業(yè)邊緣設備特别是工業(yè)PC和(hé)邊緣數據中(zhōng)心的出現實現了工業(yè)數據直接上雲。新的連接性體系結構包括新的連接協議、新的硬件設備和(hé)新的軟件技術(shù)，其中(zhōng)新的連接協議如(rú)LPWAN可(kě)讓工業(yè)傳感器(qì)直接連接到雲，新的硬件設備如(rú)HPE的EdgeLine工業(yè)PC可(kě)以運行各種工業(yè)連接軟件、研華科技的RTU物聯網遠(yuǎn)程終端可(kě)直接連入Azure雲等，新的軟件技術(shù)如(rú)Inductive   Automation和(hé)微軟Azure的嵌入式物聯網軟件可(kě)運行在小到樹(shù)莓派的邊緣設備上，而這些邊緣連接軟件供應商(shāng)的合作夥伴計劃對第三方供應商(shāng)的工業(yè)連接硬件進行了預認證。

　　說到工業(yè)連接協議，就必須要提到I/O Link、OPC UA(Unified Architecture)和(hé)MQTT三大協議，其中(zhōng)I/O  Link實現了對現場傳感器(qì)和(hé)執行器(qì)的點對點通(tōng)信、OPC   UA是國際工業(yè)互操作标準組織OPC基金會主導的工業(yè)數據交換規範、MQTT是在TCP/IP協議族基礎上針對受限環境(例如(rú)機器(qì)與機器(qì)通(tōng)信和(hé)物聯網)的一種ISO标準通(tōng)信協議。值得一提的是，2019年11月(yuè)，成立于1996年的OPC基金會迎來了第699個(gè)成員富士康工業(yè)互聯網公司，至此OPC基金會已經廣泛覆蓋了工業(yè)自動(dòng)化、IT、OT、IIOT、M2M、工業(yè)4.0、機械工具、醫藥、石化、智慧能源等領域的廠商(shāng)，而OPC  UA over TSN是面向下(xià)一代實時工業(yè)以太網TSN的數據交換規範，業(yè)界有望在2020年推出符合這一規範的自動(dòng)控制設備。

　　當前，已經有越來越多的工業(yè)連接供應商(shāng)采用了I/O Link、OPC UA和(hé)MQTT這三大标準，而随着OPC UA over  TSN的進展，也将推動(dòng)業(yè)界進入下(xià)一個(gè)實時工業(yè)以太網階段，IT與OT将深度融合，這将為工業(yè)物聯網打開新的機遇大門。

　　容器(qì)與工業(yè)軟件

　　在談到IT與OT融合時，就不得不提到2019年大火的Kubernetes容器(qì)集群管理平台。_{（子(zǐ)午物聯ziwuiot.com）}自2018年開始，就已經有大批IT技術(shù)廠商(shāng)集聚在CNCF雲原生基金會的Kubernetes項目及生态中(zhōng)，以Docker容器(qì)和(hé)Kubernetes跨雲和(hé)IT的Docker容器(qì)集群管理平台已經取得了雲計算領域iPaaS資(zī)源管理平台的産業(yè)主導地位，更重要的是這一組合正在全面改變雲計算架構上的軟件開發方式。

　　2018年底，專注于OT和(hé)自動(dòng)化工程領域的市場咨詢公司ARC Advisory   Group發表觀點指出：以容器(qì)和(hé)Kubernetes為代表的雲計算技術(shù)及其軟件開發模式，正在颠覆工業(yè)自動(dòng)化領域，特别是将有可(kě)能終結傳統工業(yè)自動(dòng)化捆綁式的技術(shù)和(hé)商(shāng)業(yè)模式。ARC  Advisory   Group指出，這種颠覆幾乎完全是由新的軟件技術(shù)而不是硬件驅動(dòng)的，它要求所有類型的工業(yè)自動(dòng)化與控制技術(shù)供應商(shāng)采用來自雲計算領域的新興軟件技術(shù)和(hé)實踐。

