作者:Eric Goodness、Scot Kim、Ted Friedman、Alfonso Velosa、Emil Berthelsen和Amitesh Shrivastava

工业企业的CIO们须谨慎地对待IIoT平台。采用率在加快提高,但复杂的IT/OT集成是新兴事物,常常专注于狭窄定义的结果。应专注于跨平台集成以及数据和设备管理,以确保平台规模。

战略规划假设:到2023年,30%的工业企业将在企业内部部署标准的IIoT平台,远高于2019年的15%。

市场定义/描述

Gartner给工业物联网(IIoT)平台市场所下的定义是:一套集成的软件功能,为资产密集型行业和环境中的工厂、基础设施和设备改善资产管理决策以及运营可见性和控制性。

由于IIoT平台具有的下列功能,IIoT平台与传统运营技术(OT)有所不同:

  • 从联网的物联网端点经济高效地收集数量更多的高速且复杂的机器数据。

  • 编排以前孤立的数据源,以实现更好的可访问性(跨企业和便于合作伙伴访问)。

  • 通过对数据进行专门的分析,跨异构资产提高洞察力和行动力。

IIoT平台执行以下几项功能:

  • 监控物联网端点和事件流。

  • 支持及/或转换众多制造商和行业专有协议。

  • 分析边缘和云端的数据。

  • 集成IT系统和OT系统,让这两种系统参与数据共享和消费。

  • 支持应用程序开发和部署。

  • 丰富和补充OT功能,以改善资产管理生命周期策略和流程。

在一些新出现的使用场合中,IIoT平台可能不需要一些OT功能,比如工业控制和自动化或部分人机界面(HMI)功能。

IIoT平台结合物联网边缘,借助企业IT/OT集成,可以让资产密集型行业加强其核心业务与外部业务合作伙伴的联系,从而成为数字化企业。IIoT平台可以用作技术套件,也可以用作开放的通用应用平台,或两者兼而有之。该平台旨在支持与工业资产及运营环境有关的安全性和关键任务性等要求。驻留在设备上或靠近设备(比如控制器、路由器、接入点、网关和边缘计算系统)的IIoT平台软件被认为是“分布式IIoT平台”的一部分。

IIoT平台功能

IIoT平台由以下技术功能组成:

  • 设备管理—这项功能包括这类软件:支持手动和自动处理远程、批量或单独且安全地创建、供应、配置、排除故障和管理成批物联网设备和网关的任务。

  • 集成——这项功能包括这类软件、工具和技术(比如通信协议、API和应用适配件):旨在满足数据、流程、企业应用程序和IIoT生态系统集成等方面的最基本要求。这类IIoT解决方案包括IIoT设备(比如通信模块和控制器)、IIoT网关、IIoT边缘和IIoT平台。

  • 数据管理—这项功能包括支持以下几方面的功能:

  • 摄取IoT端点和边缘设备数据

  • 将来自边缘的数据存储到企业平台上

  • 提供数据可访问性(需要时便于设备、IT及OT系统以及外部各方访问)

  • 跟踪数据世袭和数据流

  • 执行数据和分析治理策略,以确保数据的质量、安全性、隐私性和流动性。

  • 分析—这项功能包括处理数据流(比如设备、企业和上下文数据),通过监控使用情况、提供指标、跟踪模式和优化资产使用,以深入了解资产状态。可能运用众多技术,比如规则引擎、事件流处理、数据可视化和机器学习。

  • 应用程序支持和管理—这项功能包括这类软件:使采用任何部署模式的业务应用程序能够分析数据,并实现与物联网有关的业务功能。核心软件组件管理操作系统、标准输入输出或文件系统,以支持平台的其他软件组件。应用程序平台(比如应用程序平台即服务[aPaaS])包括支持应用程序的基础设施组件、应用程序开发、运行时管理和数字孪生。该平台让用户可以实现“云规模”可扩展性和可靠性,并快速顺畅地部署和交付物联网解决方案。

  • 安全—这项功能包括这类软件、工具和实践:便于审核和确保合规,并便于确立和执行预防性、检测性和纠正性的控制和操作,从而确保跨IIoT解决方案的数据隐私和安全。

针对的工业企业

Gartner的这份市场评估专注于三个资产密集型行业:

