進入2020年，物聯網市場再度因為5G規模化商用而引發了關注。實際上，自1999年首次提出物聯網概念以來，物聯網已經歷經20年的發展，但仍處於產業發展的初期，其原因很簡單：技術格局分散、產業集中度低，由此導致了應用分散和商業模式分散，整體物聯網產業發展緩慢，且前20年大多集中在上游的芯片元器件等硬件領域。
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，物聯網平臺和工業網絡與互聯網的連接協議等重要的物聯網產業基礎格局開始出現了集中化：根據IoT Analytics的數據，2019年排名前10位的物聯網平臺所佔份額為58％，而2016年前10位所佔份額僅為44％；340多家工業連接供應商中的網關（70+供應商）和OT集成（100+供應商）分別在各自領域展開收購合併；IO-Link、OPC UA和MQTT分別成為增長最快I/O、OT、IT連接通信協議，圍繞這三大協議的供應商正在聚集；在更廣的領域，LPWAN（LoRa、NB-IoT、SigFox）、5G等廣域物聯網通信技術都各自獲得了一定廠商陣營的支持且取得了商業化進展。
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平臺投資獲得了可觀的ROI，這與此前出現的大量IoT失敗案例形成了鮮明對比。以上種種跡象表明，2020年將成為物聯網應用爆發元年，此時投資物聯網項目正當時。
物聯網平臺集中化
與前20年物聯網產業主要發力RFID、LoRa、NB-IoT等芯片和元器件硬件相比，近幾年來雲與互聯網巨頭開始發力物聯網平臺，這為下游物聯網應用的規模化發展奠定了基礎。
根據IoT Analytics於2019年12月發佈的“物聯網平臺競爭格局2020報告”：當前全球共有620個物聯網平臺供應商，高於2017年的450個；而2017年進入IoT Analytics榜單的450家IoT平臺公司中，有47家停止運營、有70家被收購，被收購的70家公司中有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臺出現，例如成立於2017年並於2019年推出、由BMW和Microsoft合作的開放製造平臺Adamos。
儘管市場上仍有620家物聯網平臺供應商，但產業集中度已經進一步加深：前10位的市場份額已經提升到58%，超過50%的水平。AWS和微軟成為物聯網平臺的前兩大平臺商，其中AWS和微軟都在2017年推出了有限功能的物聯網平臺，隨後對物聯網平臺進行了大幅投資，包括微軟在2018年4月宣佈向物聯網領域投資50億美元，這些投資已於2019年見到成效，兩家公司物聯網平臺的收入排名都很高，在IoT Analytics的“2019物聯網平臺最終用戶滿意度調研報告”也佔據主導地位。
按最終用戶滿意度，AWS物聯網平臺是全球最佳物聯網平臺，其各種物聯網服務，尤其是分析和設備管理、可用性等都獲得了最終用戶的認可；微軟Azure物聯網平臺在包括“安全功能”在內的多個方面均獲得“同類最佳”。“2019物聯網平臺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臺分別為：AWS、微軟、Oracle、Google、Cisco、Verizon、IBM和PTC；處於挑戰者地位的物聯網平臺包括：華為、SAP、AT&T、阿里、GE、西門子、Accenture等13家。
整體來說，隨著物聯網平臺向以雲服務和電信運營商為主的平臺聚集，物聯網平臺的格局基本已定。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物聯網平臺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臺投資獲得了可觀的ROI，凸顯了物聯網平臺在2019年的可行性，而且最佳的物聯網平臺項目在一年之內就能收回投資。
打通IT與OT
隨著物聯網平臺的集中化，下游物聯網應用即將爆發，當前物聯網應用的第一大領域就是製造業。IoT Analytics的“物聯網平臺競爭格局2020報告”顯示，50％的物聯網平臺都有專門的製造/工業解決方案，而物聯網平臺在製造領域的典型用例包括狀態監測和預測維護、通用儀表盤和可視化、能源監測和質量控制等。
長期以來，在製造業和工業領域就存在著OT設備與IT設備通信的難題。所謂OT設備，即主要指工業自動化和工業控制設備，主要用於生產現場設備的控制與通信；OT軟件涉及SCADA工廠生產數據採集與監控、MES生產製造執行、PLC現場總線控制和DCS集散控制系統等。從70年代開始，IT和OT都分別從各自路徑出發，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有數百家公司為5層堆棧中的各個層面提供產品和服務，並以捆綁的自動化硬件和軟件生態為主，羅克偉爾、艾默生、霍尼韋爾、西門子、ABB、GE、施耐德、歐姆龍、松下等廠商把控著工業自動化市場的豐厚利潤。
