工业互联网2024风向:统一命名空间UNS成热门话题,AI+工业深入融合

岁末年初，又到了各行各业回顾过去、展望未来的节点性时刻，工业互联网领域也不例外。此前，笔者曾在《2023工业互联网年度回顾：平台商“光环”破灭，产业冰火两重天》一文中，用六个关键词回顾总结了过去一年中国工业互联网的发展轮廓，分别是：工业互联网平台光环褪去、产业标准 “小年”、IIoT为“新型工业化”奠基、大模型“入侵”传统工业、5G+工业互联网融合走向纵深。

那么面向未来，同时将视角从中国放眼全球，IIoT市场发展前景如何？有哪些趋势值得关注？哪些风向未来已来？哪些概念蓬勃发展？本文将综合多家专业研究机构报告和多位行业专家的观点，对2024年的IIoT产业发展进行预测和展望。

看市场：整体市场平稳增长，5G IIoT等细分市场涨势迅猛

虽然2023年的中国IIoT市场被泼了不少冷水，但就整体来看，各家研究机构对工业互联网产业的市场增长都给出了积极预测：

IMARC Group发布的《工业物联网市场：2023-2028 年全球行业趋势、份额、规模、增长、机遇和预测》报告显示：2022 年全球工业物联网市场规模达 2217 亿美元，预测到 2028 年将达到 5166 亿美元，2023 年至 2028 年的年复合增长率 (CAGR) 为 15.49%。Mordor Intelligence给出了类似的预测，认为工业物联网市场预计将在2023年至2028年以18%的复合年增长率增长。

和整体市场的平缓增长相比，很多IIoT细分市场的增势可谓迅猛，比如5G工业物联网市场。

我们知道，5G的易部署、低时延、高可靠、大带宽、广连接特性，可以逐一击破传统制造业转型所遇到的布线繁琐、通信环境复杂易造成干扰、对时延与稳定性更加敏感等痛点。反之，工厂里遍布的产线、设备与机器在智能化升级后所产生的海量数据也为5G行业应用提供了优渥的成长环境。同时，由于5G-A商用在即，RedCap有效降低了终端成本和功耗，能更好地满足工业无线传感、视频监控等中高速规模应用需求。

这些动力都助推了5G工业物联网市场的快速增长——根据 MarketsandMarkets 的报告，到 2026 年，全球 5G 工业物联网市场规模预计将达到 157 亿美元，2020-2026 年预测期内复合年增长率高达 79.1%。

工业物联网网关是另一个值得关注的细分市场。IoT Analytics发布的《2023-2027 年物联网网关市场报告》显示：由思科、西门子、研华和MOXA等公司引领的IIoT网关市场从 2021 年到 2022 年实现了加速增长，增长约 14.7%，达到 8.6 亿美元。

来源：IoT Analytics

预计这种增长将至少持续到 2027 年，增长的动力主要来自于三方面：其一是许多公司正在将其传统设备升级为带有传感器和控制器的设备，这个过程需要使用IIoT网关执行必要的协议和数据转换，并将数据传输到IT端点；其二是拥有互联设备的公司正在将一些关键应用转移到云端，IIoT网关逐渐成为信息进出工业场所的重要枢纽；其三是具有嵌入式多核处理器、人工智能芯片组和安全元件的新型增强型网关可实现更快、更安全的数据处理和传输。

工业物联网显示设备是另一个值得关注的硬件细分市场，其中不乏元太科技（中国台湾）、京东方（中国）、研华（中国台湾）、倍加福（德国）、夏普（日本 ）、PDi Digital（奥地利）、Planar Systems（美国）、Maple Systems（美国）等明星企业，物联网解决方案的普及和对 HMI 设备的需求不断增加是推IIoT显示市场增长的因素之一。

MarketsandMarkets 发布的数据显示，工业物联网显示市场规模预计将从2023年的9亿美元增至2028年的16亿美元，2023年至2028年的复合年增长率为13.3%。

与上述这些细分市场相比，工业互联网平台市场作为昔日的“产业红人”，近年来遭遇不少挑战，比如明星企业IPO的失败和政府补贴的减少等，但许多机构预测其整体的增势依旧持续。

IDC最新发布的报告显示，2022年，中国工业互联网平台企业侧市场规模达到28.6亿美元（约合人民币192亿元），受到疫情、需求不振等因素影响，同比增长22.3%，增速有所下降，厂商间的分化日趋明显。IDC还预计，到2025年，中国工业互联网平台及应用解决方案市场将达到56.1亿美元（约合361.6亿元人民币），2021-2025年CAGR为29.6%。