  • 制造和自然资源业,包括汽车、非耐用消费品、能源资源及加工、重工业、IT硬件、生命科学及保健产品以及自然资源及材料等行业领域。

  • 运输业,包括航空运输、汽车货运、管道、铁路航运、仓储、快递和支持服务等行业领域。

  • 公用事业行业,包括电气、燃气和供水等行业领域。

区别一般物联网和IIoT平台

工业物联网与一般物联网的区别在于,IIoT技术侧重用于资产密集型行业及相关环境(通常是受监管环境)。IIoT的集成、扩展和影响跨越IT系统和OT系统。IIoT解决方案收集、汇总、编排和分析数据,以便:

  • 加快资产管理决策

  • 阐明运营可见性,从而降低自动化和控制资产、基础设施以及设备的成本

IIoT平台的一些特性包括如下:

通过与OT和企业IT应用程序相集成,IIoT平台势必可扩展。集成必须安全而可靠。

  • 可靠性和弹性是大多数IIoT解决方案的基础,主要是由于可能还要考虑到受监管安全方面的因素。可靠性和弹性包括对需要100%可用性的关键设备和服务进行的监控和管理。因此,IIoT解决方案通常被设计用于识别故障,并遇到故障后能够迅速恢复。这些因素加大了架构方面的挑战。

  • IIoT中的部署要求很复杂且通常受监管。这种情形导致集成面临重大挑战,以确保生命的安全、系统的任务关键性以及数据的安全性和隐私性。主要的企业应用软件推动解决方案,比如制造执行系统(MES)、企业资源规划(ERP)、资产绩效管理(APM)/基于状态的维护(CBM)以及企业资产管理(EAM)/计算机化维护管理系统(CMMS),而物联网服务在云端运行或在本地运行,或作为一种混合实施。如今,IIoT既要能够满足云要求,又要能够满足本地部署要求,以便在连接中断的情况下运行。

  • IIoT有边缘计算方面的要求,委托服务既来自云,又来自物联网终端设备,它们有多个传感器在生成大量数据,通常高速生成。边缘计算包括主要在本地运行的边缘平台和边缘网关。拥有多种不同协议(标准和专有协议)的物联网和OT设备通过拥有强大计算能力的网关和边缘平台进行连接。IIoT主要是一种五层架构模型:设备、网关、边缘计算、平台和企业应用程序集成。

  • 值得一提的是,在企业应用软件中,工业企业使用第三方数据服务,而且越来越依赖。这种服务可能包括对运营和生产计划而言很重要的数据,比如天气、大宗商品/货物/服务的现行价格、定制化需求、正向物流及逆向物流以及供应链方面的其他考虑因素。

  • 与以消费者为中心的商业物联网解决方案(端点可能多达数十万或数百万)相比,IIoT解决方案的端点数量较少(数千或数万)。端点生成的数据量以及数据的频率和速度通常很高。传感器通常相隔几毫秒传输数据。IIoT解决方案设备轻巧但数据量庞大。

  • IIoT传感器生成的数据对终端设备的运营而言常常至关重要,还可能有助于确保环境的安全。因此,边缘端处理和分析在IIoT解决方案中显得更重要以解决安全问题,通过复杂分段的网络设计,强调正常运行时间、尽量减少数据丢失也是如此。数据还对于实现效率和可用性方面的目标大有帮助,从而降低成本,延长资产的实用寿命。

Gartner 2019 年工业物联网平台魔力象限:

Gartner 2018 年工业物联网平台魔力象限:

新增和跌出的供应商

  • 新增的供应商:Davra、Eurotech、Exosite、GE Digital、Litmus Automation和树根互联(ROOTCLOUD)

  • 跌出的供应商:SAP

SAP的IIoT平台因该公司终止IoT Device Management经销商协议而跌出该魔力象限。就在不久前,SAP还销售出自Telit的联合品牌产品:“SAP IoT Device Management by Telit”。由于SAP不再提供IoT Device Management作为其云或内部部署产品目录的一部分,SAP IIoT平台无法满足入围标准。

值得考虑的知名IIoT供应商

IIoT平台魔力象限的评估流程列出了没有入围该魔力象限,但对工业企业而言具有前瞻性或专门价值]的40多家供应商。

值得一提的是,任何被该魔力象限排除在外的供应商并不是说它就无法为工业企业提供价值。被排除在外只是与不符合入围标准有关,而入围标准是基于Gartner对所评估市场的看法确立的。一旦确立了标准,Gartner力求评估一系列适合于尽可能多的Gartner客户的供应商。对IIoT平台的这番评估侧重于符合Gartner的这份魔力象限入围标准的少数几家提供商。对IIoT解决方案进行任何摸底调查时,还有其他供应商值得考虑。从平台功能、工业企业的评价和创造相关价值的能力这几方面介绍下列供应商。

