人工智能技术重塑工业PaaS低代码开发平台,提升工业互联网平台应用创建能力

近日,中国信息通信研究院发布《2023中国“5G+工业互联网”发展洞察》报告称,目前,我国5G+工业互联网项目已经达到8000个,覆盖了工业的全部41个大类,5G在工业领域的应用占比超过60%。

作为一种全新工业生态和新型应用模式,工业互联网既是数字产业化发展新的增长点,又是产业数字化新的基础设施,也是推动企业转型升级、实现高质量发展的重要抓手。预计到2025年,中国工业互联网市场规模达到12688.4亿元,预测增长率为13.8%。

目前,在智能化席卷产业界的浪潮之下,工业互联网构建基于海量数据采集、汇聚和分析的服务体系,以及支撑制造业高效配置的平台,成为提升工业生产力的主要技术路径。这也意味着该平台的低层构建,即数据采集(边缘层)、工业PaaS(平台层)和工业SaaS(应用层)的搭建变得十分重要。

其中,工业PaaS承载着整个工业体系最核心的功能,起到了承上启下的作用。向上一层,它承载了数据和应用;向下一层,它承载了算力和基础设施。可以说工业PaaS层是一个可扩展的微服务架构操作系统,它是在通用PaaS架构的基础上进行二次开发,构建基于微服务架构的工业互联网平台。

因此,通过累积不同行业、不同工业场景的技术、知识、经验等资源,实现封装、固化和复用,从而保证工业生产力的最大化,国内工业PaaS平台的发展前景究竟如何?

底层技术也是前沿技术

作为提升生产力的有效技术手段,PaaS产业未来发展前景广阔。不久前,IDC发布了《中国工业云IaaS+PaaS市场份额,2022:分化初现》报告。数据显示,2022年,中国工业云IaaS+PaaS市场规模达到83.8亿美元(约合562.9亿元人民币),受疫情等因素影响增速同比有所放缓,相比2021年增长29.2%。此外长期预测来看,到2025年,PaaS产业将突破1000亿美元,年均复合增长率高达20%。

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不可否认,工业PaaS被誉为“工业互联网发展的发动机和操作系统”,已成为工业互联网平台发展的关键突破口,甚至将成为企业争夺工业互联网规则制定权和生态话语权的关键。美国北德克萨斯大学(UNT)教授Sameehan S. Joshi认为,工业PaaS作为云平台的一种,其价值在于为工业生产力的提升、产品分配、消费以及定价提供解决方案。该平台的壮大则是通过物联网的云技术,为客户提供“按需求”开发功能与应用程序的能力。

而从经济学角度来看,生产力是社会发展的基础和动力,而生产关系则是生产力发展的制约因素。工业PaaS软件技术的应用可以提高企业的生产力水平,使得企业在生产过程中更加高效、灵活和智能。并且,工业PaaS软件技术的应用也可以改变传统的生产关系,促进企业内部和企业之间的协作与合作。

因此工业PaaS平台作为工业生产力提升的重要“引擎”,也成为了西方发达国家聚焦的重点。在国际方面,欧美国家基于工业PaaS的技术开放、标准化的技术架构、强大的技术研发能力以及生态系统,打破了传统生产过程中的信息壁垒和组织边界,促进了企业内部和企业之间的合作与创新。

例如美国GE(通用电气)和PTC作为两个主要工业PaaS技术提供商,其中GE的Predix平台可以连接各种工业设备和系统,实现数据的收集、分析和优化。PTC的ThingWorx平台则提供了一套完整的工业物联网解决方案,帮助企业实现设备的远程监控和维护,提高生产效率。据报道,使用这些平台的企业在生产效率上往往可以实现10%-15%的提升。

此外,德国西门子的MindSphere平台同样可以实时监测生产线上的设备状态,预测故障并提前维护,从而减少了停机时间和维修成本。使用MindSphere的企业可以实现生产效率提高20%以上。

因此,工业PaaS软件技术作为一种基于工业互联网的底层技术,能够为企业带来巨大的生产力提升。西方国家通过PaaS底层技术的应用,为企业提供高效的生产工具和设备管理、实现生产过程的优化和协同以及实现生产过程的智能化和自动化,进而提高企业的生产效率、降低成本、提高产品质量和市场竞争力。

国内市场逐渐繁荣

中国科技大学信息科学技术学院曾发表文章指出,自2015年以来,PaaS技术的底层构建能够有效地为企业提供技术服务。其中,“SaaS锚定的PaaS”(SaaS Environment Anchored PaaS),软件即服务(SaaS)与平台即服务(PaaS)相结合的模式,成为最受客户欢迎的服务方式之一。这类PaaS云供应商将SaaS作为核心服务业务。为了发展其业务能力和品牌,PaaS供应商开发了一个生态系统,允许独立软件开发人员在云平台上提供应用程序。

这也意味着PaaS云服务为开发人员提供了极大的自由度和生产力。开发者不需要担心定义可扩展需求,也不需要使用XML来概述系统部署的规范。所有的设施都由负责管理这些服务的PaaS提供商提供。