　　在過去的五到十年中(zhōng)，容器(qì)的開發、部署和(hé)編排軟件工具已經非常成熟，容器(qì)讓開發人員的重點從管理硬件資(zī)源轉向管理應用程序。這種新型軟件開發、部署與運維管理方式，正在深刻影響工業(yè)自動(dòng)化與控制領域裡的嵌入式系統和(hé)嵌入式軟件。ARC  Advisory   Group指出，容器(qì)技術(shù)在交付和(hé)管理分布式和(hé)高可(kě)用性應用的能力方面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統的嵌入式系統軟件技術(shù)，有效使用容器(qì)部署和(hé)業(yè)務流程軟件将是未來流程自動(dòng)化系統的關(guān)鍵成功因素。

　　工業(yè)軟件通(tōng)常包括生産管理軟件、研發設計軟件、生産控制軟件、協同集成軟件及工業(yè)裝備嵌入式軟件。根據工信部中(zhōng)國電子(zǐ)信息産業(yè)發展研究院(CCID)的數據，我國工業(yè)嵌入式軟件占工業(yè)軟件市場的60%。傳統的工業(yè)嵌入式軟件一直存在着操作系統和(hé)軟件工具鍊支離(lí)破碎、開發速度慢、硬件/軟件集成困難、開發人員基數小等很多問(wèn)題，特别是嵌入式軟件無法自動(dòng)升級而帶來安全隐患。一直以來，工業(yè)單位或制造工廠的應用程序，可(kě)能涉及來自不同供應商(shāng)的數百個(gè)硬件模塊，這些模塊運行來自不同供應商(shāng)的應用程序軟件。未來的工業(yè)軟件和(hé)嵌入式系統将要求更好地部署和(hé)協調軟件，軟件堆棧可(kě)以自動(dòng)升級，特别是嵌入式系統從頂部應用程序到底層操作系統和(hé)管理程序都能夠自動(dòng)升級。

　　當前的軟件開發分為三大類：企業(yè)軟件(運行業(yè)務并運行在本地數據中(zhōng)心)、嵌入式軟件(在設備内部運行)以及雲軟件(在第三方雲資(zī)源上運行)。ARC  Advisory   Group認為，在未來五年左右的時間裡，雲軟件開發技術(shù)将主導其它形式的軟件開發，這三種形式将在很大程度上融合。融合的第一階段是所謂的雲原生軟件開發，這标志着傳統企業(yè)軟件和(hé)雲軟件的融合;這将推動(dòng)第二階段的融合，規模縮小的雲本地軟件将滿足嵌入式系統軟件的需求，ARC  Advisory Group強調這将是物聯網(IoT)的“面包和(hé)黃油”，尤其是工業(yè)物聯網。

　　ARC認為，很可(kě)能五年内所有軟件開發都将使用雲軟件開發方法。當前正在上演“軟件正在吞噬世界”，而正在“吞噬軟件開發世界”的軟件就是雲軟件開發和(hé)工具，即使在嵌入式軟件這個(gè)孤立而又專業(yè)化的領域，很可(kě)能被雲軟件技術(shù)所超越和(hé)吞噬。實際上，使用Docker和(hé)Linux容器(qì)部署的工業(yè)軟件，已經在過去兩年中(zhōng)被引入許多工業(yè)産品中(zhōng)。一種稱為Unikernel的新興雲技術(shù)将嵌入式軟件開發的小規模與雲平台執行相結合，風險投資(zī)已經開始對企業(yè)和(hé)工業(yè)物聯網市場的Unikernel技術(shù)公司進行投資(zī)。現在，容器(qì)軟件可(kě)以縮小到非常小的系統，Docker  Runtime軟件已移植到小型ARM核心單闆計算機，并且用于支持工業(yè)物聯網應用程序和(hé)服務。

　　随着基于Linux的Docker容器(qì)技術(shù)向工業(yè)軟件特别是工業(yè)嵌入式軟件的“入侵”，關(guān)于工業(yè)邊緣計算(Industrial Edge   Computing)的話題就成為2019年的熱門話題之一。2019年6月(yuè)，Linux基金會旗下(xià)的邊緣計算項目LF Edge   Project發布了開源Akraino Edge Software初始版本，Akraino Edge是EdgeX工業(yè)邊緣軟件。Akraino   Edge源于AT&T，主要服務于電信邊緣計算，但其初始版本也可(kě)以服務于IoT網關(guān)以及其它邊緣計算節點。

