2013年德國提出工業(yè)4.0的制造業(yè)戰(zhàn)略以來,在國家戰(zhàn)略層面，美國、中國等也分別推出先進制造業(yè)發(fā)展計劃和中國制造2025;在技術(shù)使能層面，各國都不約而同的提出了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(Industrial Internet of Things，IIoT)的概念，并對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)如何推動業(yè)務轉(zhuǎn)型、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)體系及應用模式進行了一定的探討。國際上領(lǐng)先的軟硬件企業(yè)，如Accenture埃森哲、Honeywell霍尼韋爾、Bosch博世、GE通用電氣、PTC參數(shù)技術(shù)公司等，則分別從咨詢、硬件、軟件平臺等不同角度給出了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的解決方案。

　　美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC在2016年11月15日推出的《工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務戰(zhàn)略及創(chuàng)新框架》，從實施方法論角度給出了企業(yè)推行IIoT的總體框架。作者基于該框架，結(jié)合先進企業(yè)提出的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，將分別從業(yè)務驅(qū)動及企業(yè)戰(zhàn)略、業(yè)務模式創(chuàng)新體系、實施策略等三個層面給出詳細的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實施體系化說明，以幫助企業(yè)確定工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應用機遇、業(yè)務模式創(chuàng)新方向和具體實施方法，從而減少企業(yè)推行工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實施風險。本文主要從業(yè)務驅(qū)動及企業(yè)戰(zhàn)略層面，首先對IIoT的概念、應用IIoT的挑戰(zhàn)進行分析，之后給出IIoT實施框架的說明，并對IIoT的業(yè)務驅(qū)動、轉(zhuǎn)型方向、實施準備分別進行了詳細闡述。

　　什么是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)?

　　TechTarget給出的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)定義為：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)在制造業(yè)的應用，它整合機器學習和大數(shù)據(jù)技術(shù)、傳感器數(shù)據(jù)收集技術(shù)、M2M通訊及自動化技術(shù)，以此提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和支持業(yè)務智能決策，并為質(zhì)量控制、可持續(xù)性和綠色工程、供應鏈追溯和整體產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化提供支撐。

　　Honeywell給出的定義是：IIoT是一個網(wǎng)絡之網(wǎng)絡，其利用互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接人員、流程和設備，緊密融合智能互聯(lián)設備、企業(yè)集成自動化、安全的云端數(shù)據(jù)和高級分析等能力，以實現(xiàn)業(yè)務優(yōu)化的新模式創(chuàng)新。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT與其他概念的關(guān)系：

　　IIoT與IoT：IoT主要側(cè)重通過物聯(lián)為用戶提供便利，以提高人的生產(chǎn)力;IIoT是IoT在工業(yè)領(lǐng)域的應用，重點是通過聯(lián)接設備和系統(tǒng)，提高效益、安全性和產(chǎn)能，由于涉及工業(yè)生產(chǎn)，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要，如設備運行監(jiān)控、生產(chǎn)線安全監(jiān)視、設備故障預測分析等。

　　IIoT與智能制造：智能制造是企業(yè)未來的先進制造業(yè)務體系，更偏重借助新技術(shù)、新方法后的業(yè)務模式轉(zhuǎn)變，也是企業(yè)未來要達到的一種狀態(tài)，IIoT是其基礎支撐能力。

　　實施工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的主要挑戰(zhàn)

　　隨著全球再工業(yè)化帶來的市場競爭壓力的不斷增大，企業(yè)根據(jù)自身發(fā)展實際需求推進工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設將成為未來的趨勢。根據(jù)Accenture對全球工業(yè)企業(yè)1400多位業(yè)務決策人員的調(diào)查，84%的人認為IIoT將會給企業(yè)帶來潛力無窮的價值，但是只有7%的人認為他們當前具備清晰的IIoT推行策略，目前在此方面所做的投入與產(chǎn)出也不匹配。

