近年來(lái)，深化數(shù)字技術(shù)應(yīng)用、推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為各國(guó)發(fā)展實(shí)體經(jīng)濟(jì)、培育競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的普遍選擇。

美國(guó)連續(xù)十年推進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)戰(zhàn)略，加速制造業(yè)數(shù)字化的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用。歐盟實(shí)施“工業(yè) 5.0”戰(zhàn)略，推動(dòng)數(shù)字化綠色化雙轉(zhuǎn)型，構(gòu)建以人為本、彈性、可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈。特別是疫情發(fā)生以來(lái)，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈已成為數(shù)字化發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)和重要保障。

德國(guó)發(fā)力“工業(yè) 4.0”，以智能工廠、智能產(chǎn)線為基礎(chǔ)，著力鞏固制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。英法日等傳統(tǒng)工業(yè)強(qiáng)國(guó)和新興經(jīng)濟(jì)體都在強(qiáng)化數(shù)字技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力?？梢哉f(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“不是工具的革命，而是革命的工具”，正在全球形成共識(shí)。

(資料圖片僅供參考)

我國(guó)體系化推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，各領(lǐng)域支持政策不斷完善，地方支持力度不斷加大，政策環(huán)境不斷優(yōu)化，為推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是將新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的生態(tài)，通過(guò)對(duì)人、機(jī)、物、系統(tǒng)等的全面連接，構(gòu)建起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的全新制造和服務(wù)體系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，是推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合的關(guān)鍵路徑。

為了促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，近年來(lái)，國(guó)家相關(guān)部門相繼出臺(tái)一系列政策，加大工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用賦能、區(qū)域落地推廣力度。2020 年中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)穩(wěn)步推進(jìn)，中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)?？偭窟_(dá)到 6712.7 億元，同比增長(zhǎng) 9.9%。

隨著 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將快速增長(zhǎng)，中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì) 2022 年中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)?？偭繉⑦_(dá) 8893.5 億元。自 2020 年開始，得益于 5G 及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)注冊(cè)量迅猛增長(zhǎng)。

數(shù)據(jù)顯示，2020 年我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)注冊(cè)量達(dá)到 19.5 萬(wàn)家，截至 2021 年底，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)注冊(cè)量更是達(dá)到了 62.0 萬(wàn)家，創(chuàng)歷史新高，同比增長(zhǎng) 217.9%。據(jù)中商情報(bào)網(wǎng)預(yù)計(jì)，2022 年我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)注冊(cè)量有望持續(xù)增長(zhǎng)。

市場(chǎng)規(guī)模和企業(yè)注冊(cè)量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)增加值規(guī)模飛速增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)信息通信研究院數(shù)據(jù)，2020 年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)增加值規(guī)模約為 3.1萬(wàn)億元，同比實(shí)際增長(zhǎng)約為 46.2%。中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2022年我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)增加值規(guī)模將超 5萬(wàn)億元。

規(guī)?？焖籴绕鸬耐瑫r(shí)，我國(guó)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的邊緣智能、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析、工業(yè)機(jī)理建模等方面依舊存在短板。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)基本上都建立在國(guó)外基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)體系之上，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)所依賴的“一硬+一軟+一網(wǎng)+一安全”等產(chǎn)業(yè)鏈主要掌控在別人手里。

以 PLC 為例，根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，2021 年可靠性要求更高的中大型 PLC市場(chǎng)主要被西門子、歐姆龍、三菱等外資廠商所占據(jù)，西門子市場(chǎng)份額近 50%。小型 PLC市場(chǎng)方面，內(nèi)資品牌有更多布局，但外資廠商仍占據(jù)更大的市場(chǎng)份額，因此內(nèi)資品牌有待發(fā)力以進(jìn)一步達(dá)成國(guó)產(chǎn)替代。

工業(yè)軟件方面，根據(jù)工信部運(yùn)行局?jǐn)?shù)據(jù)，2020 年，僅有 5%的研發(fā)設(shè)計(jì)類工業(yè)軟件為國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)可用的研發(fā)設(shè)計(jì)類產(chǎn)品主要應(yīng)用于工業(yè)機(jī)理簡(jiǎn)單、系統(tǒng)功能單一、行業(yè)復(fù)雜度低的領(lǐng)域。

