工业App能否成为继Android和iOS后下一个App开发者的春天?

为什么需要工业互联网平台?

只要会Java或者C或者HTML5就可以开发手机上的App,但是工业App跟手机App不一样,需要跟设备打交道,需要听懂设备、读懂设备。

传统工业应用软件往往开发难度大、开发要求高,需要开发者具备深厚的制造业经验、深谙工业机理和工业模型,并且不能灵活地满足用户个性化需求。

通过工业互联网平台,一方面传统架构的工业软件拆解成独立的功能模块,解构成工业微服务;另一方面工业知识形成工业微服务。工业PaaS实质上则成了一个富含各类功能与服务的工业微服务组件池,这些微服务成为不透明的知识“积木”,面向应用服务开放API,支持无专业知识的开发者按照实际需求以“搭积木”的形式进行调用,高效地开发出面向特定行业、特定场景的工业App。

此外,工业互联网平台支持多种开发工具和编程语言,图形拖拽开发、API高级开发等。这些为不会写代码的工程师快速开发出人机交互的高端工业软件,为欠缺工业理论和工业数据资产的IT人提供高效复用专业算法模型提供了可能;让原本封闭的企业专业化开发转化为社会通用化共享,知识得到传播,能力得到复制与推广,极大降低工业App的开发难度和成本,提高开发效率,为个性化开发与社会化众包开发奠定了基础。

工业软件未来的开发和部署将围绕工业互联网平台体系架构,以工业App的形态呈现,不需要每个开发者都具备驾驭庞大架构的能力,但依托底层平台架构的支持,众多的小型工业App组合在一起,就能够组织起一个个庞大的场景。这就好比一支可以打败大象的蚂蚁军团,从而能够颠覆性地化解传统工业软件因为架构庞大而给企业带来的实施门槛和部署难度。

因此,在传统工业软件被国外工业巨头把持的局面下,工业App为我国提供了一条“换道超车”的路径。工业App有助于实现工业软件核心技术突破,补齐高端工业软件短板,加快解决我国工业软件发展中存在的卡脖子问题。

我国发展工业App的潜力

首先,我国工业App市场空间巨大。

我国作为全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家,拥有39个工业大类、191个中类、525个小类,工业应用场景众多。同时,工业全流程涉及研发设计、生产制造、组装测试、销售运维、经营管理等多个环节,存在制造业生产过程优化、企业管理与决策优化、资源优化配置与协同、产品全生命周期管理与服务优化等多种业务需求。此外,网络协同制造、个性化定制、服务型制造等制造业新模式不断发展,这些均为工业App发展提供了巨大的潜在市场空间。

其次,我国具备发展工业App的基础。

近年,我国移动App爆发式发展,涌现出了支付宝、微信、滴滴等世界领先的消费端App,政务民生领域App已超过2000个,逐步探索出了一条支持App发展的成功路线,这为我国探索工业App发展的技术模式、商业模式提供了有力支撑。移动App发展过程中,还培育集聚了大量的开发者,开发者社区不断成熟,为我国工业App发展奠定了宝贵的智力资源基础。同时,我国制造业数字化、信息化、智能化程度不断提高,积累了大量数据资源、知识资源,软件等相关产业综合实力持续增强,大数据、人工智能等前沿领域发展势头强劲,为我国工业App发展奠定了数据基础和技术基础。此外,我国工业互联网平台建设不断推进,工业App的承载基础不断夯实。

国内工业App的现状

我国工业App发展仍处于初级阶段。基础工业软件供给能力依然较低,尽管部分企业在行业软件平台开发中取得了一定成绩,但由于投入较少、规模较小,对提高我国工业App发展水平作用有限。国外龙头工业互联网平台正在加速建设和推广,对我国发展工业App带来竞争压力。

当前,我国面向工业App的供给能力依然不足,推进体系有待完善、生态体系有待优化、质量与安全保障体系有待强化,存在数量不多、质量不高、开源社区建设滞后、商业模式不清、技术能力不成熟等问题,培育百万工业App任重道远。

当前存在的主要问题:

一、工业App数量不多。根据航天云网、海尔、树根互联、东方国信、用友、索为、清华紫光等国内领先工业互联网平台企业公开的数据,据不完全统计,我国工业App数量不超过10000个,并且这10000个工业App中,很多是传统软件云化而来或者基于Windows系统开发,只能算是工业互联网平台上的“移民”,真正依靠工业互联网平台开发出来的工业App屈指可数。

二、工业App质量不高。工业App在不同行业、不同产品、不同生命周期阶段存在巨大的不均衡。目前主要还是局限在航空航天等高端装备制造业,由于投入不足,主要在一些局部专业领域开发和应用,未能大规模推广。状态监测、故障诊断类工业App多,预测预警类尤其是智能决策类工业App少。基于单一数据源开发的工业App多,基于设备和业务系统等多源异构数据开发的工业App少。

