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作者：王飛鵬，物聯(lián)網智庫 原創(chuàng)
2024年是智能物聯(lián)2.0的開局之年。這一新階段標志著智能物聯(lián)網從1.0時代的基礎設施建設，即實現(xiàn)各種設備的互聯(lián)互通，向更為高級的階段演進。
在智能物聯(lián)2.0時代，行業(yè)焦點將轉移至如何提升廣泛互聯(lián)設備的智能化水平和價值，從新基建走向新質生產力，引領我們進入以“通感智值一體化”為特征的行業(yè)新時代。
“通感智值一體化”不僅是技術層面的融合，更是一種跨學科、跨領域的綜合演進，涉及通信、感知、智能與價值的深度整合，反映了新一輪科技革命和產業(yè)變革浪潮下，對智能化需求的迅速增長和對更高效算力資源配置的緊迫需要。
隨著數(shù)據(jù)的急劇膨脹和人工智能業(yè)務的廣泛應用，既有的技術架構已無法滿足復雜的業(yè)務需求，促使技術要素從過去的彼此“協(xié)同”向深度“融合”過渡。
在這樣的大背景下，作為物聯(lián)網之“魂”的物聯(lián)網操作系統(tǒng)的重要性日益凸顯。
在數(shù)字化轉型的新周期中，物聯(lián)網操作系統(tǒng)不僅充當著技術進步的催化劑，也是實現(xiàn)高效、自動化及智能化運營的核心支柱。它通過賦予設備智能化的操作能力，以及為企業(yè)決策提供數(shù)據(jù)支撐，在推動產業(yè)數(shù)字化轉型的進程中扮演著不可或缺的角色。
相比人們常見的終端操作系統(tǒng)，物聯(lián)網操作系統(tǒng)在內涵和特色上有何不同？其市場發(fā)展模式有何特點？面對具有深厚技術和市場積累的國外巨頭，國產廠商在用怎樣的產品策略破局？這一過程中國產廠商又面臨哪些挑戰(zhàn)和機遇？本文將就這些問題展開討論。
物聯(lián)網操作系統(tǒng)的內涵及主要類型
物聯(lián)網操作系統(tǒng)是專為物聯(lián)網領域設計的軟件平臺，旨在協(xié)調和管理連接物聯(lián)網的各種設備。不同于傳統(tǒng)意義上的操作系統(tǒng)，物聯(lián)網操作系統(tǒng)是一個能夠支持從感知層到應用層各種嵌入式設備的復雜系統(tǒng)。
物聯(lián)網操作系統(tǒng)的核心功能在于實現(xiàn)設備的互聯(lián)互通，支持數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理，以及與云平臺的無縫連接。它需要適應物聯(lián)網中異構硬件的差異性，通過靈活的架構設計實現(xiàn)對各種硬件設備的支持。
物聯(lián)網操作系統(tǒng)與傳統(tǒng)的移動和桌面操作系統(tǒng)在設計理念、目標應用以及功能需求上有著根本的區(qū)別。
物聯(lián)網操作系統(tǒng)專為物聯(lián)網設備設計，強調在資源受限的環(huán)境下實現(xiàn)設備間的高效通信、數(shù)據(jù)處理能力和網絡連接。
這些操作系統(tǒng)大多是輕量級的，專注于能效管理、實時性以及支持多種網絡通信協(xié)議，以適應各種物聯(lián)網場景。
相比之下，傳統(tǒng)的移動和桌面操作系統(tǒng)旨在提供豐富的用戶體驗，支持復雜的應用程序和多任務處理，運行在資源相對充裕的設備上。
在功能實現(xiàn)上，物聯(lián)網操作系統(tǒng)需要優(yōu)化資源配置與管理，確保低功耗運行并滿足嚴格的實時性要求，這對電池供電或能源受限的設備尤為關鍵。
此外，考慮到物聯(lián)網設備廣泛分布和網絡連接的需要，這些操作系統(tǒng)內置了輕量級M2M通信協(xié)議，以及針對物聯(lián)網應用場景設計的安全特性。
傳統(tǒng)操作系統(tǒng)則更加注重提升整體性能、用戶界面的豐富性以及廣泛的應用程序支持，能耗和實時性雖受關注但不如物聯(lián)網場景下的需求緊迫。