生產(chǎn)制造類國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件占據(jù) 50%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，在部分領(lǐng)域已經(jīng)具備一定實(shí)力，涌現(xiàn)了上海寶信、和利時(shí)、浙大中控等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，但在高端市場(chǎng)中還不占優(yōu)勢(shì)；經(jīng)營(yíng)管理類國(guó)產(chǎn)軟件占有國(guó)內(nèi) 70%的市場(chǎng)份額，但高端市場(chǎng)領(lǐng)域仍以 SAP、Oracle 為主。

面對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域部分產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)率低等問(wèn)題，我國(guó)逐步加快“國(guó)產(chǎn)替代”建設(shè)步伐。2023年召開的全國(guó)工業(yè)和信息化工作會(huì)議強(qiáng)調(diào)，我國(guó)要提升重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈自主可控能力，圍繞制造業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，找準(zhǔn)關(guān)鍵核心技術(shù)和零部件“卡脖子”薄弱環(huán)節(jié)，“一鏈一策”推進(jìn)強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈穩(wěn)鏈，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈上下游、大中小企業(yè)協(xié)同攻關(guān)，促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

TSN引領(lǐng)智能時(shí)代工業(yè)通信發(fā)展

實(shí)時(shí)通信技術(shù)完成了從總線時(shí)代向?qū)崟r(shí)以太網(wǎng)階段的邁進(jìn)，并進(jìn)一步邁向了智能時(shí)代迎合新的網(wǎng)絡(luò)融合需求。

早在 20 世紀(jì) 70 年代，隨著可編程邏輯控制器（PLC）的產(chǎn)生，為了分布式控制所需的總線也誕生。進(jìn)入 21 世紀(jì)，隨著標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)成本的下降，總線開始進(jìn)入基于以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。2014 年以后，隨著工業(yè) 4.0 的提出，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能制造的需求逐漸變得迫切，對(duì)于連接的需求產(chǎn)生了變化。

傳統(tǒng)的以太網(wǎng)通常不支持交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其輪詢機(jī)制或集束幀技術(shù)使得標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和實(shí)時(shí)以太網(wǎng)無(wú)法在同一網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。隨著信息技術(shù)（IT）與運(yùn)營(yíng)技術(shù)（OT）的不斷融合，對(duì)于統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求變得迫切。智能制造、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的發(fā)展，都使得這一融合變得更為緊迫。

而 IT 與 OT 對(duì)于通信的不同需求也導(dǎo)致了在很長(zhǎng)一段時(shí)間，融合這兩個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)了很大的障礙：互聯(lián)網(wǎng)與信息化領(lǐng)域的數(shù)據(jù)需要更大的帶寬，而對(duì)于工業(yè)而言，實(shí)時(shí)性與確定性則是問(wèn)題的關(guān)鍵。這些數(shù)據(jù)通常無(wú)法在同一網(wǎng)絡(luò)中傳輸。

因此，尋找一個(gè)統(tǒng)一的解決方案已成為產(chǎn)業(yè)融合的必然需求。時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò)（timesensitive network，TSN）是目前國(guó)際產(chǎn)業(yè)界正在積極推動(dòng)的全新工業(yè)通信技術(shù)。時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò)允許周期性與非周期性數(shù)據(jù)在同一網(wǎng)絡(luò)中傳輸，使得標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)具有確定性傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，并通過(guò)廠商獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，已成為廣泛聚焦的關(guān)鍵技術(shù)。

目前，IEEE、IEC 等組織均在制定基于 TSN 的工業(yè)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的底層互操作性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。TSN 進(jìn)一步改善了以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性能、工業(yè)場(chǎng)景下 OT 與 IT 網(wǎng)絡(luò)的融合，能夠保證控制類、實(shí)時(shí)運(yùn)維類等時(shí)間敏感數(shù)據(jù)的優(yōu)先傳輸，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性和確定性，保證了各類業(yè)務(wù)流量共網(wǎng)混合傳輸，將已有的存量工業(yè)以太網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及新型工業(yè)應(yīng)用連起來(lái)，極大提高工廠網(wǎng)絡(luò)靈活組網(wǎng)的能力。