　　中(zhōng)小公司和(hé)創業(yè)公司的機遇

　　物聯網平台、工業(yè)連接、工業(yè)邊緣和(hé)新的工業(yè)軟件技術(shù)堆棧的進展，除了讓企業(yè)用戶可(kě)以放心投資(zī)物聯網項目外，也為中(zhōng)小公司和(hé)創業(yè)公司打開了新時代的機遇之門。

　　對于中(zhōng)小型工業(yè)自動(dòng)化供應商(shāng)來說，   Linux的日益普及以及新的虛拟化技術(shù)正在幫助推動(dòng)兩個(gè)邊緣計算的關(guān)鍵趨勢：工廠和(hé)機器(qì)制造商(shāng)都在采用基于Linux的解耦解決方案，這有助于避免硬件供應商(shāng)的鎖定并支持更具可(kě)擴展性和(hé)面向未來的體系結構，未來的工業(yè)連接硬件将基于Linux并且能夠運行各種第三方工業(yè)連接軟件應用程序;工業(yè)連接功能，如(rú)協議轉換、雲連接甚至過程控制，都可(kě)以使用第三方軟件在基于Linux的硬件上執行，将所有這些功能組合在單個(gè)設備(例如(rú)工業(yè)PC或數據中(zhōng)心)中(zhōng)可(kě)以大幅降低傳統硬件成本。中(zhōng)小型工業(yè)自動(dòng)化硬件供應商(shāng)可(kě)以在提供基于Linux工業(yè)連接硬件方面建立優勢地位。

　　而對于創業(yè)公司來說，面向工業(yè)領域和(hé)工業(yè)邊緣的機器(qì)學習與數據分析将是一大機遇。IoT   Analytics評選了2019十大物聯網初創公司，其中(zhōng)有7家專注于數據分析/人工智能/數據科學領域，此外還有一家從事工業(yè)安全、一家從事工業(yè)網絡、一家從事機器(qì)人軟件。顯然，數據分析、人工智能和(hé)數據科學類軟件和(hé)雲服務是物聯網的一個(gè)主流創業(yè)方向，這也凸顯了物聯網平台集中(zhōng)化和(hé)高度成熟後，其上的生态就開始繁榮起來。

　　IoT Analytics是從全球1000多家物聯網初創公司中(zhōng)篩選出十大初創公司。截止2019年7月(yuè)，經過IoT   Analytics驗證的物聯網初創公司的融合總額為36億美元，這說明物聯網仍然是重要的創新領域，一些創業(yè)公司在不到6年的時間内籌集了1億美元以上的資(zī)金。

　　根據IoT Analytics 的IoT Startups Report&Database  2019，30%的初創公司專注于工業(yè)/制造業(yè)客戶。_{（子(zǐ)午物聯ziwuiot.com）}工業(yè)/制造場景為物聯網的變革提供了巨大的潛力，近年來工業(yè)/制造領域的物聯網部署數量經曆了高速增長。大多數初創企業(yè)都在開發軟件以提高運營效率，并創建新的工廠和(hé)現場應用程序，例如(rú)交互式機器(qì)人。

　　另外，43%的物聯網初創公司成立于北美。美國，尤其是舊金山灣區，是科技創業(yè)公司的傳統“溫床”，該地區在分析、物聯網平台和(hé)以物聯網安全為重點的初創公司中(zhōng)所占份額較高，而以硬件為重點的初創公司(例如(rú)完整的物聯網設備解決方案和(hé)其它硬件)所占的份額則相對較低。

　　總體來說，進入2020年，物聯網平台、IT與OT融合和(hé)新的工業(yè)軟件體系都取得了階段性進展，這為物聯網引領下(xià)一步數字化轉型奠定了十分堅實的基礎，也為創業(yè)公司和(hé)中(zhōng)小企業(yè)打開了真正的産業(yè)機遇大門。有理由相信，2020是物聯網投資(zī)的最佳窗口期，将為捕捉未來五到十年的數字經濟和(hé)數字财富增長奠定基礎。