　　全球經(jīng)濟論壇在2015年的報告《工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：釋放互聯(lián)產(chǎn)品和服務的潛能》中給出了實施IIoT主要挑戰(zhàn)的調(diào)查統(tǒng)計，如圖1所示。其主要挑戰(zhàn)包括：缺乏互操作性和標準、安全性、ROI不確定、遺留設備(缺少聯(lián)接或嵌入式傳感器)。其中，互操作性和標準、安全性等問題為實施IIoT的基礎支撐能力，ROI不確定、遺留設備等問題等則為企業(yè)實施IIoT的戰(zhàn)略及業(yè)務模式轉(zhuǎn)型的問題。

　　圖1 實施IIoT的主要挑戰(zhàn)

　　針對這些挑戰(zhàn)，通過單一的企業(yè)很難應對。因此，高效的IIoT戰(zhàn)略有必要引入不同級別的參與者或業(yè)務合作伙伴。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略與模式創(chuàng)新

　　企業(yè)是否引入IIoT，引入IIoT戰(zhàn)略的目標是什么，需要投入多少資金及人員并持續(xù)多長時間?這是首先擺在企業(yè)決策層面前的主要問題。企業(yè)決策層需要遵照企業(yè)的總體發(fā)展目標，從戰(zhàn)略上選擇適合企業(yè)自身發(fā)展的IIoT機會，并平衡IIoT的實施風險與保持市場領(lǐng)導地位之間的關(guān)系。

　　與商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)類似，IIoT可以轉(zhuǎn)變多個行業(yè)的現(xiàn)有業(yè)務模式，在業(yè)務多個層面為企業(yè)帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。Alexander Osterwalder和Yves Pigneur對業(yè)務模式給出了清晰的定義：“業(yè)務模式用以定義一個組織如何創(chuàng)建、交付和捕獲價值的基本原理。”IIoT在業(yè)務層面的引入，將會帶來客戶傳統(tǒng)業(yè)務模式的轉(zhuǎn)變，但是在IIoT機會相關(guān)的業(yè)務管理方式上也需要一個結(jié)構(gòu)化的框架來定位、選擇、實施IIoT，確保IIoT符合總體戰(zhàn)略的需求，該框架由四部分組成：

　　構(gòu)思：該階段通過可重復的流程標識IIoT應用機會。其中，IIoT應用包括兩類：使用IIoT技術(shù)優(yōu)化現(xiàn)有的產(chǎn)品、服務和業(yè)務運營;基于創(chuàng)新業(yè)務模式設計的IIoT新方案。

　　準備：細化業(yè)務決策中明確的IIoT機會，分析和聚焦問題并進行基本的假設，團隊成員分工對假設進行驗證。

　　評估：開發(fā)可接受的業(yè)務場景和實施風險表，該階段需要考慮第一階段IIoT應用的投資決策，隨之是第二階段及其后應用機會的投資預估。

　　啟動：掌握IIoT軟硬件部署及實施所需的執(zhí)行能力，開展相應的IIoT項目。該階段需要考慮多專業(yè)項目團隊之間的文化差異。

　　當前多數(shù)企業(yè)對IIoT會為企業(yè)帶來多大的效益持謹慎態(tài)度，企業(yè)領(lǐng)導層不確定IIoT與以往模式的差異、以及如何定義基于IIoT的新業(yè)務戰(zhàn)略。不過，很多企業(yè)領(lǐng)導層也認識到，雖然當前不能完全理解IIoT引入后對未來競爭格局的變化，但是企業(yè)盡快了解和掌握IIoT新技能將是未來業(yè)務成功的關(guān)鍵。

　　為了應對企業(yè)IIoT實施層面的上述挑戰(zhàn)，為企業(yè)進行IIoT選擇及實施提供方法論指導，特定義了如圖2的IIoT實施框架。

　　圖2 IIoT實施框架

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的驅(qū)動力

　　IIoT的驅(qū)動力來自業(yè)務及社會效益兩個層面，在業(yè)務層面推動業(yè)務模式變革和市場新機會;在社會效益層面則帶來新的工作機會、提升人機協(xié)同效率等。