近年來，以最終用戶為中心的開放流程自動化（Open Process Automation）論壇（The Open Group）以及許多流程自動化廠商的社區支持表明，工業自動化領域高度垂直集成的業務模型（即自動化“金字塔”）已經受到威脅並且可能會走到盡頭；在另一方面，隨著數字化轉型和工業4.0的推進，新型工業連接技術和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，並有望引入更具擴展性、成本效益和針對工業領域的連接解決方案。
根據IoT Analytics的“2019-2024年工業連接市場報告”：越來越多的工業資產運營商和製造商正在為其資產增加連接性；到2020年，工廠中約50％的工業資產將連接到某種形式的本地或遠程數據收集系統；連接的工業資產的比例預計將繼續上升，這將驅動一個從現在到2024年的382億美元市場。工業連接市場包括硬件、軟件和解決方案，隨著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化“金字塔”並直接將數據發送到雲，工業連接解決方案的增長速度將超過整體市場。
所謂繞過傳統的自動化“金字塔”，這一方面是“金字塔”頂端的ERP和MES正在向雲端遷移，另一方面是工業邊緣設備特別是工業PC和邊緣數據中心的出現實現了工業數據直接上雲。新的連接性體系結構包括新的連接協議、新的硬件設備和新的軟件技術，其中新的連接協議如LPWAN可讓工業傳感器直接連接到雲，新的硬件設備如HPE的EdgeLine工業PC可以運行各種工業連接軟件、研華科技的RTU物聯網遠程終端可直接連入Azure雲等，新的軟件技術如Inductive Automation和微軟Azure的嵌入式物聯網軟件可運行在小到樹莓派的邊緣設備上，而這些邊緣連接軟件供應商的合作伙伴計劃對第三方供應商的工業連接硬件進行了預認證。
說到工業連接協議，就必須要提到I/O Link、OPC UA（Unified Architecture）和MQTT三大協議，其中I/O Link實現了對現場傳感器和執行器的點對點通信、OPC UA是國際工業互操作標準組織OPC基金會主導的工業數據交換規範、MQTT是在TCP/IP協議族基礎上針對受限環境（例如機器與機器通信和物聯網）的一種ISO標準通信協議。值得一提的是，2019年11月，成立於1996年的OPC基金會迎來了第699個成員富士康工業互聯網公司，至此OPC基金會已經廣泛覆蓋了工業自動化、IT、OT、IIOT、M2M、工業4.0、機械工具、醫藥、石化、智慧能源等領域的廠商，而OPC UA over TSN是面向下一代實時工業以太網TSN的數據交換規範，業界有望在2020年推出符合這一規範的自動控制設備。
當前，已經有越來越多的工業連接供應商採用了I/O Link、OPC UA和MQTT這三大標準，而隨著OPC UA over TSN的進展，也將推動業界進入下一個實時工業以太網階段，IT與OT將深度融合，這將為工業物聯網打開新的機遇大門。
容器與工業軟件
在談到IT與OT融合時，就不得不提到2019年大火的Kubernetes容器集群管理平臺。自2018年開始，就已經有大批IT技術廠商集聚在CNCF雲原生基金會的Kubernetes項目及生態中，以Docker容器和Kubernetes跨雲和IT的Docker容器集群管理平臺已經取得了雲計算領域iPaaS資源管理平臺的產業主導地位，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，專注於OT和自動化工程領域的市場諮詢公司ARC Advisory Group發表觀點指出：以容器和Kubernetes為代表的雲計算技術及其軟件開發模式，正在顛覆工業自動化領域，特別是將有可能終結傳統工業自動化捆綁式的技術和商業模式。ARC Advisory Group指出，這種顛覆幾乎完全是由新的軟件技術而不是硬件驅動的，它要求所有類型的工業自動化與控制技術供應商採用來自雲計算領域的新興軟件技術和實踐。
在過去的五到十年中，容器的開發、部署和編排軟件工具已經非常成熟，容器讓開發人員的重點從管理硬件資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，正在深刻影響工業自動化與控制領域裡的嵌入式系統和嵌入式軟件。ARC Advisory Group指出，容器技術在交付和管理分佈式和高可用性應用的能力方面，遠遠超過了傳統的嵌入式系統軟件技術，有效使用容器部署和業務流程軟件將是未來流程自動化系統的關鍵成功因素。