以上各家预测汇总如下：

看趋势：统一命名空间（UNS）成热门话题，AI+工业深入融合

①下一代IIoT架构

2023年，是“工业4.0”提出的第十年，工业5.0的“新故事”也逐渐有了轮廓。随着IIoT的发展走向纵深，一些新的架构正在成为热门话题，比如面向工业物联网的下一代数据架构unified namespace，译作统一命名空间（UNS）。

UNS并不是一个新概念，为什么会受到越来越多的关注？这是因为在传统的工业物联网系统中，分散、异构、复杂的边缘设备给互操作性、扩展性和安全性带来了巨大的挑战，UNS框架能够应对这些挑战，并为 IIoT 4.0 带来许多好处，例如简化数据集成、增强数据可用性和扩展性。

可以这么理解，统一命名空间是未来工业自动化系统中的一个软件层，它充当从传感器、IIoT 设备、机器、机器人解决方案和其他系统组件及其所有上下文收集的所有数据的集中存储库。

正如 IIoT 和工业 4.0 解决方案架构师、UNS概念的主要推广者之一Walker Reynolds所述：“统一命名空间UNS是企业中所有数据和信息的单一事实来源，它是企业中智能设备相互通信的枢纽。”

Jaylin在《统一命名空间（UNS）：面向工业物联网的下一代数据架构》一文中展示了UNS的不同层级，如下图所示：

图源：https://www.emqx.com/zh/blog/unified-namespace-next-generation-data-fabric-for-iiot

在工业 3.0 时代，常常利用 ERP 或 CRM 系统来管理组织和制造厂的运营。这些系统与仓库管理系统（WMS）相互配合，从操作员那里接收生产订单并将调度计划、物料清单和工作订单发送到工厂。制造厂通过电子表格向中央办公室和操作员报告情况。然而，由于数据不是实时的，这种方式无法准确地反映当前的业务状态。此外，如果公司想要采用商业智能（BI）或人工智能和机器学习（AI/ML）等新技术，它们往往需要完整的数据集作为基础。

这正是统一命名空间的优势所在：在边缘设备和云上运行的多个命名空间，它们相互协作，形成一个统一的命名空间。有专家预测：UNS将在未来企业IT基础设施以及工业4.0/5.0时代任何数字化转型项目的架构中发挥基础性作用。

②尽力简化部署，实现灵活的解决方案

对于IIoT解决方案供应商来说，推动IIoT普及的一个行之有效的方式是尽可能的简化部署，而这可以从多个方面去实现。

比如在连接层面，两家领军企业的合作值得关注。2023年10月，支持全球连接解决方案的 IIoT 技术领导者 Blues 宣布与专注于工业连接和硬件制造商 RAKwireless 建立合作伙伴关系。Blues 的 Notecard 现已在 RAKwireless 广泛的 WisBlock 模块、传感器和外壳产品组合中提供，简化了 IIoT 解决方案的全球蜂窝连接。

IIoT 部署常常因复杂的物理设计功能和连接选项之间的不兼容性而陷入停滞。而Blues 和 RAKwireless 将共同为全球客户提供简单且预配置的蜂窝 IIoT 解决方案 Blues.ONE 以及可组合的 WisBlock 接口板 RAK13102——双方的合作将使客户能够针对工业设备监控和资产跟踪等各个用例快速部署设备。

过去三年中，制造商一直在应对不可预见的需求变化、严重的供应限制以及各种劳动力挑战，所以IIoT解决方案商也必须提供更加灵活的解决方案。据IoT Analytics调研，不少工业巨头在工业自动化展览盛会SPS 2023 上展示了更加灵活的解决方案。

比如西门子的数字孪生技术。简单来说，常规的产品研发工程如同一条“顺向的直线”，需要按照“用户需求—产品设计—样机调试—交付用户”的顺序一步步推进，非常不灵活，需要有实体样机出来才能调试和发现问题。如今，基于西门子数字原生系统的虚拟调试方案能够在虚拟世界中构建产品的数字化双胞胎，研发流程由“顺次”升级为“并行”的数字化研发。技术人员无需再等待实体样机，在产品设计的同时即可不限制地点和时间进行虚拟调试。