　　(1)業(yè)務和市場驅(qū)動

　　企業(yè)推行IIoT的驅(qū)動力主要由快速變化的、激烈的市場競爭壓力引起，企業(yè)為了保持行業(yè)內(nèi)的市場領(lǐng)導地位，必須持續(xù)審視和優(yōu)化業(yè)務戰(zhàn)略、規(guī)劃和運營模式，以尋找在現(xiàn)有市場中的特有競爭方式并創(chuàng)建新的市場領(lǐng)域。

　　要實現(xiàn)上述目標，需要實現(xiàn)“過去—現(xiàn)在—未來”的能力，即對“過去”的活動實現(xiàn)洞察，對“現(xiàn)在”的活動實現(xiàn)實時監(jiān)控和調(diào)整，對“未來”的情景實現(xiàn)預測。這種“過去—現(xiàn)在—未來”的能力將逐漸成為企業(yè)的核心競爭優(yōu)勢能力。

　　上述的環(huán)境給企業(yè)帶來激烈競爭壓力的同時，也將為創(chuàng)業(yè)公司或小型企業(yè)帶來大量新的機會，這些企業(yè)可以以更靈活的方式融入到大公司的生態(tài)系統(tǒng)中，并為環(huán)境帶來活力。

　　(2)社會驅(qū)動

　　除了業(yè)務及市場的驅(qū)動外，IIoT的應用還有來自于社會的驅(qū)動，以對社會效益產(chǎn)生廣泛和積極的影響，并達到如下的目標：

　　創(chuàng)造新的工作機會;

　　較少人力和提升人機協(xié)同決策效率和準確性;

　　產(chǎn)生環(huán)境效益;

　　為公共健康、安全和生活質(zhì)量提供服務。

　　在創(chuàng)造新的工作機會方面，IIoT實現(xiàn)大量設備、應用、產(chǎn)品、數(shù)據(jù)源的互聯(lián)，一方面需要高級的IIoT實施人員，另一方面新的應用及新的業(yè)務也需要新的角色和技能。

　　在提高人機協(xié)同決策效率方面，內(nèi)外部數(shù)據(jù)的集成將為綜合決策提供基礎支撐，而基于數(shù)據(jù)集成基礎上的大數(shù)據(jù)分析則可以提高協(xié)同效率。例如，在醫(yī)院中互聯(lián)集成的床位醫(yī)療設備與傳統(tǒng)的醫(yī)院信息系統(tǒng)進行整合，使得醫(yī)生和病人可以關(guān)注關(guān)鍵醫(yī)療數(shù)據(jù)并對未來可能的病情進行預測。

　　在環(huán)境、公共安全等方面，主要利用IIoT在報告、實時分析、預測分析方面的能力，對科學研究、環(huán)境資源利用等方面的過去數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀狀態(tài)和未來情景進行分析、監(jiān)測、預測，從而提升環(huán)境條件、生命和體驗質(zhì)量等。

　　基于IIoT的業(yè)務轉(zhuǎn)變方向

　　將IIoT引入企業(yè)后，業(yè)務轉(zhuǎn)變的方向主要包括四個方面：企業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)主體業(yè)務及市場模式的升級、異地組織體系的整合、提升研發(fā)及生產(chǎn)效率、創(chuàng)造客戶附加值和提升用戶體驗。下面分別進行說明：

　　(1)主體業(yè)務及市場模式升級

　　企業(yè)當前的研發(fā)、生產(chǎn)、運營、市場等整體業(yè)務價值鏈是企業(yè)生存和發(fā)展的基礎，引入IIoT能力，首當其沖要與這些內(nèi)部要素相結(jié)合，并從提升企業(yè)核心競爭力和為客戶創(chuàng)造更大價值的角度出發(fā)，改造升級現(xiàn)有主體業(yè)務價值鏈。如客戶高度參與產(chǎn)品研制過程、客戶訂單驅(qū)動的生產(chǎn)及運營管理、客戶體驗式營銷等。

