关于工业互联网架构的讨论

丁海骜

众所周知，工业互联网已经成为工业企业数字化转型无法绕开的话题，而实际上，关于工业互联网本身，在工业企业和IT基础提供商中并没有一共统一的定义，这正在成为工业互联网在市场上“叫好不叫座”的主要原因——企业普遍看好，但真正实践者并不多。

事实上，工业企业对工业互联网普遍寄于了非常多的期望，因为：一方面，由于经历了信息化改造过程，中国工业企业普遍都要面对信息化建设所遗留的“信息孤岛”、“系统孤岛”和“数据孤岛”，因此工业企业都需要能够获得一个融合程度更好的IT+OT解决方案，从而真正解决IT技术与企业现实业务“两层皮”，IT技术始终难以深入现实业务的顽疾；另一方面，相对于IT技术平稳落地应用，工业企业更希望能够通过IT来形成一种更完整、涵盖更广泛、逻辑更清晰，并且具有成长性的、能够在未来一段时间稳定为企业提供数字化转型理论的IT应用模型。

“什么是工业APP？首先它是基于工业互联网的，是承载了工业知识和经验的——所以它与移动互联网APP是两个概念；其次，它是面向特定行业、特定场景，满足特定的业务需求的——所以也不应该是一个大网页；最后，它应该是基于角色的，当用户的角色不同，其应该提供不同的功能，就像针对同一款移动出行的APP，司机和乘客安装的，一定是不一样的。”日前，PTC中国售前技术高级总监秦成在接受采访时强调：所谓工业APP，一般是指运行在基于工业的PaaS平台层，并在云生态环境下建设、运营及共享应用。如果按照这个标准去衡量，那么目前市场上的工业APP并非都是真正意义上基于工业互联网的APP应用，其中有非常多的所谓“工业APP”实际上更应该被理解为是网页或者系统在移动端的呈现。

在秦成看来，工业APP定义的混淆本身就是反映出业界对于工业互联网定义的模糊，而这已经成为工业互联网落地应用的“三大误区”之一——除了工业APP缺少准确的定义，另外两个误区分别是：目前工业互联网平台往往只关注在相关的功能和技术层面，而且应用场景也常常局限在企业制造端的工厂和设备数字化优化场景。因此无论是从技术演进的角度，还是从企业现实应用的需求，对于工业互联网的定义和认识，都应该从最早1.0的纯技术架构，向面向企业现实业务的2.0架构进阶。

“企业的价值链从订单开始，贯穿研、产、供、销和服务形成了一个完整的全价值链全要素互联互通。工业互联网，应该在对整个价值链、完整业务实现支撑。”秦成说。在向笔者展示的 来自《工业互联网体系架构2.0》中的“工业互联网2.0架构”图中，分为三个层次：最底层是实施框架层，中间层是功能架构层，最顶层是业务视图层，而以往作为工业互联网最重要的技术体系被单独出来，与新定义的三个层次相并列，并根据三个层次不同的需求，提供必要的技术支撑。其中，“业务视图层”要解决的，是工业互联网到底能带来怎样的价值？企业为此需要具备哪些能力的问题。在该层中，企业需要梳理应用侧业务需求与核心流程，并明确对于本企业而言，工业互联网所应该具有的关键能力，并确定各种应用模式和适用场景。而“功能架构层”则是要解决如何利用IT技术来实现“业务视图层”的需求，因此在本层中，应用企业需要明确工业互联网的核心功能模块以及彼此的交互关系，同时要明确核心功能的作用范围，并进一步细化包括网络、数据和安全等最核心的业务功能视图。作为架构中最为基础的“实施框架层”则是要回答“功能架构层”所提出的问题，该如何具体在IT技术架构单重部署应用，包括明确系统实施对象、层级和范围，以及明确关键技术、系统、软硬件模块及相互关系等。

这与其说是一个关于工业互联网逻辑框架的升级图，不如说是企业实施应用工业互联网的实践规划图。这个新的工业互联网2.0架构下，企业自身的业务需求成为首要考虑要素，以往企业用户（或者现在IT系统提供商）所关注的技术和功能，放在了从属地位。企业考虑问题的逻辑是从业务需求开始，然后细化到功能，最终才落实到技术。

结合PTC在2020年9月发布的THINGWORX 9，秦成认为在关注在企业现实业务的“工业互联网2.0架构”在实践过程中，从业务中来，到业务中去，将是发挥工业互联网价值的关键。为此，THINGWORX 按照从IT到业务的程度，被划分为三层，分别为：平台功能层、解决方案构建模块层和APPS应用层。“APPS层提供的是开箱即用的APP，如设备管理、能耗管理、产品监控等。如果开箱即用满足不了企业用户的需求，那么就可以在解决方案构建模块层根据企业现实的业务需求，自己构建符合需要的APPS。”秦成在解释THINGWORX在不同层级的作用时强调，基于现在的THINGWORX工业互联网解决方案，企业用户可以通过配置的方式实现80%的业务需求。而对于三个层级当中基础的平台功能，秦成认为其要现实的功能，是包括连接、构建、分析和管理等在内的“平台本身的核心能力”，价值在于实现包括互联互通、快速应用、新技术导入等方面的持续成长。

进而，在以THINGWORX 9为核心构建的工业物联网解决方案平台之外，PTC甚至为企业定义了一个面向整体业务的工业互联网平台应用架构：以THINGWORX 9为中间层，向下，通过公有云和数据中心等各种形式（这也意味着PTC的THINGWORX 9实际上是可以基于公有云和私有云部署），鏈接底层的“现有系统层”，包括企业现有的IT系统、OT系统以及所有内外部数据等；向上，则支撑“解决方案层”产生包括工程、服务、生产、营销等在内的各种基于工业互联网的企业业务解决方案。因此从逻辑上讲，PTC的工业互联网结构，也可以分成后台系统（现有系统层）、工业互联网平台和前台应用（解决方案层）。

“所以从这个角度看：未来整个工业互联网平台，就不只是数字化转型，更重要的是，要实现：前台应用创新敏捷化，后台业务系统专业化，中间工业互联网平台业务场景服务化。”秦成说。

写在最后

以往工业企业常常关注新兴技术该如何应用，以期获得暂时的市场竞争优势。但是新兴技术不断推陈出新，技术普及成本越来越低，于是疲于奔命追赶技术进步就成为一种常态。对于工业互联网来说更是如此：作为一个涵盖企业所有业务的庞大IT理论，应用企业首先要考虑的，一定不能是如何利用其解决局部的问题，而是如何利用其规划以为面向未来的数字化转型蓝图，并有步骤、按计划地实施落实。这恐怕就是业界一直在讨论工业互联网概念定义的重要意义：现在的工业企业不仅需要新兴技术的支撑，而且还需要能够从全局上，把握继承、融合和升级的技术逻辑，理解数字化转型的真正价值，并结合业务需求制定IT应用规划。而这，与率先采用新技术相比，带给企业长期的效益一定更大。