从国内环境来看,基于我国积极构建“双循环”的发展格局,促使工业制造产业形成了“大而全”的现状。同时,在工业4.0思潮之下,以数字、人工智能技术为代表的工业互联网产业正蓬勃发展。在这种大背景之下,处于细分领域的工业PaaS端,其产业发展上下游的合作则更为紧密,并已经形成了以设备制造商、系统集成商、软件开发商、运营商等为主体的工业PaaS产业生态链,各环节之间的协同效应逐渐显现。

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工业互联网产业图谱/图源:艾瑞咨询

根据上图可见,上游的laaS服务商为中游的PaaS服务商提供基础设施资源和服务,包括云主机、云储存、云网络、CDN、虚拟化硬件等。中游PaaS服务商为下游的SaaS服务商提供数据库、应用开发、应用部署、应用运行、基础框架、中间件等服务。下游的SaaS服务商提供的SaaS服务包括CRM、ERP、HRM、OA(财务管理)、内容服务、通信协作等。

在这一过程中,通过工业PaaS,企业可以利用云计算、大数据、人工智能等数字技术,实现生产流程的优化、产品质量的提升以及运营管理的智能化。同时,工业PaaS还提供数据库、应用开发、应用部署、应用运行、基础框架、中间件等服务,使得SaaS服务商能够专注于业务逻辑的实现,而无须关注底层的技术细节。这种分工合作的模式,大大提高了软件开发的效率和质量,降低了企业的运营成本。

基于工业PaaS带来的巨大产业价值,德国德累斯顿工业大学教授Frederik Wulf曾直言道:“如果我们(企业)想要快速发展,使用PaaS系统是唯一的出路,否则即使我们在IaaS平台上搭建所需系统,也难以保证企业的持续发展。”

二级市场稳健,底层技术有所突破

在工业4.0的概念之下,作为工业PaaS产业的应用场景与实体支撑,工业互联在二级市场中发展稳健。按行业来看在二级市场中,工业互联网赛道A股上市企业达到了232家。

在宏观角度来看,随着近年来,数字化、物联网、云计算和人工智能等技术的发展为工业互联提供了强大的技术支持。这些技术的不断进步和普及,使得企业能够更轻松地实现生产过程的自动化、智能化和优化进而获得了市场的青睐。同时,我国政府一直致力于推动工业转型升级,以实现从“制造大国”向“制造强国”的转变。这也表明在政策端对工业互联网的扶持也促进了该产业在二级市场的发展。

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近2个月工业互联二级市场走势/图源:同花顺

在政策与技术端双向利好的背景下,工业PaaS产业所属申万三级行业为工业互联计算机IT服务及横向通用软件,并覆盖了29家上市企业。

其中,头部厂商宝信软件2023年前三季度,公司实现营业总收入88.18亿元,同比增长15.23%;归母净利润18.71亿元,同比增长22.33%;用友网络前三季度实现营业收入57亿元,同比增长2.0%;科大讯飞2023 年前三季实现总营收 126.14 亿元,归母净利润 9936.21 万元。此外,东方国信2023年前三季度营收约14.54亿元,同比增加2.01%;归属于上市公司股东的净利润约1.1亿元,同比增加1.89%

根据以上数据可以看出,我国工业PaaS技术服务商呈现出多元化的发展趋势。一方面,传统的软件企业和通信企业纷纷布局工业PaaS领域,如宝信软件、用友网络和科大讯飞等企业均在工业PaaS领域取得了较好的发展成果;另一方面,一些新兴的工业PaaS技术服务商也在迅速崛起,如东方国信等企业。总体来说,工业PaaS技术服务商的市场规模逐渐扩大,但竞争格局日趋激烈。

在这种日趋激烈的市场竞争当中,加大技术创新便成为了技术供应商掌握核心竞争力,拓展市占率的重中之重。据财报显示,2023年前三季度宝信软件、用友网络、科大讯飞以及东方国信等技术供应商在研发领域的投入分别为10.08亿、14.95亿、24.98亿以及3.39亿,均高于去年同期水平。

尤其是在云计算、大数据、等领域进行创新,为我国工业PaaS市场的创新发展提供了强有力的支撑。例如浪潮推出的iGIX5.0企业级PaaS平台。该产品以云原生平台为云原生应用架构、智能运维和弹性计算的基础支撑,同时inBuilder代码平台、inDataX数据中台、inIoT物联网平台三大平台工具对平台沉淀的大量企业级基础服务、业务服务、数据服务、物联服务、智能服务装配编排,构建企业数字化核心能力。

其中,云原生平台通过容器化技术,将应用与底层基础设施解耦,使得应用能够以更轻量级的方式运行,这也意味着基于容器的弹性计算,使得应用能够在iGIX5.0平台负载波动时,自动调整计算资源的分配,保持平台的稳定性和高效性。

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浪潮iGIX5.0企业级PaaS平台/图源:浪潮ERP

此外,用友网络的iuap平台以云原生、数智驱动、技术普惠和社会化架构为内核,完成了从企业级到社会级的跨越式升级。该平台通过“三中台+三平台”的构建方式打造了企业数智化新底座,其中“三中台”包括业务中台、数据中台和智能中台,而“三平台”则包括技术平台、低代码平台和开发平台。