  • ABB:ABB的Ability IoT解决方案包括工业企业所需的一系列安全、可扩展的服务和IIoT平台组件。该公司没有符合魔力象限的这项标准:将其平台作为一种独立的、适销的横向IIoT平台来提供。

  • 阿里巴巴:阿里巴巴的物联网解决方案包括工业企业所需的一系列必需的IIoT平台组件。该公司没有符合魔力象限的这项标准:提供一种既可以部署于云端又可以部署于企业内部的平台。

  • AWS:AWS的物联网解决方案包括工业企业所需的一系列IIoT平台组件。该公司没有符合魔力象限的这项标准:提供一种既可以部署于云端又可以部署于企业内部的平台。

  • 华为:华为的OceanConnect物联网解决方案包括工业企业所需的一系列IIoT平台组件。该公司没有符合魔力象限的这项标准:提供一种既可以部署于云端又可以部署于企业内部的平台。

  • IoT.nxt:IoT.nxt解决方案包括工业企业所需的一系列IIoT平台组件。该公司没有符合魔力象限的这项标准:提供一种既可以部署于云端又可以部署于企业内部的平台。此外,该公司也没有符合管理的物联网端点方面所需的数量。

  • 微软:微软的Azure IoT解决方案包括工业企业所需的一系列IIoT平台组件。该公司没有符合魔力象限的这项标准:提供一种既可以部署于云端又可以部署于企业内部(具体来说是IoT Hub)的平台。

  • 施耐德电气:施耐德电气的EcoStruxure物联网解决方案包括工业企业所需的一系列安全、可扩展的服务和IIoT平台组件。该公司没有符合魔力象限的这项标准:将其平台作为一种独立的、适销的横向IIoT平台来提供。

  • 西门子:西门子的MindSphere IoT平台解决方案包括工业企业所需的一系列IIoT平台组件。该公司没有符合Gartner魔力象限的标准,因为它在其解决方案中使用了来自多家云提供商及其他合作伙伴的服务。

市场概况

自上一份工业物联网平台魔力象限发布以来,Gartner已观察到市场和用户行为出现了以下变化。

IoT-OT融合,虚拟化和软件定义的控制

对于工业企业而言,工业物联网未兑现的承诺是结合软件定义架构、改进的数据采集、状态监控和出色分析技术的优点。这些优点结合起来将共同增强并最终取代传统控制系统。2018年,Gartner目睹了大量的工业企业投入于物联网解决方案的研发,这类解决方案将工业物联网平台从边缘/网关扩大到控制器(或软件定义控制器)。这些投入常常包括初创公司中的股权。此外,越来越多的工业企业力求充分利用来自IIoT平台的分析技术,作为闭环控制系统中的反馈机制。

最令人鼓舞的是今年魔力象限的参考客户所表达的愿景。该魔力象限的参考客户接受了调查,被要求列举采用IIoT平台的若干原因。在192个参考客户中,21%表示他们将使用IIoT“增强传统自动化和控制系统”,16%表示他们采用IIoT平台旨在“竭力替换自动化和控制系统”。

Gartner认为,许多工业企业乐于针对高级的IoT-OT融合进行有限的现场试验,着眼于现场和核心工厂运营外面的分布式资产。

工业企业的管理型物联网服务

从物联网如何影响内部运营以及物联网如何向外部扩展以增强和支持客户互动的角度来看,企业越来越深入地认识到物联网支持的业务解决方案具有的价值。获得物联网支持的好处和成果需要了解试点、扩展和运营物联网解决方案的一系列广泛要求。为了支持这个流程,服务提供商正将与物联网有关的外包和管理型服务功能合并为一种混合的管理型物联网服务解决方案。也就是说,更多的服务提供商提供服务,以管理物联网解决方案设计和选择流程、开发物联网解决方案,并提供管理和运营物联网解决方案的服务。

物联网外包的出现对原始设备制造商(OEM)来说很重要,因为它们期望将其产品“作为一项服务”来提供。一旦OEM决定改变商业模式,摈弃将产品作为一次性资本支出来销售的传统模式,物联网外包解决方案可以缩短OEM的入市时间。

端到端管理型物联网服务涵盖物联网边缘硬件、完整的物联网平台及相关的垂直应用软件。目前还没有哪种实际的端到端管理型物联网服务扩展到用户组织、仅收取经常性费用,而用户组织不拥有任何资产。随着OT环境的传统外包商希望将IoT运用于其业务,这种情况可能发生变化。

详细报告原文链接:https://www.gartner.com/doc/reprints?id=1-W0U3M1U&ct=190628&st=sb

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