工業(yè)互聯(lián)網平臺技術白皮書

1、工業(yè)互聯(lián)網平臺技術白皮書 PAGE * ROMAN VII把握工業(yè)互聯(lián)網平臺發(fā)展的戰(zhàn)略機遇工業(yè)互聯(lián)網是新一代信息通信技術與現(xiàn)代工業(yè)技術深度融合的產物，是制造業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化的重要載體，也是全球新一輪產業(yè)競爭的制高點。黨的十九大報告指出，“加快建設制造強國，加快發(fā)展先進制造業(yè)，推動互聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能和實體經濟深度融合。”2017 年 10 月 30 日，國務院常務會審議通過深化“互聯(lián)網+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網的指導意見，促進實體經濟振興，加快轉型升級。工業(yè)互聯(lián)網通過構建連接機器、物料、人、信息系統(tǒng)的基礎網絡，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據的全面感知、動態(tài)傳輸、實時分析， 形成科學決策與智能控制，

2、提高制造資源配置效率，正成為領軍企業(yè)競爭的新賽道、全球產業(yè)布局的新方向、制造大國競爭的新焦點。 作為工業(yè)互聯(lián)網三大要素，工業(yè)互聯(lián)網平臺是工業(yè)全要素鏈接的樞紐，是工業(yè)資源配置的核心，對于振興我國實體經濟、推動制造業(yè)向中高端邁進具有重要意義。工業(yè)互聯(lián)網平臺是面向制造業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化需求，構建基于海量數(shù)據采集、匯聚、分析的服務體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業(yè)云平臺。其本質是通過構建精準、實時、高效的數(shù)據采集互聯(lián)體系， 建立面向工業(yè)大數(shù)據存儲、集成、訪問、分析、管理的開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)工業(yè)技術、經驗、知識的模型化、標準化、軟件化、復用化，不斷優(yōu)化研發(fā)設計、生產制造、運營管理等資

3、源配置效率，形成資源富集、多方參與、合作共贏、協(xié)同演進的制造業(yè)新生態(tài)。關于工業(yè)互聯(lián)網平臺有四個定位：第一，工業(yè)互聯(lián)網平臺是傳統(tǒng)工業(yè)云平臺的迭代升級。從工業(yè)云平臺到工業(yè)互聯(lián)網平臺演進包括成本驅動導向、集成應用導向、能力交易導向、創(chuàng)新引領導向、生態(tài)構建導向五個階段，工業(yè)互聯(lián)網平臺在傳統(tǒng)工業(yè)云平臺的軟件工具共享、業(yè)務系統(tǒng)集成基礎上，疊加了制造能力開放、知識經驗復用與開發(fā)者集聚的功能，大幅提升工業(yè)知識生產、傳播、利用效率，形成海量開放 APP 應用與工業(yè)用戶之間相互促進、雙向迭代的生態(tài)體系。第二，工業(yè)互聯(lián)網平臺是新工業(yè)體系的“操作系統(tǒng)”。工業(yè)互聯(lián)網的興起與發(fā)展將打破原有封閉、隔離又固化的工業(yè)系統(tǒng)，扁平

4、、靈活而高效的組織架構將成為新工業(yè)體系的基本形態(tài)。工業(yè)互聯(lián)網平臺依托高效的設備集成模塊、強大的數(shù)據處理引擎、開放的開發(fā)環(huán)境工具、組 件化的工業(yè)知識微服務，向下對接海量工業(yè)裝備、儀器、產品，向上支撐工業(yè)智能化應用的快速開發(fā)與部署，發(fā)揮著類似于微軟 Windows、谷歌 Android 系統(tǒng)和蘋果 iOS 系統(tǒng)的重要作用，支撐構建了基于軟件定義的高度靈活與智能的工業(yè)體系。第三，工業(yè)互聯(lián)網平臺是資源集聚共享的有效載體。 工業(yè)互聯(lián)網平臺將信息流、資金流、人才創(chuàng)意、制造工具和制造能力在云端匯聚，將工業(yè)企業(yè)、信息通信企業(yè)、互聯(lián)網企業(yè)、第三方開發(fā)者等主體在云端集聚，將數(shù)據科學、工業(yè)科學、管理科學、信息科學、

5、計算機科學在云端融合，推動 資源、主體、知識集聚共享，形成社會化的協(xié)同生產方式和組織模式。第四，工業(yè)互聯(lián)網平臺是打造制造企業(yè)競爭新優(yōu)勢的關鍵抓手。當前，GE、西門子等國際領軍企業(yè)圍繞“智能機器+云平臺+工業(yè) APP”功能架構，整合“平臺提供商+應用開發(fā)者+海量用戶”等生態(tài)資源，搶占工業(yè)數(shù)據入口主導 權、培育海量開發(fā)者、提升用戶粘性，不斷建立、鞏固和強化以平臺為載體、以數(shù)據為驅動的工業(yè)智能化新優(yōu)勢，搶占新工業(yè)革命的制高點。說得形象一點，工業(yè)互聯(lián)網平臺是兩化融合的“三明治”版。第一，底層是由信息技術企業(yè)主導建設的云基礎設施IaaS 層，在這一領域，我國與發(fā)達國家處在同一起跑線，阿里、騰訊、華為等云

6、計算基礎設施已達到國際先進水平。第二，中間層是由工業(yè)企業(yè)主導建設的工業(yè) PaaS 層，其核心是將工業(yè)技術、知識、經驗、模型等工業(yè)原理封裝成微服務功能模塊，供工業(yè) APP 開發(fā)者調用，因此工業(yè) PaaS 的建設者多為了解行業(yè)本身的工業(yè)企業(yè)，如 GE、西門子、PTC 以及我國的航天科工、三一重工、海爾集團均是基于通用 PaaS 進行二次開發(fā)，支持容器技術、新型 API 技術、大數(shù)據及機器學習技術，構建了靈活開放與高性能分析的工業(yè) PaaS 產品。第三，最上層是由互聯(lián)網企業(yè)、工業(yè)企業(yè)、眾多開發(fā)者等多方主體參與應用開發(fā)的工業(yè) APP 層，其核心是面向特定行業(yè)、特定場景開發(fā)在線監(jiān)測、運營優(yōu)化和預測性維護