物聯(lián)網應用場景的多樣性導致了物聯(lián)網終端的復雜多樣，進而催生了各式各樣的物聯(lián)網操作系統(tǒng)。億歐研究院發(fā)布的《2022年中國物聯(lián)網操作系統(tǒng)市場研究白皮書》中將物聯(lián)網操作系統(tǒng)分為四種類型：
基于傳統(tǒng)嵌入式RTOS發(fā)展而來：代表性產品有VxWorks、BlackBerry、QNX、SylixOS等，主要特征是側重于硬件層面，支持廣泛的終端設備，具有較低的硬件推廣成本。但這類系統(tǒng)往往存在軟硬件耦合度高、軟件開發(fā)難度大和生態(tài)封閉等問題。
基于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的“剪裁”和定制：代表產品有Android Things、watchOS、Windows IoT等，它們通過對傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的修改和定制來適應物聯(lián)網應用。這類系統(tǒng)的優(yōu)勢在于擁有成熟的軟件開發(fā)工具和龐大的開發(fā)者社區(qū)，但通常受限于原系統(tǒng)的冗余、歷史遺留問題、較差的低功耗適應性和低可擴展性。
專門針對物聯(lián)網研發(fā)的操作系統(tǒng)：代表產品有AliOS、LiteOS、FreeRTOS、ArmMbedOS、中移物聯(lián)OneOS等，這類產品專為物聯(lián)網應用設計，具備完善的聯(lián)網協(xié)議和豐富的開發(fā)資源，旨在解決物聯(lián)網終端的碎片化問題。
新一代統(tǒng)一型操作系統(tǒng)：代表產品有Fuchsia和HarmonyOS，它們代表了嵌入式系統(tǒng)和個人設備操作系統(tǒng)的進化，以統(tǒng)一型操作系統(tǒng)為理念，提供良好的擴展性和移植性。
物聯(lián)網操作系統(tǒng)的盈利模式及市場規(guī)模
多樣性的廠家和產品類型，決定了物聯(lián)網操作系統(tǒng)商業(yè)模式的多樣性。目前，主流的盈利模式包括商業(yè)授權、技術服務和增值服務三種。
商業(yè)授權模式是物聯(lián)網操作系統(tǒng)供應商常用的盈利方式之一。在這種模式下，操作系統(tǒng)的開發(fā)者或所有者將操作系統(tǒng)的使用權通過許可協(xié)議出售給第三方企業(yè)或開發(fā)者。這種授權可以是一次性的，也可以是基于訂閱的，訂閱可能基于時間或設備數(shù)量。
技術服務模式涉及為客戶提供專業(yè)的技術支持、定制開發(fā)、系統(tǒng)集成和培訓服務。這種模式特別適合那些需要特定功能或在特定領域內實現(xiàn)物聯(lián)網解決方案的企業(yè)。
增值服務模式通過提供超出基本操作系統(tǒng)功能的額外服務來創(chuàng)造收入，如云存儲服務、數(shù)據(jù)分析、安全服務或設備管理平臺。
在市場規(guī)模方面，根據(jù)前瞻產業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，全球嵌入式操作系統(tǒng)市場持續(xù)增長，2022年市場規(guī)模約為974億美元，預計到2024年將達到1096億美元。
具體到物聯(lián)網操作系統(tǒng)，Verified Market Research的報告顯示，2021年全球市場規(guī)模為4億美元，占全球企業(yè)物聯(lián)網支出的0.06%。
根據(jù)翼輝提供的采訪反饋了解到，2020年中國物聯(lián)網操作系統(tǒng)市場規(guī)模為12.75億元，預計2023年中國物聯(lián)網操作系統(tǒng)市場規(guī)模將達到20.18億元。
國內廠商的探索路徑
相比于國外傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)廠家擁有長達三十多年的技術積累和領先優(yōu)勢，國內的物聯(lián)網操作系統(tǒng)廠家普遍起步較晚，存在技術積累不足，市場布局薄弱等問題。