三、开源社区建设滞后。当今时代,软件开源已成为大势所趋,开源社区在推动软件发展中起到了不可替代的作用。掌控开源生态,将成为全球工业App产业的焦点。GE、西门子、PTC等领先工业互联网平台企业均已建立开源社区,平台拥有上万名开发者。在我国,工业App开源社区建设尚处于空白,开发者规模和能力与国外相比差距显著,严重制约了工业App的发展,工业App开发能力亟需提升。

四、技术能力尚不成熟。工业App的应用开发技术涉及范围广。首先,工业App的开发涉及IT、OT和CT等领域。具体来说,IT软件商和互联网平台为工业App提供计算力;IT硬件及服务商通过工业App实现工业设备连接管理及应用服务;OT领域提供工业技术、知识和经验;CT提供通信能力。其次,工业App的开发需要与工业平台、操作系统等进行合作。工业App通过原生平台或系统连接到工业现场实现数据汇聚,并获取更多构建应用和解决方案的机会。目前我国工业App缺少统一的开发和测试的方法、标准与规范等,工业App开发缺乏成熟的可大范围推广的工程化路径。技术和产业支撑能力不足,工业App质量和安全保障技术能力有待加强,面向工业App可用性、可靠性、安全性等的测试评估、分析处置服务能力较弱。

五、我国当前工业App发展受限于工业专业技术领域微服务功能模块赋能不足。微服务功能模块在工业互联网平台中封装了工业技术、知识、经验、模型等工业原理,供工业App开发者调用,是工业App具有面向特定行业、特定场景开发在线监测、运营优化和预测性维护等具体应用服务能力的核心。但目前,受工业专业微服务功能模块赋能不足的限制,工业App发展仍处于起步状态。一方面,工业专业化程度高、Know-How差异大,工业知识、经验、机理沉淀和应用难,而我国制造业工艺软件化基础薄弱,导致我国制造行业的机理模型缺失较为严重,无任何机理模型的工业互联网平台占比接近30%,使得部署其上的工业App原生缺乏机理模型的支撑,是工业App专业化发展的主要短板。另一方面,目前多数平台主要在推进传统服务与流程的云迁移,为客户提供解决方案仍是传统主营业务,在跨行业跨领域方面的专业技术与知识沉淀不足,对工业App在跨行业跨领域拓展存在一定约束作用。

六、我国当前工业App发展受限于边缘层数采和计算能力弱,数据采集和边缘计算能力亟待提升。数据采集和边缘计算是工业App的感知端,通过构建一个精准、实时、高效的数据采集体系,实现数据采集、协议转换与边缘计算,是工业App进行数据采集、清洗、处理、分析,进一步优化形成决策的基础。目前,边缘层数据采集和计算能力薄弱,限制了工业App大数据分析能力以及通过深度学习形成工业机理模型的能力。经统计,超过50%的平台数据采集点极少(低于1000个)或无数据点,工业设备和产品的传感器部署不足,使得工业数据采集难度较大。36%的工业互联网平台没有采用通用协议OPC UA,异构数据互操作仍存在较大难度。62%的平台没有边缘计算节点或边缘计算节点能力不足,在设备层进行数据预处理的能力不足。

综合来看,工业App发展机遇与挑战并存。

  • 工业App的开发生态

工业App的开发涉及制造企业、平台运营商、第三方开发者,通过构建开发者社区,形成工业App开发生态。

(1)制造业企业,信息化水平高的制造业龙头企业自主开发工业App,以此作为工业App开发生态的原始驱动,用示范效应和龙头企业本身强大的生态资源聚集能力来吸引用户和数据资源,提高工业App的供给能力。

(2)平台厂商,工业互联网平台商,基于自身平台开发工业App。同时工业互联网平台厂商开放共享算法工具、开发工具等共性组件,扩展开发伙伴圈,引导第三方开发者开发面向重点行业的新型工业App,宣传并奖励优秀第三方开发者基于平台开发的工业App。

(3)第三方开发伙伴,第三方开发者包括专业的软件开发企业也包括专业工程师、行业专家、学生、创客等海量的个体开发者。第三方开发者将是工业App开发的主力军。由此建立开源的开发者社区,形成创新生态圈。仿效开源软件社区的建设过程,营造良好的技术分享和交流的社区氛围,打造完整的工业App与微服务开发环境及技术分享社区,吸引并鼓励第三方开发者进行应用开发及技术经验交流共享,推动社区完善人才培训、认证、评价体系,积极培育工业App开发者队伍。

在工业App发展初期,应用开发往往是平台运营商自行完成,随着企业数量增多,应用需求扩大,平台自有服务能力很难满足多样化需求,将应用开发开放给第三方开发者是工业App生态发展的必然途径。尤其在细分领域,特定场景的应用,应用开发需要大量不同行业和领域的人才,建立开发者社区成为必不可少的一环。工业App的开发需要构建更多主体参与的开放生态,围绕多行业、多领域、多场景的应用需求,开发者通过对微服务的调用、组合、封装和二次开发,将工业技术、工艺知识和制造方法固化和软件化,开发形成工业App。通过用与用、需求与需求之间的双向促进和迭代,逐渐形成开放共享的工业生态。基于这样的生态体系下,制造业体系将发生革命性变革,工业企业不再全程参与应用开发,而是专注于自身特长领域,第三方开发者与信息技术提供商专注为工业企业开发工业App,通过平台合作机制实现价值共创。