7、等具體應用服務。對于工業(yè)互聯(lián)網平臺，可以用三句話來概括：第一句，數(shù)據采集是基礎。其本質是利用泛在感知技術對多源設備、異構系統(tǒng)、運營環(huán)境、人等要素信息進行實時 高效采集和云端匯聚。當前數(shù)據采集面臨的突出問題是，受 制于傳感器部署不足、裝備智能化水平低，工業(yè)現(xiàn)場存在數(shù) 據采集數(shù)量不足、類型較少、精度不高等問題，無法支撐實 時分析、智能優(yōu)化和科學決策。無論是跨國公司，還是國內 平臺企業(yè)，都把數(shù)據采集體系建設和解決方案能力建設作為 工業(yè)互聯(lián)網平臺建設的基礎：一方面通過構建一套能夠兼容、轉換多種協(xié)議的技術產品體系，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據互聯(lián)互通互操 作，另一方面通過部署邊緣計算模塊，實現(xiàn)數(shù)據在生產現(xiàn)場 的輕量級運

8、算和實時分析，緩解數(shù)據向云端傳輸、存儲和計 算壓力。第二句，工業(yè) PaaS 是核心。其本質是在現(xiàn)有成熟的 IaaS（基礎設施即服務）平臺上構建一個可擴展的操作系統(tǒng)，為工業(yè)應用軟件開發(fā)提供一個基礎平臺。工業(yè) PaaS 面臨的突出問題是開發(fā)工具不足、行業(yè)算法和模型庫缺失、模塊化組件化能力較弱，現(xiàn)有通用 PaaS 平臺尚不能完全滿足工業(yè)級應用需要。當前，工業(yè) PaaS 建設的總體思路是，通過對通用PaaS 平臺的深度改造，構造滿足工業(yè)實時、可靠、安全需求的云平臺，將大量工業(yè)技術原理、行業(yè)知識、基礎模型規(guī)則化、軟件化、模塊化，并封裝為可重復使用和靈活調用的微服務，降低應用程序開發(fā)門檻和開發(fā)成本，提高開

9、發(fā)、測試、部署效率，為海量開發(fā)者匯聚、開放社區(qū)建設提供支撐和保障。工業(yè) PaaS 是當前領軍企業(yè)布局的重點，是平臺核心能力的集中體現(xiàn)，也是當前生態(tài)競爭的焦點。第三句，工業(yè) APP 是關鍵。主要表現(xiàn)為面向特定工業(yè)應用場景，激發(fā)全社會資源推動工業(yè)技術、經驗、知識和最佳實踐的模型化、軟件化、再封裝（即工業(yè) APP），用戶通過對工業(yè) APP 的調用實現(xiàn)對特定制造資源的優(yōu)化配置。工業(yè) APP 面臨的突出問題是，傳統(tǒng)的生產管理軟件云化步伐緩慢，專業(yè)的工業(yè)APP 應用較少，應用開發(fā)者數(shù)量有限，商業(yè)模式尚未形成。工業(yè) APP 發(fā)展的總體思路是，一方面，傳統(tǒng)的 CAx、ERP、MES 等研發(fā)設計工具和運營管理軟

10、件加快云化改造，基于工業(yè) PaaS 實現(xiàn)了云端部署、集成與應用，滿足企業(yè)分布式管理和遠程協(xié)作的需要；另一方面，圍繞多行業(yè)、多領域、 多場景的云應用需求，大量開發(fā)者通過對工業(yè) PaaS 層微服務的調用、組合、封裝和二次開發(fā)，開發(fā)形成面向特定行業(yè)特定場景的工業(yè)APP。從全球工業(yè)互聯(lián)網平臺發(fā)展的總體情況來看，技術體系初步形成，產業(yè)生態(tài)逐漸成熟，應用場景日趨豐富。在技術體系方面，數(shù)據集成和邊緣處理技術、IaaS 技術、平臺通用使能技術、工業(yè)數(shù)據建模和分析技術、工業(yè)大數(shù)據計算技術、應用開發(fā)和微服務技術、平臺安全技術共同構成了工業(yè)互聯(lián)網平臺的技術體系，邊緣數(shù)據集成處理、通用平臺二次開發(fā)、工業(yè)機理與大數(shù)據融

11、合、微服務組件調用是當前工業(yè)互聯(lián)網平臺構建的主要方式。在產業(yè)生態(tài)方面，五大支撐、四大主體、兩類用戶共同構成了工業(yè)互聯(lián)網平臺的產業(yè)體系，工業(yè)企業(yè)、信息技術企業(yè)、垂直領域企業(yè)、軟件企業(yè)、互聯(lián)網企業(yè)結合自身優(yōu)勢從不同路徑開展平臺產業(yè)布局，基于平臺提供開發(fā)環(huán)境、工業(yè)知識積累、微服務組件、大數(shù)據分析引擎， 成為跨界企業(yè)與第三方開發(fā)者共同構建平臺產業(yè)生態(tài)的關鍵支撐。在應用場景方面，工業(yè)現(xiàn)場的生產過程優(yōu)化、企業(yè)管理的運營決策優(yōu)化、企業(yè)間協(xié)同的資源配置優(yōu)化、產品全生命周期的管理服務優(yōu)化是工業(yè)互聯(lián)網平臺的四大典型應 用，平臺的應用領域正從單個設備、單個工藝、單個企業(yè)向全要素、全產業(yè)鏈、全生命周期領域拓展，帶動傳