目前參與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與 TSN 融合研究工作的廠商越來(lái)越多，比如工業(yè)以太網(wǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織（CC-Link、EtherCAT、PROFINET），還有國(guó)內(nèi)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，加上大部分自動(dòng)化廠商，比如西門子、abb 、庫(kù)卡等。

下一代工業(yè)網(wǎng)絡(luò) TSN 應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)研究正飛速進(jìn)行，端到端應(yīng)用場(chǎng)景逐漸豐富，研究成果的產(chǎn)業(yè)化時(shí)機(jī)已經(jīng)到來(lái)。技術(shù)開發(fā)與測(cè)試成果已初步涌現(xiàn)，通信設(shè)備廠商和芯片廠商們也一并參與到 TSN 的開發(fā)中來(lái)，產(chǎn)品及服務(wù)廠商也在逐漸增多。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，市面上已有 10 多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域?qū)?TSN 的端到端應(yīng)用進(jìn)行了初步探索，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上能提供 TSN 各類軟硬件產(chǎn)品及服務(wù)的廠商也超過(guò) 50 多家。

TSN 技術(shù)可以很好解決 IT 與 OT 的融合問(wèn)題，在保證控制類等時(shí)間敏感業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的有限傳輸，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)確定性傳輸?shù)耐瑫r(shí)，又可以保證各類業(yè)務(wù)流量共網(wǎng)傳輸。因此 TSN 技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛。

2022 年 10 月，由東土科技主導(dǎo)制定的《基于時(shí)間敏感技術(shù)的寬帶工業(yè)總線 AUTBUS 系統(tǒng)架構(gòu)與通信規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布；2023 年 3 月，東土科技牽頭制定的基于 IPV6 的工業(yè)控制總線標(biāo)準(zhǔn) AUTBUS 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之 6 項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)獲 IEC 正式發(fā)布。

AUTBUS 系列標(biāo)準(zhǔn)是目前國(guó)際上唯一基于時(shí)間敏感技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第 6 版（IPv6）技術(shù)的兩線制寬帶總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。該系列標(biāo)準(zhǔn)解決了 IPv6 統(tǒng)一尋址和確定性通信問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)（IT）協(xié)議與操作技術(shù)（OT）協(xié)議的全 IP化，支持工業(yè)通信領(lǐng)域多協(xié)議的互聯(lián)互通互操作，以及控制數(shù)據(jù)、視頻、圖片等大數(shù)據(jù)在控制層的同步寬帶傳輸，可有效滿足智能制造高帶寬、高實(shí)時(shí)等通信需求。

目前，基于該系列標(biāo)準(zhǔn)的芯片已研制成功，可廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、汽車、船舶、航空等智能制造相關(guān)領(lǐng)域。該系列標(biāo)準(zhǔn)的成功發(fā)布，標(biāo)志著以 AUTBUS 為代表的我國(guó)工業(yè)通信技術(shù)的發(fā)展水平和應(yīng)用成效得到國(guó)際認(rèn)可。

邊緣控制器創(chuàng)造新應(yīng)用生態(tài)

邊緣計(jì)算技術(shù)是計(jì)算技術(shù)發(fā)展的焦點(diǎn)，通過(guò)在靠近工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)運(yùn)行處理、分析等操作，就近提供邊緣計(jì)算服務(wù)，能夠更好滿足制造業(yè)敏捷連接、實(shí)時(shí)優(yōu)化、安全可靠等方面的關(guān)鍵需求，改變傳統(tǒng)制造控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的部署運(yùn)行方式。

邊緣計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)的本地處理能力提出了很高的要求，傳統(tǒng)的 PLC 控制器已無(wú)法勝任這樣的工作，因此，一種基于 PC 的兼具 PLC 功能的控制器應(yīng)運(yùn)而生。這樣的控制器可以將 PLC控制器、PC、網(wǎng)關(guān)，運(yùn)動(dòng)控制、I/O 數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議、機(jī)器視覺、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)等多領(lǐng)域功能集成于一體，同時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算和與云端相連，以及在邊緣側(cè)協(xié)同遠(yuǎn)程工業(yè)云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能產(chǎn)線控制等，這樣的控制器被稱為邊緣控制器。