　　除了業(yè)務主體流程的變化，在產(chǎn)品研發(fā)中加入IIoT的能力，使得產(chǎn)品或技術(shù)可以作為獨立系統(tǒng)或其他復雜系統(tǒng)的嵌入式部分，融入產(chǎn)品互聯(lián)運營體系，為客戶快速創(chuàng)造價值，將為企業(yè)打開產(chǎn)品銷售的新模式。該機會不僅僅適用于產(chǎn)品供應商，也適用于服務供應商。

　　(2)異地組織體系的整合

　　隨著市場的不斷細分化，新的工廠生態(tài)系統(tǒng)可能是很多形式，如設備制造廠、航空公司、醫(yī)院等，而任何地點都可能產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。IIoT將為聯(lián)接上述生態(tài)系統(tǒng)中不同的業(yè)務和統(tǒng)一數(shù)據(jù)源提供支撐，而把分散的數(shù)據(jù)源頭統(tǒng)一起來需要一個新模式、新組織、新流程來支持組織單元能夠一起協(xié)同運營。

　　企業(yè)在構(gòu)建新模式進行異地組織體系整合時，需要考慮將不同層次的數(shù)據(jù)進行集成的意義，并準確定義數(shù)據(jù)分析能力需要駐留在機器層、IT/OT邊界層還是IT層，并考慮系統(tǒng)安全、資源/數(shù)據(jù)/業(yè)務組織/運營流程的變化應對機制。

　　(3)產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)效率提升

　　企業(yè)產(chǎn)品和服務持續(xù)演變的周期將不斷加速，迫使企業(yè)引入IIoT的能力進行業(yè)務模式轉(zhuǎn)變，以提升研發(fā)和生產(chǎn)效率。

　　在企業(yè)內(nèi)將聯(lián)接的設備、廣源的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析能力整合起來，將為企業(yè)提供特定領(lǐng)域的洞察能力。例如，在鐵路領(lǐng)域，通過監(jiān)控鐵軌和火車狀態(tài)信息、客戶旅行模式、燃料消耗情況等，可以為鐵路裝備制造企業(yè)和鐵路服務部門提供洞察力，以改進火車特性、提供新的服務、提高安全性、提高火車運營效率等。

　　在工廠制造環(huán)境中，從互聯(lián)的內(nèi)部設備和系統(tǒng)中收集和分析數(shù)據(jù)，通過集成這些數(shù)據(jù)資源，能夠在生產(chǎn)和運營效率方面提供與上述類似的洞察能力。在生產(chǎn)執(zhí)行效率方面，將聯(lián)接設備的實時數(shù)據(jù)與業(yè)務管理數(shù)據(jù)(銷售、服務、供應鏈等數(shù)據(jù))整合，可以提供生產(chǎn)執(zhí)行過程中的實時和問題洞察能力;在運營效率方面，可以基于前文提到的“過去—現(xiàn)在—未來”的方法實現(xiàn)運營歷史數(shù)據(jù)分析、實時運營效能監(jiān)控、未來運營問題預測，以優(yōu)化整體運營管理業(yè)務。

　　(4)創(chuàng)造客戶附加值

　　IIoT方案除了可以提升產(chǎn)品研發(fā)及運營效率外，另外一個重要的價值是在產(chǎn)品服務模式、產(chǎn)品使用習慣和客戶體驗方面為客戶創(chuàng)造價值。企業(yè)在實施IIoT項目時要同步考慮運營優(yōu)化和市場戰(zhàn)略價值的優(yōu)化，而運營環(huán)節(jié)也需要放在整體業(yè)務和客戶應用環(huán)境中進行綜合考慮。