12、統(tǒng)產業(yè)實現(xiàn)智能化轉變。當前，全球領先企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網平臺正處于規(guī)?；瘮U張的關鍵期，而我國工業(yè)互聯(lián)網建設仍處于起步階段，發(fā)展基礎和能力薄弱，跨行業(yè)、跨領域的綜合性平臺尚未形成，面向特定行業(yè)特定領域的企業(yè)級平臺影響力不強，亟需加強統(tǒng)籌協(xié)調，充分發(fā)揮政府、企業(yè)、研究機構等各方合力，把握 全球工業(yè)互聯(lián)網平臺市場格局、技術標準未定的戰(zhàn)略窗口期， 搶占基于工業(yè)互聯(lián)網平臺的制造業(yè)生態(tài)發(fā)展主動權和話語權，打造新型工業(yè)體系，加快形成培育經濟增長新動能。下 一步，要從“供給側”和“需求側”兩端發(fā)力，堅持“建平 臺”與“用平臺”雙輪驅動，培育一批跨行業(yè)、跨領域的綜 合能力平臺和解決企業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化發(fā)展需求的

13、 企業(yè)級平臺，開展工業(yè)互聯(lián)網平臺技術驗證與測試評估，組 織實施百萬工業(yè)企業(yè)上云和百萬工業(yè) APP 培育工程。要堅持“補短板”與“建生態(tài)”相互協(xié)調，實施工業(yè)技術軟件化工 程，促進軟件技術與工業(yè)技術深度融合，構建工業(yè)互聯(lián)網的 產業(yè)支撐體系。要堅持“保安全”與“促發(fā)展”相互促進， 加快形成發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網的安全保障體系。工業(yè)互聯(lián)網平臺是推動制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展的重要抓手，基于工業(yè)互聯(lián)網平臺的制造業(yè)生態(tài)正成為產業(yè)競爭 的“風口”，發(fā)展的機遇稍縱即逝，需要在技術研發(fā)、標準研制 和產業(yè)應用等方面盡早部署。 PAGE * ROMAN XII目錄 HYPERLINK l _bookmark0 一、工業(yè)互聯(lián)網平

14、臺的內涵1 HYPERLINK l _bookmark1 （一）工業(yè)互聯(lián)網平臺發(fā)展背景1 HYPERLINK l _bookmark2 （二）工業(yè)互聯(lián)網平臺體系架構3 HYPERLINK l _bookmark3 （三）工業(yè)互聯(lián)網平臺核心作用5 HYPERLINK l _bookmark4 二、工業(yè)互聯(lián)網平臺技術體系7 HYPERLINK l _bookmark5 （一）工業(yè)互聯(lián)網平臺七大核心技術交織融合7 HYPERLINK l _bookmark6 （二）平臺架構，PaaS 以其開放靈活特性成為主流選擇11 HYPERLINK l _bookmark7 （三）應用創(chuàng)新，工業(yè)機理與數(shù)據科學走

15、向融合13 HYPERLINK l _bookmark8 （四）功能下沉，邊緣與云端協(xié)同成為平臺重要發(fā)展方向15 HYPERLINK l _bookmark9 （五）開發(fā)框架，微服務等新型架構大幅降低開發(fā)難度與創(chuàng)新 HYPERLINK l _bookmark9 成本17 HYPERLINK l _bookmark10 三、工業(yè)互聯(lián)網平臺產業(yè)生態(tài)19 HYPERLINK l _bookmark11 （一）四類平臺企業(yè)、五大支撐主體、兩類平臺用戶共同構筑 HYPERLINK l _bookmark11 平臺產業(yè)體系19 HYPERLINK l _bookmark12 （二）企業(yè)從自身優(yōu)勢出發(fā)加快平

16、臺布局，形成四種路徑21 HYPERLINK l _bookmark13 （三）開放合作與封閉自建并舉，多種方式開展平臺構建25 HYPERLINK l _bookmark14 （四）應用創(chuàng)新生態(tài)打造已成為平臺發(fā)展關鍵26 HYPERLINK l _bookmark15 四、工業(yè)互聯(lián)網平臺應用場景29 HYPERLINK l _bookmark16 （一）平臺應用由單點智能向全局智能、由狀態(tài)監(jiān)測向復雜分 HYPERLINK l _bookmark16 析演進29 HYPERLINK l _bookmark17 （二）工業(yè)互聯(lián)網平臺當前總體應用于四大場景32 HYPERLINK l _bookm

17、ark18 五、工業(yè)互聯(lián)網平臺發(fā)展建議38 HYPERLINK l _bookmark19 （一）充分利用現(xiàn)有成熟技術，快速構建平臺38 HYPERLINK l _bookmark20 （二）強化工業(yè)知識積累與分析能力，增強平臺核心競爭力 38 HYPERLINK l _bookmark21 （三）注重開放創(chuàng)新，打造平臺應用生態(tài)38 HYPERLINK l _bookmark22 （四）聚焦優(yōu)勢領域，實現(xiàn)平臺差異化發(fā)展39 HYPERLINK l _bookmark23 （五）構建標準體系，促進互聯(lián)互通39 HYPERLINK l _bookmark24 （六）確保安全可靠，推動可信發(fā)展40工

18、業(yè)互聯(lián)網平臺介紹及案例目錄航天云網-INDICS 平臺 HYPERLINK l _bookmark25 43 HYPERLINK l _bookmark26 樹根互聯(lián)-根云平臺 HYPERLINK l _bookmark26 45 HYPERLINK l _bookmark27 海爾-COSMOPlat 平臺 HYPERLINK l _bookmark27 47 HYPERLINK l _bookmark28 中國電信-CPS 平臺 HYPERLINK l _bookmark28 49 HYPERLINK l _bookmark29 華為-OceanConnect IoT 平臺 HYPERLI