邊緣控制的架構(gòu)分為端、邊、云三個(gè)層級(jí)，分別部署不同的設(shè)備或系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)云端和邊緣側(cè)的控制。邊緣側(cè)的設(shè)備形態(tài)為邊緣控制器和邊緣網(wǎng)關(guān)，其南向通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)連接端側(cè)的執(zhí)行器和傳感器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，北向則通過(guò)以太網(wǎng)連入云側(cè)的邊緣云或公有云。

邊緣控制器和邊緣網(wǎng)關(guān)均可采用通用硬件架構(gòu)并具備與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通訊能力，邊緣網(wǎng)關(guān)功能側(cè)重于對(duì)下層設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、處理分析和向云側(cè)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而邊緣控制器功能偏向于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)控制，二者功能可分別獨(dú)立實(shí)現(xiàn)靈活部署，也可組合在一臺(tái)邊緣計(jì)算硬件設(shè)備上。

邊緣控制器將控制與計(jì)算相融合，實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同。云邊協(xié)同是邊緣原生的核心技術(shù)之一。云端通常具備海量計(jì)算能力，通過(guò)云邊協(xié)同、云端開放的能力和資源可提供給邊緣端的應(yīng)用進(jìn)行調(diào)研。

以機(jī)器學(xué)習(xí)為例，一般流程是云端首先將訓(xùn)練好的模型下發(fā)邊緣端，邊緣端執(zhí)行推理并根據(jù)結(jié)果下發(fā)控制指令給現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器，并將執(zhí)行結(jié)果反饋至云端，然后云端根據(jù)反饋結(jié)果再次進(jìn)行模型訓(xùn)練并更新模型再次下發(fā)給邊緣端。另外一個(gè)場(chǎng)景是邊緣端實(shí)時(shí)采集的現(xiàn)場(chǎng)工況數(shù)據(jù)經(jīng)預(yù)處理后上傳到云端進(jìn)行匯總分析，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，以支持工廠管理層的精準(zhǔn)決策。

德國(guó)倍福是基于 PC 的自動(dòng)化技術(shù)的先驅(qū)者之一，早在 1986 年，倍福的第一個(gè) PC 控制系統(tǒng)就已問(wèn)世。倍福推出的基于 PC 的控制技術(shù)定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的全球標(biāo)準(zhǔn)。倍福在1996 年推出的 TwinCAT 自動(dòng)化套件是倍福控制系統(tǒng)的核心部分，通過(guò)與 TwinCAT 軟件結(jié)合使用，基于開放性和高度可擴(kuò)展性原則，構(gòu)建優(yōu)化協(xié)調(diào)的自動(dòng)化解決方案。

TwinCAT 可將任何一個(gè)基于 PC 的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為一個(gè)帶多個(gè) PLC、NC、CNC 和機(jī)器人實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。可模塊化擴(kuò)展的硬件和軟件組件便于隨時(shí)修改和添加功能，在需要時(shí)，控制解決方案具備的開放性不僅允許集成第三方組件，還可以為現(xiàn)有設(shè)備和系統(tǒng)定制改造方案，這樣既能確保靈活性，又能保障客戶的投資安全。

基于 PC 的控制技術(shù)可應(yīng)用于自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。TwinCAT 3 IoT OCPP 可與EL6761 EtherCAT 端子模塊完美融合，構(gòu)成一個(gè)完整的適用于充電基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用的通信系統(tǒng)；基于 PC 的控制技術(shù)可助力打造數(shù)字孿生平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)樓宇全自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)，節(jié)能降耗效果顯著；基于 PC 的控制技術(shù)還可顯著優(yōu)化車用電機(jī)裝配流程，制造商可充分利用TwinCAT 縮短生產(chǎn)周期的優(yōu)勢(shì)，最大限度地提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)能。

根據(jù)《2021 年中國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)白皮書》數(shù)據(jù)顯示，2021 年我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制市場(chǎng)規(guī)模為 2530 億元，同比增長(zhǎng) 23%，遠(yuǎn)超此前預(yù)期，2020 年以來(lái)的疫情影響下，國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)紛紛加大了自動(dòng)化、信息化的投資力度，工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)增長(zhǎng)強(qiáng)勁，以物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為代表的新一代信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域加速落地，技術(shù)的成熟以及投資強(qiáng)度的降低進(jìn)一步釋放了工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)增長(zhǎng)的動(dòng)力。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，未來(lái)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將保持較高的增速，到 2022 年將有望達(dá)到 2816 億元。