同样，德国工程公司博世力士乐的DeviceBridge 展示了无缝连接解决方案，法国软件公司达索系统的3DEXPERIENCE 展示了软件的模块化——所有这些都有助于提高制造流程的适应性和弹性。

基于此，预计在2024年，尽力简化部署并实现灵活的解决方案，将是方案商们持之以恒的努力方向。

③人工智能和工业的融合越发深入

毫无疑问，生成式人工智能已经成为 2023 年的关键趋势，承担着国民经济支柱重担的工业/制造业当然也不会置身事外。

虽然颇有争议，在SPS 2023 上，许多企业依然带来了自家将生成式人工智能用于工业的雏形应用。比如德国 Beckhoff 的 TwinCAT Chat 展示了人工智能在编码中的作用，博世力士乐的 AIRO 助手展示了在支持/故障排除中的作用，以及西门子的 Industrial Copilot 展示了在操作分析中的作用等等。

同时，人工智能引擎正越来越多地内置到工业硬件中，从而实现机器视觉或流程优化等人工智能驱动的操作。例如，西门子与机器视觉软件提供商MVTec、机器视觉硬件供应商Basler达成合作，展示了人工智能在机器视觉中的应用；施耐德电气展示了其在部分解决方案中集成了Hailo的 AI 加速器；倍福则分享了其采用NVIDIA RTX A4500 GPU 的新型 IPC C6043——这些都代表了将人工智能直接嵌入工业设备取得的进一步进展。

图：Basler 机器视觉演示中的西门子SIMATIC S7-1500 TM NPU（红色）

可以预见，2024年或许将成为人工智能深入工业应用的爆发之年，一些原本只是demo的应用会在实际场景中走向成熟，工业界会认识到AI在制造和运维中的潜力，同时也会辨别其应用的缺陷和陷阱，最终在各方之间找到一个完美的平衡。

④安全始终是头号大事

安全几乎是每年都老生常谈的话题，但由于其重要性，也不能不谈。2023年9月，罗克韦尔自动化（Rockwell Automation）发布了名为《工业运营中100多起网络安全事件解剖》的调研报告，报告发现：在过去短短几年的时间内， OT/ICS 安全事件已超过 1991 年至 2000 年期间报告的总数。

具体而言：能源行业受到的安全攻击最为集中（39%），受到攻击的频率是排行第二垂直行业的三倍多；超过一半的 OT/ICS 安全事件中，SCADA系统都被作为攻击目标 (53%)，PLC则是第二常见的攻击目标 (22%)；在报告调研的 OT/ICS 安全事件中，60% 导致运营中断，40% 导致未经授权的访问或数据泄露，更广泛的供应链在 65% 的情况下也会受到影响。

面向未来，随着越来越多的系统、网络和设备连接到OT/ICS环境中，建立强大的现代OT/ICS安全计划必须成为每个工业组织维护安全、可靠运营和持续可用性的责任的一部分。

组织需要采取更多措施，包括专注于纵深防御，借鉴零信任（Zero Trust）和NIST网络安全框架；通过更强的密码和多因素身份验证来确保远程访问的安全性；实现24/7 全天候监控威胁；将IT和OT网络进行分隔，充分利用防火墙配置，以防止IT攻击渗透到OT环境中等等…..以保证IIoT解决方案的安全性，守护工业企业的资产安全。

写在最后

随着数字化、智能化技术的不断渗透，工业互联网行业必将在未来展现更为广阔的发展空间。而下一代数据架构、人工智能技术、安全策略与IIoT的深度融合，又将为产业带来无限可能，推动工业互联网的持续进化。在这个充满挑战与机遇的年份，我们期待着企业、政府和学术界共同努力，共同迎接工业互联网产业全面升级的新篇章。

参考资料：

1.《Industrial IoT (IIoT) Platform Market》，SNS Insider

2.《Industrial IoT Market: Global Industry Trends, Share, Size, Growth, Opportunity and Forecast 2023-2028》，IMARC Group

3.《工业物联网 （IIoT） 市场规模和份额分析-增长趋势和预测（2023-2028）》，Mordor Intelligence

4.《中国工业互联网平台企业侧：PaaS 平台及应用解决方案市场份额， 2022 ：分化加速》，IDC

5.《统一命名空间（UNS）：面向工业物联网的下一代数据架构》，EMQ，Jaylin

6.《SPS 2023 上的 10 大工业自动化趋势》，IoT Analytics