19、NK l _bookmark29 51 HYPERLINK l _bookmark30 和利時-HiaCloud 平臺 HYPERLINK l _bookmark30 53 HYPERLINK l _bookmark31 用友-精智丨用友工業(yè)互聯(lián)網平臺 HYPERLINK l _bookmark31 55 HYPERLINK l _bookmark32 索為-SYSWARE 平臺 HYPERLINK l _bookmark32 57 HYPERLINK l _bookmark33 東方國信-BIOP 平臺 HYPERLINK l _bookmark33 59 HYPERLINK l _book

20、mark34 中船工業(yè)-船舶工業(yè)智能運營平臺 HYPERLINK l _bookmark34 61 HYPERLINK l _bookmark35 寄云-NeuSeer 平臺 HYPERLINK l _bookmark35 63 HYPERLINK l _bookmark36 普奧云-ProudThink 平臺 HYPERLINK l _bookmark36 65 HYPERLINK l _bookmark37 中國移動-OneNET 平臺 HYPERLINK l _bookmark37 67 HYPERLINK l _bookmark38 石化盈科-ProMACE 平臺 HYPERLINK

21、l _bookmark38 69 HYPERLINK l _bookmark39 浪潮-浪潮工業(yè)互聯(lián)網平臺 HYPERLINK l _bookmark39 71 HYPERLINK l _bookmark40 阿里巴巴-阿里云 ET 工業(yè)大腦平臺 HYPERLINK l _bookmark40 73 HYPERLINK l _bookmark41 寶信-寶信工業(yè)互聯(lián)網平臺 HYPERLINK l _bookmark41 75 HYPERLINK l _bookmark42 智能云科- iSESOL 平臺 HYPERLINK l _bookmark42 77 HYPERLINK l _bookm

22、ark43 美云智數(shù)-MeiCloud 平臺 HYPERLINK l _bookmark43 79 HYPERLINK l _bookmark44 機智云-Gizwits IOT Enterprise 平臺 HYPERLINK l _bookmark44 81 HYPERLINK l _bookmark45 富士康-BEACON 平臺 HYPERLINK l _bookmark45 83 HYPERLINK l _bookmark46 GE-Predix 平臺 HYPERLINK l _bookmark46 85 HYPERLINK l _bookmark47 PTC-ThingWorx 平臺

23、 HYPERLINK l _bookmark47 87 HYPERLINK l _bookmark48 ABB-ABB Ability 平臺 HYPERLINK l _bookmark48 89 HYPERLINK l _bookmark49 施耐德-EcoStruxure 平臺 HYPERLINK l _bookmark49 91 HYPERLINK l _bookmark50 西門子-MindSphere 平臺 HYPERLINK l _bookmark50 93 PAGE 97一、工業(yè)互聯(lián)網平臺的內涵（一）工業(yè)互聯(lián)網平臺發(fā)展背景制造業(yè)變革與數(shù)字經濟發(fā)展實現(xiàn)歷史性交匯金融危機后，全球新一輪

24、產業(yè)變革蓬勃興起，制造業(yè)重新成為全球經濟發(fā)展的焦點。世界主要發(fā)達國家采取了一系列重大舉措推動制造業(yè)轉型升級，德國依托雄厚的自動化基礎，推進工業(yè)4.0。美國在實施先進制造戰(zhàn)略的同時，大力發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網。法、日、韓、瑞典等國也紛紛推出制造業(yè)振興計劃。各國新型制造戰(zhàn)略的核心都是通過構建新型生產方式與發(fā)展模式，推動傳統(tǒng)制造業(yè)轉型升級，重塑制造強國新優(yōu)勢。與此同時，數(shù)字經濟浪潮席卷全球，驅動傳統(tǒng)產業(yè)加速變革。特別是以互聯(lián)網為代表的信息通信技術的發(fā)展極大地改變了人們的生活方式，構筑了新的產業(yè)體系，并通過技術和模式創(chuàng)新不斷滲透影響實體經濟領域， 為傳統(tǒng)產業(yè)變革帶來巨大機遇。伴隨制造業(yè)變革與數(shù)字經濟浪潮交匯融

25、合，云計算、物聯(lián)網、大數(shù)據等信息技術與制造技術、工業(yè)知識的集成創(chuàng)新不斷加劇，工業(yè)互聯(lián)網平臺應運而生。制造業(yè)智能化對平臺工具提出新需求當前制造業(yè)正處在由數(shù)字化、網絡化向智能化發(fā)展的重要階段，其核心是基于海量工業(yè)數(shù)據的全面感知，通過端到端的數(shù)據深度集成與建模分析，實現(xiàn)智能化的決策與控制指令，形成智能化生產、網絡化協(xié)同、個性化定制、服務化延伸等新型制造模式。 這一背景下，傳統(tǒng)數(shù)字化工具已經無法滿足需求。一是工業(yè)數(shù)據 的爆發(fā)式增長需要新的數(shù)據管理工具。隨著工業(yè)系統(tǒng)由物理空間 向信息空間、從可見世界向不可見世界延伸，工業(yè)數(shù)據采集范圍 不斷擴大，數(shù)據的類型和規(guī)模都呈指數(shù)級增長，需要一個全新數(shù) 據管理工具，

26、實現(xiàn)海量數(shù)據低成本、高可靠的存儲和管理。二是 企業(yè)智能化決策需要新的應用創(chuàng)新載體。數(shù)據的豐富為制造企業(yè) 開展更加精細化和精準化管理創(chuàng)造了前提，但工業(yè)場景高度復雜， 行業(yè)知識千差萬別，傳統(tǒng)由少數(shù)大型企業(yè)驅動的應用創(chuàng)新模式難 以滿足不同企業(yè)的差異化需求，迫切需要一個開放的應用創(chuàng)新載 體，通過工業(yè)數(shù)據、工業(yè)知識與平臺功能的開放調用，降低應用 創(chuàng)新門檻，實現(xiàn)智能化應用的爆發(fā)式增長。三是新型制造模式需 要新的業(yè)務交互手段。為快速響應市場變化，制造企業(yè)間在設計、生產等領域的并行組織與資源協(xié)同日益頻繁，要求企業(yè)設計、生 產和管理系統(tǒng)都要更好支持與其他企業(yè)的業(yè)務交互，這就需要一 個新的交互工具，實現(xiàn)不同主體、