在此背景之下，這些國內的后起之秀們，能否充分利用新一輪科技革命和產業(yè)變革的浪潮，在國外巨頭盤踞的市場上撕開一道口子，進而徐圖擴張，構筑起屬于自己的地盤，是一個值得探討的問題。
為此，智次方·物聯(lián)網智庫采訪了中移物聯(lián)操作系統(tǒng)產品部副總經理李蒙先生以及中科創(chuàng)達物聯(lián)網事業(yè)群副總裁張智敏先生。此外，翼輝信息也通過書面反饋的方式回應了我們的部分問題。
從采訪中我們了解到，盡管國外廠家存在領先優(yōu)勢，但是由于物聯(lián)網操作系統(tǒng)的分散性，市場并不存在類似Android和iOS這樣的壟斷性產品。國內廠家不會受到壟斷性的競爭壓力，所以依舊有很大的機會。
通過采訪，我們也了解到國內物聯(lián)網操作系統(tǒng)市場呈多樣性特征，各家公司的方向不完全一致。
比如，中科創(chuàng)達的OSWare是從應用領域入手，在開源系統(tǒng)OpenHarmony的基礎上，結合場景需求進行系統(tǒng)開發(fā)。而另外一些企業(yè)，諸如中移物聯(lián)的OneOS、華為的 LiteOS和翼輝的EdgerOS等，則是從底層技術出發(fā)，從內核開始自下而上研發(fā)全自主的操作系統(tǒng)。
中移物聯(lián)OneOS——自下而上的攻關之路
李蒙介紹到，盡管國外老牌玩家在技術和市場方面都擁有不小的先發(fā)優(yōu)勢，但行業(yè)發(fā)展進程快，新的算法、嵌入式系統(tǒng)理念以及物聯(lián)網技術迭代迅速，新入場的團隊能夠更快地適應技術革新，因此擁有更多的超車機會。
相比之下，像中移物聯(lián)OneOS這樣的操作系統(tǒng)更為輕盈，在支持新架構方面更加靈活，從復雜性和資源投入的角度來看也更有優(yōu)勢。
由于其國企背景，中移物聯(lián)擔負著解決“卡脖子”問題的獨特使命，所以中移物聯(lián)OneOS更看重自主性，包括代碼和各種知識產權的積累，選擇的是一條自下而上國產自主研發(fā)的攻關之路。
針對不同的應用需求，中移物聯(lián)OneOS開發(fā)了不同的操作系統(tǒng)內核。據(jù)李蒙的介紹，他們在四年多的時間里開發(fā)了三款操作系統(tǒng)內核，分別是專為低算力輕量級應用場景開發(fā)的OneOS Lite內核，面向復雜的物聯(lián)網應用場景、需要高算力和多個用戶進程運行場景開發(fā)的OneOS Multi內核，面向高安全性和高可靠性的場景開發(fā)的OneOS Trust內核。
原則上，以這三個內核為基座的操作系統(tǒng)能夠覆蓋物聯(lián)網領域的大部分場景。這也是中移物聯(lián)一開始的抱負所在，希望在各個應用領域都能提供高可靠高安全的保障。
但是，在與李蒙的對話中我們了解到，經過一番市場探索后，中移物聯(lián)對物聯(lián)網操作系統(tǒng)的市場現(xiàn)狀有了更為深刻的認識：聚焦更普遍和更具有社會價值的行業(yè)，提供更高價值的能力。
在消費領域，尤其是家居場景市場，由于商業(yè)化較早，所以該領域的主導者是以FreeRTOS 為代表的國外廠商。而且消費領域競爭激烈，后進企業(yè)很難在消費領域斬獲更大的利潤空間。
因此，中移物聯(lián)對消費市場的策略是：提供一個相對完善的開源版本，并提供與設備相關的互聯(lián)互通、人機交互、OTA更新和音視頻通話等中間件能力，在更好地為通用市場提供支持的基礎上，客戶可以根據(jù)自己的需求去選擇相關功能。
在產業(yè)領域，中移物聯(lián)會對一些重點行業(yè)投入更多的資源去給客戶提供支持。
李蒙特意提到工業(yè)領域是他們重點耕耘的領域。一方面，工業(yè)領域相對其他領域更需要IT與OT技術的融合，操作系統(tǒng)的重要性日益凸顯，由此需要更多元化技術廠商的合作；另一方面，在國家政策支持的戰(zhàn)略性新興產業(yè)中，工業(yè)作為國家支柱性產業(yè)，技術安全對國民經濟的保障作用尤為重要。