工業(yè)操作系統(tǒng)助力實(shí)現(xiàn)軟件定義控制

傳統(tǒng)自動(dòng)化金字塔模型是工業(yè)領(lǐng)域的典型架構(gòu)，包含現(xiàn)場(chǎng)層、控制層、操作層到管理層的四層架構(gòu)。模型中信息技術(shù)（IT，包括MES,ERP,SAP 等）與運(yùn)營(yíng)技術(shù)（OT，主要指控制系統(tǒng)）彼此分離且獨(dú)立運(yùn)行的，控制系統(tǒng)都是封閉式或半封閉式的。

這種 IT 與 OT 分離的結(jié)構(gòu)會(huì)形成數(shù)據(jù)孤島，造成信息集成和互操作困難，IT 的指令難以深入控制系統(tǒng)，IT層也很難獲取和處理大數(shù)據(jù)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要新的靈活、高效架構(gòu)解決上述問(wèn)題，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)作為工業(yè)全要素鏈接的樞紐與工業(yè)資源配置的核心，支撐承載高度靈活與智能的工業(yè)體系。

據(jù)物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)物女王（彭昭），操作系統(tǒng)作為軟硬件之間的解耦平面和接口，使得硬件標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)軟件定義控制的效果。物聯(lián)網(wǎng)中的操作系統(tǒng)涉及到芯片層、終端層、邊緣層、云端層等多個(gè)層面。

單一層次的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)與安卓在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的地位和作用類似，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用軟件與智能終端硬件的解耦。類似在安卓等移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，開發(fā)者基本不用考慮智能終端的物理硬件配置，只需根據(jù)安卓的編程接口編寫應(yīng)用程序，即可在所有基于安卓的智能終端上運(yùn)行。

如今的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)大致分為兩類，一是由傳統(tǒng)的嵌入式 RTOS 發(fā)展而來(lái)；二是由互聯(lián)網(wǎng)公司的云平臺(tái)延伸而來(lái)，基于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)進(jìn)行“剪裁”和定制。其中各操作系統(tǒng)針對(duì)不同領(lǐng)域下的場(chǎng)景，分別在建立各自的生態(tài)。

嵌入式 RTOS 陣營(yíng)和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)陣營(yíng)，兩類操作系統(tǒng)在生態(tài)上各具優(yōu)勢(shì)，前者是硬件優(yōu)勢(shì)，而后者是軟件優(yōu)勢(shì)。具體而言，RTOS 陣營(yíng)的優(yōu)點(diǎn)是在物聯(lián)網(wǎng)終端上已經(jīng)廣泛支持，硬件推廣成本低；缺點(diǎn)是軟件開發(fā)專業(yè)度要求極高，軟硬件開發(fā)難以隔離。

互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)陣營(yíng)的優(yōu)點(diǎn)是天生結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，對(duì)接應(yīng)用方便；缺點(diǎn)是各家產(chǎn)品與服務(wù)綁定，難以做到平臺(tái)中立，對(duì)軟件開發(fā)者來(lái)說(shuō)功能性受到了限制。

目前，全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)大部分還是國(guó)外操作系統(tǒng)的天下，尤其較早進(jìn)入市場(chǎng)的美國(guó)公司，比如 ThreadX、FreeRTOS、vxWorks 等。值得一提的是，國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)無(wú)論在商業(yè)變現(xiàn)或者生態(tài)建設(shè)方面，都已涌現(xiàn)出非常多優(yōu)秀的企業(yè)，操作系統(tǒng)本身的質(zhì)量并不輸給國(guó)外。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式操作系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到了通信、能源電力、航天航空、工業(yè)控制等行業(yè)，未來(lái)將會(huì)應(yīng)用到智能家電、媒體廣播和數(shù)字影像設(shè)備等領(lǐng)域。這些行業(yè)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求越來(lái)越高，嵌入式操作系統(tǒng)的技術(shù)將會(huì)得到更快的發(fā)展。

2021 年全球嵌入式操作系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 311.3 億美元，較 2020 年增加了 17.0 億美元，同比增長(zhǎng) 5.78%，根據(jù)共研網(wǎng)的預(yù)測(cè)，2022 年全球嵌入式操作系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 331.1 億美元。

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