27、不同系統(tǒng)間的高效集成。海量 數(shù)據管理、工業(yè)應用創(chuàng)新與深度業(yè)務協(xié)同，是工業(yè)互聯(lián)網平臺快 速發(fā)展的主要驅動力量。信息技術加速滲透并深刻影響制造業(yè)發(fā)展模式新型信息技術重塑制造業(yè)數(shù)字化基礎。云計算為制造企業(yè)帶來更靈活、更經濟、更可靠的數(shù)據存儲和軟件運行環(huán)境，物聯(lián)網幫助制造企業(yè)有效收集設備、產線和生產現(xiàn)場成千上萬種不同類型的數(shù)據，人工智能強化了制造企業(yè)的數(shù)據洞察能力，實現(xiàn)智能化的管理和控制，這些都是推動制造企業(yè)數(shù)字化轉型的新基礎。開放互聯(lián)網理念變革傳統(tǒng)制造模式。通過網絡化平臺組織生產經營活動，制造企業(yè)能夠實現(xiàn)資源快速整合利用，低成本快速響應市場需求，催生個性化定制、網絡化協(xié)同等新模式新業(yè)態(tài)。平臺經濟不斷

28、創(chuàng)新商業(yè)模式。信息技術與制造技術的融合帶動信息經濟、知識經濟、分享經濟等新經濟模式加速向工業(yè)領域滲透，培育增長新動能?；ヂ?lián)網技術、理念和商業(yè)模式成為構建工業(yè)互聯(lián)網平臺的重要方式。（二）工業(yè)互聯(lián)網平臺體系架構工業(yè)互聯(lián)網平臺是面向制造業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化需求， 構建基于海量數(shù)據采集、匯聚、分析的服務體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業(yè)云平臺，包括邊緣、平臺（工業(yè) PaaS）、應用三大核心層級?？梢哉J為，工業(yè)互聯(lián)網平臺是工業(yè)云平臺的延伸發(fā)展，其本質是在傳統(tǒng)云平臺的基礎上疊加物聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能等新興技術，構建更精準、實時、高效的數(shù)據采集體系，建設包括存儲、集成、訪問、分析、管

29、理功能的使能平臺，實現(xiàn)工業(yè)技術、經驗、知識模型化、軟件化、復用化，以工業(yè) APP 的形式為制造企業(yè)各類創(chuàng)新應用，最終形成資源富集、多方參與、合作共贏、協(xié)同演進的制造業(yè)生態(tài)。IaaS層云基礎設施（服務器、存儲、網絡、虛擬化）消費者應用層（工業(yè)SaaS）供應鏈業(yè)務運行協(xié)作企業(yè)應用創(chuàng)新設計APP平臺層（工業(yè)PaaS）工業(yè)大數(shù)據系統(tǒng)（工業(yè)數(shù)據清洗、管理、分析、可視化等）通用PaaS平臺資源部署和管理工業(yè)數(shù)據建模和分析（機理建模、機器學習、可視化）工業(yè)微服務組件庫（工業(yè)知識組件、算法組件、原理模型組件） 能耗分析優(yōu)化供應鏈分析設備狀態(tài)分析服務APP管理APP生產APP邊緣層邊緣數(shù)據處理協(xié)議解析設備接入故

30、障恢復運維管理資源管理設備管理應用開發(fā)（開發(fā)工具、微服務框架）工業(yè)安全防護開發(fā)者圖 1：工業(yè)互聯(lián)網平臺功能架構圖第一層是邊緣，通過大范圍、深層次的數(shù)據采集，以及異構數(shù)據的協(xié)議轉換與邊緣處理，構建工業(yè)互聯(lián)網平臺的數(shù)據基礎。一是通過各類通信手段接入不同設備、系統(tǒng)和產品，采集海量數(shù)據；二是依托協(xié)議轉換技術實現(xiàn)多源異構數(shù)據的歸一化和邊緣集成；三是利用邊緣計算設備實現(xiàn)底層數(shù)據的匯聚處理，并實現(xiàn)數(shù)據向云端平臺的集成。第二層是平臺，基于通用 PaaS 疊加大數(shù)據處理、工業(yè)數(shù)據分析、工業(yè)微服務等創(chuàng)新功能，構建可擴展的開放式云操作系統(tǒng)。一是提供工業(yè)數(shù)據管理能力，將數(shù)據科學與工業(yè)機理結合，幫助制造企業(yè)構建工業(yè)數(shù)據

31、分析能力，實現(xiàn)數(shù)據價值挖掘；二是把技術、知識、經驗等資源固化為可移植、可復用的工業(yè)微服務組件庫，供開發(fā)者調用；三是構建應用開發(fā)環(huán)境，借助微服務組件和工業(yè)應用開發(fā)工具，幫助用戶快速構建定制化的工業(yè) APP。第三層是應用，形成滿足不同行業(yè)、不同場景的工業(yè) SaaS 和工業(yè) APP，形成工業(yè)互聯(lián)網平臺的最終價值。一是提供了設計、生產、管理、服務等一系列創(chuàng)新性業(yè)務應用。二是構建了良好的工業(yè) APP 創(chuàng)新環(huán)境，使開發(fā)者基于平臺數(shù)據及微服務功能實現(xiàn)應用創(chuàng)新。除此之外，工業(yè)互聯(lián)網平臺還包括 IaaS 基礎設施，以及涵蓋整個工業(yè)系統(tǒng)的安全管理體系，這些構成了工業(yè)互聯(lián)網平臺的基礎支撐和重要保障。泛在連接、云化服