　　以拖拉機的運營為例，農(nóng)業(yè)設備運營商以及拖拉機設備傳感器提供設備運營數(shù)據(jù)，再融合外部數(shù)據(jù)(如氣候、土壤數(shù)據(jù)、產(chǎn)量預測算法、害蟲信息、當?shù)剞r(nóng)場數(shù)據(jù)等)，就可以使得農(nóng)場主的業(yè)務運營形成一個完整的體系，并具備分析預測能力，對何時進行播種、如何進行收割、當前做了什么、環(huán)境的影響如何等進行清晰地洞察。

　　IT/OT融合的機會

　　IIoT解決方案可以實現(xiàn)IT業(yè)務系統(tǒng)、OT設備及系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心的聯(lián)接和集成。IT端的業(yè)務聚焦在業(yè)務相關(guān)功能的處理，包括工資單、數(shù)據(jù)庫、客戶訪問數(shù)據(jù)、各種業(yè)務分析、報告工具、庫存信息等。OT端則集中在那些構(gòu)建、執(zhí)行、控制、監(jiān)控工業(yè)和服務流程的系統(tǒng)和設備上。目前，很多大型傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的運營模型都包括IT和OT的資產(chǎn)，雖然有些已經(jīng)在IT/OT方面進行了一些集成，但是不同的市場領(lǐng)域集成度有所不同，而且很多集成方式是人為的、松散的或者是煙囪式的。如圖3所示。

　　圖3 IT/OT當前狀態(tài)及未來融合趨勢

　　圖3中的傳統(tǒng)模式中，IT和OT專業(yè)之間的協(xié)同和銜接是有限的，為此形成的組織模式使得IT和OT以不同的方式、流程、系統(tǒng)、評價體系各自進行單獨組織和管理。這種狀態(tài)，使得OT運營環(huán)節(jié)無法有效地利用洞察力提升生產(chǎn)運營能力，IT業(yè)務管理環(huán)節(jié)則難以從物理世界獲得實時分析的能力，以支持業(yè)務模式的靈活調(diào)整。

　　IIoT的出現(xiàn)，使得IT/OT兩個領(lǐng)域的整合及數(shù)據(jù)集成成為可能，并使得這兩個領(lǐng)域可以繼續(xù)作為獨立的實體進行運營，但是在IT/OT之上需要構(gòu)建更多的集成業(yè)務體系，以形成整體的業(yè)務整合能力，為內(nèi)部的效率提升和外部的客戶價值創(chuàng)造提供支持。

　　例如，飛機航線的IT部門管理業(yè)務系統(tǒng)(飛機預訂、航線管理、運營規(guī)劃、庫存管理等)，而OT部門則管理地面保障和飛行運營監(jiān)控。在每一次飛行時，飛機將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可以幫助飛行更安全和高效。飛行數(shù)據(jù)與地面維修數(shù)據(jù)和外部信息(如天氣數(shù)據(jù)等)進行整合，使得航線IT部門能夠更好地進行維修預測和飛行分析，預測、優(yōu)化和業(yè)務分析的數(shù)據(jù)可以影響飛行員和機組的實時活動，在整體上則可以優(yōu)化航線運營業(yè)務、降低成本、創(chuàng)造新的客戶價值和提升運營的安全性。

　　IIoT的目標不是簡單的實現(xiàn)IT/OT的銜接，而是在此基礎上，為企業(yè)級的業(yè)務和運營提供數(shù)據(jù)訪問、分析和預測的綜合信息資產(chǎn)。這些不僅僅適用于B2B模式，也可以應用于B2C為客戶帶來更多的價值，應用于B2B2C模式中則可以推動價值鏈的優(yōu)化。

　　啟動IIoT的準備

　　IIoT項目的規(guī)劃及實施與傳統(tǒng)的IT或M2M項目的規(guī)劃及實施方法, 二者重要的區(qū)別是IIoT項目與企業(yè)戰(zhàn)略和合作伙伴體系有密切的關(guān)聯(lián)。