工業(yè)企業(yè)涉及諸多認證工作，而中移物聯(lián)OneOS通過了功能安全IEC 61508 SIL3和ISO 26262 ASIL D、信息安全CCRC EAL4+等多項高等級權威認證。其中功能安全認證不僅包括內核部分，還包括文件系統(tǒng)、Shell指令、網絡協(xié)議安全隔離層等操作系統(tǒng)基礎組件，大大減少了客戶后期產品認證的工作量和復雜性，這也是OneOS的核心競爭優(yōu)勢之一。
中科創(chuàng)達OSWare——自上而下的場景適應
相比于中移物聯(lián)的OneOS，中科創(chuàng)達的OSWare物聯(lián)網操作系統(tǒng)發(fā)行版又是一條完全不同的路徑。通過與張智敏的對話，我們了解到，中科創(chuàng)達的OSWare本質上是一套操作系統(tǒng)中間件，其價值在于能夠幫助客戶實現(xiàn)設備跨系統(tǒng)環(huán)境的軟件標準化，快速研發(fā)邊緣原生以及分布式應用，幫助客戶縮短智能產品的上市周期。這也意味著中科創(chuàng)達的OSWare是以場景需求為出發(fā)點，將新型物聯(lián)網技術、人工智能、邊緣計算、云計算等技術融合，通過將功能模塊封裝成小開發(fā)包的組件，并在系統(tǒng)層進行適配，建立穩(wěn)定可靠且接口統(tǒng)一的底層系統(tǒng)，滿足智能設備對于生成式AI、多種協(xié)議、互聯(lián)互通等的需求。這將使得操作系統(tǒng)能夠更好地適應各種不同的場景。同時，設備廠商可以專注在業(yè)務系統(tǒng)及應用交互體驗的開發(fā)設計。從張智敏的介紹中，我們了解到，中科創(chuàng)達的OSWare具備良好的的平臺兼容性，可以支持x86、ARM、RISC-V芯片架構，也可以在Android、Linux、OpenHarmony等系統(tǒng)之間便捷移植。 據(jù)張智敏介紹，OSWare可在家居、零售、樓宇園區(qū)、工業(yè)、交通、醫(yī)療、電力等垂直行業(yè)領域提供一站式解決方案，通過構建智能化系統(tǒng)幫助企業(yè)完成數(shù)字化轉型，降低運營成本、提高敏捷性并加速創(chuàng)新。
翼輝Edger OS——從嵌入式系統(tǒng)到智能邊緣計算操作系統(tǒng)的演進
翼輝的SylixOS是國內較早的自主研發(fā)的嵌入式實時操作系統(tǒng)。根據(jù)翼輝的采訪反饋，基于其自身在行業(yè)的深耕和積累，通過對市場共性需求和產業(yè)痛點的洞察，翼輝在2021年推出了基于 SylixOS 內核的下一代面向物聯(lián)網和邊緣計算的智能操作系統(tǒng) —— EdgerOS 。
從翼輝的采訪反饋中了解到，EdgerOS 致力于為市場提供一套“開放、先進、便捷”的萬物互聯(lián)的技術平臺，讓客戶擺脫底層技術棧限制、降低研發(fā)成本、提高開發(fā)效率、打破巨頭壟斷，可以迅速開發(fā)出具備競爭力的物聯(lián)網產品/服務/行業(yè)方案，讓物聯(lián)網產業(yè)不僅僅是國際巨頭的池中物，也能成為中小企業(yè)的創(chuàng)新沃土。
此外，EdgerOS并不局限于嵌入式場景，而是提供了“云-邊-端”協(xié)同能力，旨在給用戶帶去絲滑的使用感受，實現(xiàn)“多用戶-多終端-多設備”的實時連接與互動。
國產廠商的挑戰(zhàn)與機遇
從與兩位行業(yè)專家的對話中，我們也意識到國產物聯(lián)網操作系統(tǒng)廠商的開拓之路充滿了坎坷與險阻。
首先，整個工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)由發(fā)達經濟體企業(yè)主導，這讓國產廠商在產品推進中面臨著種種技術和協(xié)議層面的障礙。為了突破這些限制，國產廠商必須積極尋求與國際企業(yè)在技術和商業(yè)層面展開合作，以獲取關鍵技術和市場準入。