32、務、知識積累、應用創(chuàng)新是辨識工業(yè)互聯(lián)網平臺的四大特征。一是泛在連接，具備對設備、軟件、人員等各類生產要素數(shù)據的全面采集能力。二是云化服務，實現(xiàn)基于云計算架構的海量數(shù)據存儲、管理和計算。三是知識積累，能夠提供基于工業(yè)知識機理的數(shù)據分析能力，并實現(xiàn)知識的固化、積累和復用。四是應用創(chuàng)新，能夠調用平臺功能及資源，提供開放的工業(yè) APP 開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)工業(yè) APP 創(chuàng)新應用。（三）工業(yè)互聯(lián)網平臺核心作用工業(yè)互聯(lián)網平臺能夠有效集成海量工業(yè)設備與系統(tǒng)數(shù)據，實現(xiàn)業(yè)務與資源的智能管理，促進知識和經驗的積累和傳承，驅動應用和服務的開放創(chuàng)新?？梢哉J為，工業(yè)互聯(lián)網平臺是新型制造系統(tǒng)的數(shù)字化神經中樞，在制造企業(yè)轉型中發(fā)

33、揮核心支撐作用。當前來看，工業(yè)互聯(lián)網平臺已成為企業(yè)智能化轉型重要抓手。一是幫助企業(yè)實現(xiàn)智能化生產和管理。通過對生產現(xiàn)場“人機料法環(huán)”各類數(shù)據的全面采集和深度分析，能夠發(fā)現(xiàn)導致生產瓶頸與產品缺陷的深層次原因，不斷提高生產效率及產品質量?；诂F(xiàn)場數(shù)據與企業(yè)計劃資源、運營管理等數(shù)據的綜合分析，能夠實現(xiàn)更精準的供應鏈管理和財務管理，降低企業(yè)運營成本。二是幫助企業(yè)實現(xiàn)生產方式和商業(yè)模式創(chuàng)新。企業(yè)通過平臺可以實現(xiàn)對產品售后使用環(huán)節(jié)的數(shù)據打通，提供設備健康管理、產品增值服務等新型業(yè)務模式，實現(xiàn)從賣產品到賣服務的轉變，實現(xiàn)價值提升?；谄脚_還可以與用戶進行更加充分的交互，了解用戶個性化需求，并有效組織生產資源

34、，依靠個性化產品實現(xiàn)更高利潤水平。此外，不同企業(yè)還可以基于平臺開展信息交互，實現(xiàn)跨企業(yè)、跨區(qū)域、跨行業(yè)的資源和能力集聚，打造更高效的協(xié)同設計、協(xié)同制造，協(xié)同服務體系。未來，工業(yè)互聯(lián)網平臺可能催生新的產業(yè)體系。如同移動互 聯(lián)網平臺創(chuàng)造了應用開發(fā)、應用分發(fā)、線上線下等一系列新的產 業(yè)環(huán)節(jié)和價值，當前工業(yè)互聯(lián)網平臺在應用創(chuàng)新、產融結合等方 面已顯現(xiàn)出類似端倪，未來也有望發(fā)展成為一個全新的產業(yè)體系， 促進形成大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的多層次發(fā)展環(huán)境，真正實現(xiàn)“互 聯(lián)網+先進制造業(yè)”。二、工業(yè)互聯(lián)網平臺技術體系（一）工業(yè)互聯(lián)網平臺七大核心技術交織融合工業(yè)互聯(lián)網平臺需要解決多類工業(yè)設備接入、多源工業(yè)數(shù)據集成、海

35、量數(shù)據管理與處理、工業(yè)數(shù)據建模分析、工業(yè)應用創(chuàng)新與集成、工業(yè)知識積累迭代實現(xiàn)等一系列問題，涉及七大類關鍵技術，分別為數(shù)據集成和邊緣處理技術、IaaS 技術、平臺使能技術、數(shù)據管理技術、應用開發(fā)和微服務技術、工業(yè)數(shù)據建模與分析技術、安全技術。圖 2：工業(yè)互聯(lián)網平臺關鍵技術體系圖1.數(shù)據集成與邊緣處理技術設備接入：基于工業(yè)以太網、工業(yè)總線等工業(yè)通信協(xié)議，以太網、光纖等通用協(xié)議，3G/4G、NB-IOT 等無線協(xié)議將工業(yè)現(xiàn)場設備接入到平臺邊緣層。協(xié)議轉換：一方面運用協(xié)議解析、中間件等技術兼容 ModBus、OPC、CAN、Profibus 等各類工業(yè)通信協(xié)議和軟件通信接口，實現(xiàn)數(shù)據格式轉換和統(tǒng)一。另

36、一方面利用 HTTP、MQTT 等方式從邊緣側將采集到的數(shù)據傳輸?shù)皆贫?，實現(xiàn)數(shù)據的遠程接入。邊緣數(shù)據處理：基于高性能計算芯片、實時操作系統(tǒng)、邊緣分析算法等技術支撐，在靠近設備或數(shù)據源頭的網絡邊緣側進行數(shù)據預處理、存儲以及智能分析應用，提升操作響應靈敏度、消除網絡堵塞，并與云端分析形成協(xié)同。IaaS 技術基于虛擬化、分布式存儲、并行計算、負載調度等技術，實現(xiàn)網絡、計算、存儲等計算機資源的池化管理，根據需求進行彈性分配，并確保資源使用的安全與隔離，為用戶提供完善的云基礎設施服務。平臺使能技術資源調度：通過實時監(jiān)控云端應用的業(yè)務量動態(tài)變化，結合相應的調度算法為應用程序分配相應的底層資源，從而使云端應