　　首先，IIoT是從根本上改變業(yè)務本質(zhì)模式的關(guān)鍵能力，包括通過新的洞察方法改進運營流程;基于實時數(shù)據(jù)支持新的業(yè)務模式;通過互聯(lián)設備和服務提供新的客戶體驗和交互模式, 因此IIoT項目不能作為一個普通的IT或產(chǎn)品開發(fā)項目，IIoT項目應成為企業(yè)決策層重要關(guān)注點，是CxO層面推動的行動舉措。

　　其次，企業(yè)要回答：“IIoT熱點對我們業(yè)務的吸引力到底在哪里?這真的是未來幾年里改變我們業(yè)務的最重要力量嗎?或者這只是一些與我們業(yè)務毫不相干的變化的領(lǐng)域?”。在大型的、高度多元化的組織中，上述問題的答案在不同的業(yè)務單元中將有所不同。對于汽車OEM，問題可能是：“互聯(lián)的汽車對我有多重要，它什么時候會影響我的業(yè)務?”;一個工業(yè)設備公司尋求設計一種集成互聯(lián)服務能力的新產(chǎn)品，其問題是：“在整體服務型戰(zhàn)略背景下，聯(lián)接設備的具體意義是什么?”。一些企業(yè)可能會傾向于聘請管理咨詢公司來回答這些問題，另外一些企業(yè)則會根據(jù)內(nèi)部業(yè)務知識和經(jīng)驗，與內(nèi)部管理體系一起進行決策。許多大型組織已經(jīng)有了公司戰(zhàn)略和IIoT項目管理流程，并構(gòu)建了不同類型的CoE和共享的IT平臺。

　　IIoT項目組合管理貫穿IIoT解決方案的整個生命周期，在不同的階段需要不同的KPI和管理手段。圖4總結(jié)了企業(yè)進行IIoT機會識別、選擇、優(yōu)先排序以及根據(jù)優(yōu)先組合定義價值路線圖的流程。其中，對項目組合中的現(xiàn)有機會進行評估和確定新的機會，是持續(xù)創(chuàng)新流程中的重要部分。

　　圖4 IIoT機會識別、選擇及管理流程(來源于2016年的Machine Research)

　　實現(xiàn)跟蹤監(jiān)督能力的最佳方式是建立一個傳統(tǒng)的“項目辦公室PMO”，項目辦公室由企業(yè)管理層人員、技術(shù)專家和專門的業(yè)務分析師組成，其任務之一是確保IIoT舉措在遇到問題時能夠進行細化和重新安排，并對IIoT戰(zhàn)略進行優(yōu)化支持。這些活動由統(tǒng)一的PMO推動，有助于企業(yè)內(nèi)部知識和最佳實踐的共享重用。

　　結(jié)語

　　在再工業(yè)化的浪潮下，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT的出現(xiàn)為企業(yè)轉(zhuǎn)變業(yè)務模式、實現(xiàn)業(yè)務轉(zhuǎn)型升級、提升和擴展新的核心競爭能力提供了可能。制造業(yè)企業(yè)現(xiàn)在不是選擇要不要實施IIoT的問題，而是如何從戰(zhàn)略舉措、業(yè)務/IIoT融合、實施推進、迭代優(yōu)化等層面更高效地推動IIoT的問題。

　　本文參照美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)委員會IIC的報告以及其他行業(yè)相關(guān)研究報告，剖析IIoT的概念和挑戰(zhàn)，并試圖從業(yè)務驅(qū)動及企業(yè)戰(zhàn)略、業(yè)務模式創(chuàng)新體系、實施策略等三個層面給出詳細的IIoT實施的體系化說明，以幫助企業(yè)構(gòu)建先進的IIoT實施方法論，減少實施風險，保障項目的成功。