工業軟件通常包括生產管理軟件、研發設計軟件、生產控制軟件、協同集成軟件及工業裝備嵌入式軟件。根據工信部中國電子信息產業發展研究院（CCID）的數據，我國工業嵌入式軟件佔工業軟件市場的60%。傳統的工業嵌入式軟件一直存在著操作系統和軟件工具鏈支離破碎、開發速度慢、硬件/軟件集成困難、開發人員基數小等很多問題，特別是嵌入式軟件無法自動升級而帶來安全隱患。一直以來，工業單位或製造工廠的應用程序，可能涉及來自不同供應商的數百個硬件模塊，這些模塊運行來自不同供應商的應用程序軟件。未來的工業軟件和嵌入式系統將要求更好地部署和協調軟件，軟件堆棧可以自動升級，特別是嵌入式系統從頂部應用程序到底層操作系統和管理程序都能夠自動升級。
當前的軟件開發分為三大類：企業軟件（運行業務並運行在本地數據中心）、嵌入式軟件（在設備內部運行）以及雲軟件（在第三方雲資源上運行）。ARC Advisory Group認為，在未來五年左右的時間裡，雲軟件開發技術將主導其它形式的軟件開發，這三種形式將在很大程度上融合。融合的第一階段是所謂的雲原生軟件開發，這標誌著傳統企業軟件和雲軟件的融合；這將推動第二階段的融合，規模縮小的雲本地軟件將滿足嵌入式系統軟件的需求，ARC Advisory Group強調這將是物聯網（IoT）的“麵包和黃油”，尤其是工業物聯網。
ARC認為，很可能五年內所有軟件開發都將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工具，即使在嵌入式軟件這個孤立而又專業化的領域，很可能被雲軟件技術所超越和吞噬。實際上，使用Docker和Linux容器部署的工業軟件，已經在過去兩年中被引入許多工業產品中。一種稱為Unikernel的新興雲技術將嵌入式軟件開發的小規模與雲平臺執行相結合，風險投資已經開始對企業和工業物聯網市場的Unikernel技術公司進行投資。現在，容器軟件可以縮小到非常小的系統，Docker Runtime軟件已移植到小型ARM核心單板計算機，並且用於支持工業物聯網應用程序和服務。
隨著基於Linux的Docker容器技術向工業軟件特別是工業嵌入式軟件的“入侵”，關於工業邊緣計算（Industrial Edge Computing）的話題就成為2019年的熱門話題之一。2019年6月，Linux基金會旗下的邊緣計算項目LF Edge Project發佈了開源Akraino Edge Software初始版本，Akraino Edge是EdgeX工業邊緣軟件。Akraino Edge源於AT&T，主要服務於電信邊緣計算，但其初始版本也可以服務於IoT網關以及其它邊緣計算節點。
中小公司和創業公司的機遇
物聯網平臺、工業連接、工業邊緣和新的工業軟件技術堆棧的進展，除了讓企業用戶可以放心投資物聯網項目外，也為中小公司和創業公司打開了新時代的機遇之門。
對於中小型工業自動化供應商來說， Linux的日益普及以及新的虛擬化技術正在幫助推動兩個邊緣計算的關鍵趨勢：工廠和機器製造商都在採用基於Linux的解耦解決方案，這有助於避免硬件供應商的鎖定並支持更具可擴展性和麵向未來的體系結構，未來的工業連接硬件將基於Linux並且能夠運行各種第三方工業連接軟件應用程序；工業連接功能，如協議轉換、雲連接甚至過程控制，都可以使用第三方軟件在基於Linux的硬件上執行，將所有這些功能組合在單個設備（例如工業PC或數據中心）中可以大幅降低傳統硬件成本。中小型工業自動化硬件供應商可以在提供基於Linux工業連接硬件方面建立優勢地位。
而對於創業公司來說，面向工業領域和工業邊緣的機器學習與數據分析將是一大機遇。IoT Analytics評選了2019十大物聯網初創公司，其中有7家專注於數據分析/人工智能/數據科學領域，此外還有一家從事工業安全、一家從事工業網絡、一家從事機器人軟件。顯然，數據分析、人工智能和數據科學類軟件和雲服務是物聯網的一個主流創業方向，這也凸顯了物聯網平臺集中化和高度成熟後，其上的生態就開始繁榮起來。
IoT Analytics是從全球1000多家物聯網初創公司中篩選出十大初創公司。截止2019年7月，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，一些創業公司在不到6年的時間內籌集了1億美元以上的資金。
根據IoT Analytics 的IoT Startups Report＆Database 2019，30％的初創公司專注於工業/製造業客戶。工業/製造場景為物聯網的變革提供了巨大的潛力，近年來工業/製造領域的物聯網部署數量經歷了高速增長。大多數初創企業都在開發軟件以提高運營效率，並創建新的工廠和現場應用程序，例如交互式機器人。
另外，43％的物聯網初創公司成立於北美。美國，尤其是舊金山灣區，是科技創業公司的傳統“溫床”，該地區在分析、物聯網平臺和以物聯網安全為重點的初創公司中所佔份額較高，而以硬件為重點的初創公司（例如完整的物聯網設備解決方案和其它硬件）所佔的份額則相對較低。
總體來說，進入2020年，物聯網平臺、IT與OT融合和新的工業軟件體系都取得了階段性進展，這為物聯網引領下一步數字化轉型奠定了十分堅實的基礎，也為創業公司和中小企業打開了真正的產業機遇大門。有理由相信，2020是物聯網投資的最佳窗口期，將為捕捉未來五到十年的數字經濟和數字財富增長奠定基礎。
閱讀更多 敵特 的文章