37、用可以自動適應業(yè)務量的變化。多租戶管理：通過虛擬化、數(shù)據庫隔離、容器等技術實現(xiàn)不同租戶應用和服務的隔離，保護其隱私與安全。數(shù)據管理技術數(shù)據處理框架：借助 Hadoop、Spark、Storm 等分布式處理架構，滿足海量數(shù)據的批處理和流處理計算需求。數(shù)據預處理：運用數(shù)據冗余剔除、異常檢測、歸一化等方法對原始數(shù)據進行清洗，為后續(xù)存儲、管理與分析提供高質量數(shù)據來源。數(shù)據存儲與管理：通過分布式文件系統(tǒng)、NoSQL 數(shù)據庫、關系數(shù)據庫、時序數(shù)據庫等不同的數(shù)據管理引擎實現(xiàn)海量工業(yè)數(shù)據的分區(qū)選擇、存儲、編目與索引等。應用開發(fā)和微服務技術多語言與工具支持：支持 Java、Python、JavaScript、R

38、uby 和 PHP 等多種語言編譯環(huán)境，并提供 Eclipse integration， JBoss Developer Studio、git 和 Jenkins 等各類開發(fā)工具，構建高效便捷的集成開發(fā)環(huán)境。微服務架構：提供涵蓋服務注冊、發(fā)現(xiàn)、通信、調用的管理機制和運行環(huán)境，支撐基于微型服務單元集成的“松耦合”應用開發(fā)和部署。圖形化編程：通過類似 Labview 的圖形化編程工具，簡化開發(fā)流程，支持用戶采用拖拽方式進行應用創(chuàng)建、測試、擴展等。工業(yè)數(shù)據建模與分析技術數(shù)據分析算法：運用數(shù)學統(tǒng)計、機器學習及最新的人工智能算法實現(xiàn)面向歷史數(shù)據、實時數(shù)據、時序數(shù)據的聚類、關聯(lián)和預測分析。機理建模：利用機

39、械、電子、物理、化學等領域專業(yè)知識，結合工業(yè)生產實踐經驗，基于已知工業(yè)機理構建各類模型，實現(xiàn)分析應用。安全技術數(shù)據接入安全：通過工業(yè)防火墻技術、工業(yè)網閘技術、加密隧道傳輸技術，防止數(shù)據泄漏、被偵聽或篡改，保障數(shù)據在源頭和傳輸過程中安全。平臺安全：通過平臺入侵實時檢測、網絡安全防御系統(tǒng)、惡意代碼防護、網站威脅防護、網頁防篡改等技術實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網平臺的代碼安全、應用安全、數(shù)據安全、網站安全。訪問安全：通過建立統(tǒng)一的訪問機制，限制用戶的訪問權限和所能使用的計算資源和網絡資源實現(xiàn)對云平臺重要資源的訪問控制和管理, 防止非法訪問。在上述七大類技術中，通用平臺使能技術、工業(yè)數(shù)據建模與分析技術、數(shù)據集成與邊

40、緣處理技術、應用開發(fā)和微服務技術正快速發(fā)展，對工業(yè)互聯(lián)網平臺的構建和發(fā)展產生深遠影響。在平臺層，PaaS 技術、新型集成技術和容器技術正加速改變信息系統(tǒng)的構建和組織方式。在邊緣層，邊緣計算技術極大的拓展了平臺收集和管理數(shù)據的范圍和能力。在應用層，微服務等新型開發(fā)框架驅動工業(yè)軟件開發(fā)方式不斷變革，而工業(yè)機理與數(shù)據科學深度融合則正在引發(fā)工業(yè)應用的創(chuàng)新浪潮。（二）平臺架構，PaaS 以其開放靈活特性成為主流選擇基于通用 PaaS 的二次開發(fā)成為工業(yè) PaaS 主要構建方式PaaS 能夠為上層工業(yè) APP 開發(fā)屏蔽設備連接、軟件集成與部署、計算資源調度的復雜性，大部分領先平臺都依托通用 PaaS 向用

41、戶提供服務。例如 GE Predix 基于對 Cloud Foundry 的二次開發(fā)支持 Spring、.NET 等開發(fā)框架，提供 PostgreSQL、SQL Server、Redis 以及來自第三方和開源社區(qū)的應用服務，還包括GitHub 代碼庫、Node.js、Bower 包管理器、Gulp、SASS、 Web Component Tester 等多種開發(fā)工具，以便支持開發(fā)人員快速實現(xiàn)應用的開發(fā)與部署。其他主流平臺也均采取類似策略，IBM Bluemix、西門子 MindSphere、BoschIoT Suite、航天云網 INDICS 等平臺均基于 Cloud Foundry 搭建，樹

42、根互聯(lián)根云 RootCloud、海爾COSMOPlat 平臺、寄云科技NeuSeer 平臺則分別基于docker、Openshift 等進行構建。新型集成技術成為平臺能力開放的重要手段借助 REST API 等一系列 Web API 技術，大部分工業(yè)互聯(lián)網平臺中的設備、軟件和服務通過 JSON、XML 等統(tǒng)一格式實現(xiàn)不同業(yè)務系統(tǒng)的信息交互和調度管理，為企業(yè)內外協(xié)同、云端協(xié)同、能力開放、知識共享奠定基礎。新型 API 技術為多源異構系統(tǒng)的快速集成提供有效支撐，實現(xiàn)邊緣設備與云端的集成、傳統(tǒng)工業(yè)軟件與云端的集成、平臺內部不同軟件和功能的集成。目前，Ayla、Intel IoT、Zatar、Xive

43、ly、Eurotech 等平臺更是以 REST 協(xié)議為核心手段實現(xiàn)設備、應用程序、后端系統(tǒng)的全要素集成，此外， Predix、ThingWorx、Watson IoT 等絕大部分平臺也都集成了REST API 技術。基于 API 技術的能力開放是平臺發(fā)展的重點方向。發(fā)那科 FIELDsystem 平臺目前已經 200 多家公司開放 API，支持用戶靈活調用平臺的相關服務來開發(fā)個性化應用。Predix 基于REST API 技術提供資產管理和位置控制的微服務，基于區(qū)塊鏈技術提供數(shù)據完整性驗證 API，基于大數(shù)據技術提供數(shù)據統(tǒng)計分析 API。IBM Watson IOT 平臺基于 REST API