其次，為了在特定領域取得成功，建立具有代表性的應用案例至關重要。這不僅能增強客戶信任，還能吸引行業(yè)潛在客戶的注意。這一過程要求操作系統(tǒng)廠商與客戶保持密切溝通，深入了解客戶的產品需求，從而提供滿足這些需求的定制化解決方案。
同時，建立從0到1的代表性案例又是一個極大的挑戰(zhàn)，因為企業(yè)客戶在選擇供應商時極為謹慎，他們極其重視供應商的品牌知名度和歷史業(yè)績。
最后，客戶行業(yè)的高度分散性也是物聯(lián)網操作系統(tǒng)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。不同的行業(yè)之間存在著明顯的行業(yè)壁壘，一個領域內的成功方案并不能撬動另一個行業(yè)的商業(yè)機遇。每個領域都有其特有的挑戰(zhàn)和需求，這要求廠商必須提供高度定制化的解決方案。也意味著行業(yè)從業(yè)者需要不斷地面對新的挑戰(zhàn)，每一次都要從零開始，努力攻克每一個獨立的“碉堡”。
好在，盡管面臨眾多挑戰(zhàn)，但國產物聯(lián)網操作系統(tǒng)廠商同時也站在一個巨大市場潛力的門檻上。這種潛力主要體現(xiàn)在兩個方面：
首先是國內工業(yè)企業(yè)在追求轉型升級過程中的巨大需求。隨著國內市場對高效、智能化生產方式的渴望日益增長，物聯(lián)網操作系統(tǒng)作為實現(xiàn)這一目標的關鍵技術，需求量將持續(xù)上升。這為國產廠商提供了廣闊的市場空間，尤其是在支持制造業(yè)智能化轉型、促進產業(yè)升級方面，國產系統(tǒng)因其本土化優(yōu)勢，更能貼合國內企業(yè)的具體需求和應用場景。
其次，國產物聯(lián)網操作系統(tǒng)廠商在深入了解客戶需求、關注并快速應用新技術以及提供優(yōu)質客戶服務等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。國產廠商通常具有更靈活的操作模式和更快的反應速度，能夠緊跟客戶需求變化，提供定制化的解決方案，從而在客戶體驗和滿意度方面建立起競爭優(yōu)勢。
更重要的是，隨著國家對制造業(yè)升級和數(shù)字化轉型的大力支持，政策利好將進一步推動國產物聯(lián)網操作系統(tǒng)的發(fā)展。國家級的支持和鼓勵為國產廠商提供了發(fā)展的外部條件，包括資金投入、研發(fā)支持以及市場準入等多方面的優(yōu)惠政策，這些都將成為推動國產物聯(lián)網操作系統(tǒng)廠商成長的強大動力。
寫在最后
隨著智能物聯(lián)2.0時代的到來，物聯(lián)網操作系統(tǒng)正站在新機遇的大門前。這一時代的核心在于擺脫過去軟硬件深度耦合的局限，打破數(shù)據(jù)孤島，實現(xiàn)全連接和高度智能化。
在這一背景下，傳統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)國際巨頭的經驗優(yōu)勢正在被逐漸稀釋，這也為國產廠商帶來了空前的發(fā)展機遇。國內物聯(lián)網操作系統(tǒng)廠商應當抓住這一契機，利用自身在創(chuàng)新能力、市場適應性以及對本土市場的深刻理解上的優(yōu)勢，加速技術研發(fā)和應用場景的拓展。
參考文獻：
《物聯(lián)網操作系統(tǒng)安全白皮書》，中國通信標準化協(xié)會
《2022年中國物聯(lián)網操作系統(tǒng)市場研究白皮書》，億歐智庫
《中國軟件根技術發(fā)展白皮書（操作系統(tǒng)冊）》，中國軟件行業(yè)協(xié)會
《中國物聯(lián)網操作系統(tǒng)市場全景調研與投資潛力分析報告》，共研網
《2024-2029年全球及中國嵌入式操作系統(tǒng)（EOS）行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》，前瞻產業(yè)研究院
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