  • 工业App的应用生态

智能手机的大众化普及和性能提升、3G/4G/Wi-Fi网络基础设施的全面覆盖、手机流量资费的连番下调、两大主流智能手机操作系统的胜出、应用商店的百花齐放,以上这些因素给移动互联网的App开发者带来了巨大的红利。其中,应用生态所起到的左右尤为重要。

工业App是工业技术软件化后形成的知识产品,只有通过市场化交易才能最大化发挥其存在的价值。工业App的交易管理应建立工业App市场的供需匹配、知识产权管理、市场管理、应用评价等机制。工业App的交易模式是流通环节的核心。

目前全球工业App商业模式尚在探索过程中。

首先,工业App的核心资源建设正在逐步推进。现阶段,生产流程管理、运行状况监测、工业数据汇集分析等服务已在部分领域展开应用,而满足工业用户更高需求的生产优化、支持决策等服务还不成熟。

其次,工业App的发行渠道相对单一。主要是绑定系统和平台的特定发行渠道,例如,Predix的App应用工厂和Mindsphere的应用商店等。

再次,工业App的盈利模式具有多样性。向用户收费方面,有按软件收费、按流量收费、按服务收费等多种收费方式;向发行渠道缴费方面,区别于消费App商店一刀切的分成方式,工业App商店一般从业务角度定价。例如,Predix根据管理资产的数量、链接的数量、数据的流量、占用平台、软件的资源等因素来决定其定价模式。

当前我国的工业App应用生态尚未建立。

良好的工业App应用生态不仅能够提升工业知识生产、传播、利用效率,集聚大量开发者,催生海量开放的App,还能够形成App应用与工业用户之间相互促进、双向迭代的良性闭环,但目前我国工业App生态环境尚处萌芽阶段。

一是对工业App内涵界定不清导致认知误区,不同企业从不同角度进行理解,甚至同一企业不同时间对工业App的理解都存在着差异,在可预见的未来,定义不同意将为工业App发展造成一定障碍。

二是缺乏对开发者群体的激励机制。目前大多数工业互联网平台企业开发者社区成员主要来自企业内部,外部开发者较少,同时各平台均表示拟向第三方开发者收费,并分享服务收入,这在开发者社区初期培育时难免有杀鸡取卵之嫌,对开发者群体的激励不足。

三是商业模式尚未清晰。平台大多都处于投入期,尚未到达回报期,也没有形成标准化的交易模式,存在高昂的交易成本,平台在交易标准化、安全保障、用户信用体系等方面的探索尚未展开或刚刚起步。

  • 工业App能否成为继Android和iOS后下一个App开发者的春天?

首先,能否培育良好的工业App应用生态,取决于在工业App技术支撑方面,能否做到以下夯实工业App发展基础的工作。

一、能否建设通用的工业App开发环境,包括整合主流工业系统和平台的各种API,开发适用于多种框架、语言、运行环境的开发环境插件,从而保证开发人员快速、便捷的实现功能。

二、能否建立工业App测评认证体系,包括协议异构、数据互通、应用移植、功能安全、可靠性等在线测试认证服务。

三、能否建立工业App标准体系,包括工业App接口、协议、数据、质量、安全等重点标准。

其次,能否培育良好的工业App应用生态,取决于在工业App生态建设方面,能否做到以下优化工业App发展环境的工作。

一、龙头企业能否起到带头作用,聚集生态资源,自主开发工业App,包括共享工艺模型、知识组件、算法工具、开发工具等共性组件,引导第三方开发者开发面向重点行业和细分领域的新型工业App。

二、能否建立开发者社区,包括向开发者提供丰富的API、开发模板、开发工具、微服务等多种方式,吸引开发者进行应用开发及技术经验交流共享。

三、能否建立工业App交易配套制度、信用评价体系、知识产权保护制度及知识成果认定机制,保障App交易生态的顺利运行。

总结

工业App作为工业技术、工艺经验、制造知识和方法承载、传播和应用的重要载体以及软件在工业领域发挥“赋值、赋能、赋智”作用的重要体现,已成为推动我国制造业由大变强、推动软件产业进一步发展壮大的切入点、突破口和关键抓手。在此形势下,工业互联网行业应该夯实和建立工业App的基础与优势,借鉴全球发展工业App的路径与模式,从技术支撑、应用牵引、生态引领三方面发力,提升工业App核心能力、强化商业模式、优化发展环境,在政府和企业拉动的基础上为工业App行业赋能,真正产生市场激励效果,使创业者发挥能动性,为App开发者创造继Android和iOS后的下一个春天,从而助力中国最广大的工业企业搭上工业互联网发展的历史机遇性快车,快速实现数字化、网络化、智能化。


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