从上述结构可见,iuap平台的算力提升主要得益于其先进的技术和架构。云原生的特性使得应用更加轻量化和高效,这有助于提升整体的运行效率和处理能力。同时,数据中台和智能中台的运用使得数据的存储、处理和分析变得更加智能化,不仅提高了计算效率,还为决策提供了更加精准的依据。换句话说,用友网络的“三中台+三平台”的构建方式是其技术创新的核心关键。

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用友网络iuap平台/图源:科技快报

总体来看,我国工业PaaS的技术创新发展趋势正呈现出积极的态势,主要体现在开放性和灵活性的提升、数据驱动的智能化发展和安全性和可靠性的提高等方面。例如,基于云原生技术的工业PaaS平台能够更好地支持微服务架构和容器化部署,使得应用开发更加灵活和高效。

但是,由于海外工业PaaS平台在底层算力创新方面相对成熟,拥有更多的核心技术和专利,相比之下,我国在底层算力创新方面仍存在一定的差距,目前的发展模式仍是通过参与开源社区、使用开源框架和工具等途径,进而获得更多的技术支持。但在底层核心技术能力、制定行业标准、推动产业标准化发展等方面仍存有差距。

因此,我国工业PaaS平台在未来应该加快制定和完善工业PaaS平台的规范和标准体系,推动工业PaaS平台的标准化和规范化发展。同时,国内相关企业还应该积极参与国际相关标准和规范的制定和修订工作,为我国工业PaaS技术的发展争取更多的话语权和主导权。

结合人工智能技术,是发展趋势

由上述内容可见,工业互联网平台的重要能力之一是通过封装在其PaaS平台层的大量通用的行业Know-how知识经验或知识组件以及算法和原理模型组件,以低代码方式构建上层工业APP应用。而以ChatGPT为代表的人工智能代码生成能力的跨越式进步,有望重塑工业PaaS低代码开发平台,有望使得非程序员的工程师能够使用自然语言指令进行零错误的工业APP开发,大幅提升工业互联网平台的应用创建能力、降低应用开发成本。

在国内市场中,人工智能技术赋能工业PaaS平台以初见倪端。今年7月27日,用友网络正式对外发布了业内首个企业服务大模型YonGPT。用友网络表示,YonGPT通过上下文记忆、知识/库表索引、Prompt工程、Agent执行、通用工具集等扩充大模型的存储记忆、适配应用和调度执行能力,再结合财税、人力、供应链、研发等领域的知识,扩充大模型专业能力,形成体系化的企业服务大模型。

此外,东方国信也启动了公司自有垂直大模型BonGPT技术框架和应用系统的研发。在今年5月16日,东方国信董秘在投资者关系平台上回复投资者称,公司眼下正以垂类领域预训练大语言模型为核心,面向包括运营商、金融、工业、政府等在内的行业特点开展深度指令优化和模型精调,打造面向to B典型场景需求的基础能力。未来公司将用更垂类的数据去训练出在某个特定方向上更具深度、更细致、更精准、更具专业性的大模型。

人工智能大模型能够基于深度学习的自然语言处理技术,可以理解和生成人类语言文本。将其应用于工业APP开发领域,使开发者通过自然语言指令来进行零错误的开发,大大提高了开发效率和准确性。同时,大模型还能够帮助开发者从大量数据中提取有用的信息,为APP提供更准确、更智能的功能。

据麦肯锡公司进行的研究表明,人工智能技术可通过全自动化、动态监控等方式提高各生产环节的效率,实现降本增效,该技术特征可以将软件开发时间缩短50%以上。而该技术在工业PaaS平台的优化算法中,能够通过对系统性能、资源利用率等指标进行实时监测和分析,自动调整系统参数和配置,以提高系统的性能和稳定性。

所以虽然眼下并没有专门针对工业PaaS低代码开发平台和成本降低进行具体论证探讨,但可以看出,人工智能技术在整体软件开发领域的潜力十分巨大。这也意味着在未来的工业互联网发展过程中,人工智能代码生成能力的跨越式进步有望重塑工业PaaS低代码开发平台,使得非程序员的工程师能够使用自然语言指令进行零错误的工业APP开发。

因此,为了充分发挥人工智能技术在工业PaaS平台中的价值,眼下国内相关技术提供商注定将进一步研究和探索人工智能技术在工业PaaS平台中的应用方法和技术。

参考资料:

艾瑞咨询:2023年中国工业互联网平台行业研究报告

白旭洋:工业互联网中安全性增强的 边缘计算任务调度方法研究, 西安邮电大学

范婷婷:工业互联网平台赋能供应链协同的运行,杭州电子科技大学

IDC:《中国工业云IaaS+PaaS市场份额,2022:分化初现》

邬贺铨:边缘计算助力工业互联网,中国工程院

尹方达:工业物联网PaaS平台的商业模式研究,北京邮电大学

关键词阅读:工业PaaS

责任编辑:张奇
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