44、 技術為工業(yè)應用提供連接、認知分析、實時分析、信息管理和風險管理等功能。3.容器技術支撐平臺及應用的靈活部署通過引入容器和無服務器計算等新型架構，能夠實現(xiàn)平臺和工業(yè)應用的靈活部署和快速迭代，以適應工業(yè)場景中海量個性化開發(fā)需求。容器技術簡化了硬件資源配置的復雜性，一方面實現(xiàn)了平臺中服務和應用的靈活部署。例如 IBM 將 Watson IOT 平臺中的采集服務和 Watson Service 平臺中的分析服務以容器形式封裝后，可以實現(xiàn)圖形化的快速應用構建。GE Predix 平臺中訓練形成的智能模型， 利用容器技術可以直接部署在 Predix Machine 設備上。另一方面，容器技術實現(xiàn)了平臺自

45、身的快速部署。例如 PTC ThingWorx 平臺 2017 年 6 月發(fā)布的 8.0 版本增加了基于 Docker 的部署方式，支持平臺在不同公有云、私有云、混合云等多種基礎設施上的快速構建和靈活遷移。SAP 在 dockerstore 中提供 HANA 的應用速成（express）版，打包內存計算引擎和數(shù)據分析算法，使應用開發(fā)者可以在本地或云端快速開發(fā)基于 HANA 平臺的數(shù)據分析應用和軟件。（三）應用創(chuàng)新，工業(yè)機理與數(shù)據科學走向融合對工業(yè)機理的深入理解是工業(yè)數(shù)據分析的重要前提在長期工業(yè)發(fā)展過程中，工業(yè)企業(yè)面向不同行業(yè)、不同場景、不同學科積累了大量經驗與知識，這些工業(yè)機理的理解和提煉能夠

46、對生產現(xiàn)象進行精準描述和有效分析，對傳統(tǒng)工業(yè)生產和管理的優(yōu)化起到重要作用。隨著新型數(shù)據科學的興起，這些工業(yè)機理又能夠有效指導數(shù)據分析過程中的參數(shù)選擇和算法選擇，使其更加貼合工業(yè)生產特點。因此，以 GE、西門子、博世等工業(yè)巨頭均將自身工業(yè)經驗知識進行提煉和封裝，作為其工業(yè)互聯(lián)網平臺的核心能力與競爭優(yōu)勢。例如，GE 公司將以往由工程師智囊團完成的飛行數(shù)據分析工作“搬上”Predix 平臺，專家在 Predix 平臺的幫助下構建一個檢測程序來根據航程的長短自動對比飛機起飛前后發(fā)動機滑油量，實現(xiàn)滑油消耗的提前告警和運維，從而將其航空發(fā)動機領域的專業(yè)知識和經驗轉化為平臺上面向用戶特殊應用需求的專業(yè)服務能

47、力。大數(shù)據、機器學習技術驅動工業(yè)數(shù)據分析能力跨越式提升工業(yè)互聯(lián)網帶來工業(yè)數(shù)據的爆發(fā)式增長，傳統(tǒng)數(shù)學統(tǒng)計與擬合方法難以滿足海量數(shù)據的深度挖掘，大數(shù)據與機器學習方法正在成為眾多工業(yè)互聯(lián)網平臺的標準配置。Spark、Hadoop、Storm 等大數(shù)據框架被廣泛應用于海量數(shù)據的批處理和流處理，決策樹、貝葉斯、支持向量機等各類機器學習算法，尤其是以深度學習、遷移學習、強化學習為代表的人工智能算法，正成為工業(yè)互聯(lián)網 平臺解決各領域診斷、預測與優(yōu)化問題的得力工具。例如，IBM 公司將人工智能系統(tǒng) Watson 引入 Bluemix 中打造出具備“AI+IoT”特色的 Watson IoT Platform，

48、借助物聯(lián)網強大的數(shù)據連接匯聚能力為智能系統(tǒng) Watson 提供數(shù)據支撐，Watson 系統(tǒng)則憑借優(yōu)勢明顯的認知、推理和學習功能尋找數(shù)據與結果之間的 內在關聯(lián)，并形成新的洞察力以幫助企業(yè)進行最優(yōu)決策。數(shù)據科學與工業(yè)機理結合有效支撐復雜數(shù)據分析，驅動數(shù)字孿生發(fā)展基于工業(yè)互聯(lián)網平臺，數(shù)據分析方法與工業(yè)機理知識正在加 速融合，從而實現(xiàn)對復雜工業(yè)數(shù)據的深度挖掘，形成優(yōu)化決策。例如，上海隧道工程股份有限公司通過與寄云合作，借助平臺采 集工業(yè)檢測設備中的各類圖像、距離、位置、轉速、傾角、壓力、 流量、扭矩、功率等全部數(shù)據，基于巖土知識、功率曲線、扭矩 曲線、屈服強度等工業(yè)知識機理標記（或提?。┊惓Ｐ畔ⅲ瑢v

49、 史數(shù)據進行特征提取與模型訓練，再接入實時數(shù)據進行異常預警， 從而解決盾構硬巖掘進機 TBM 施工過程中的難題，突破傳統(tǒng)解決方案的極限。隨者融合的不斷深化，基于精確建模、高效分析、實時優(yōu)化的數(shù)字孿生快速發(fā)展，實現(xiàn)對工業(yè)對象和工業(yè)流程的全面洞察。東方國信基于非穩(wěn)態(tài)、多相、多物理場的數(shù)值模擬仿真技術、熱力學和動力學模型、以及工業(yè)大數(shù)據分析技術等，建立虛實映射、實時監(jiān)控、智能診斷、協(xié)同優(yōu)化的數(shù)字孿生，實現(xiàn)對工業(yè)實體設計和工藝流程的仿真及優(yōu)化，在煉鐵，工業(yè)鍋爐，水電，空壓機，能源等多個行業(yè)或領域落地。工業(yè)知識正基于平臺快速積累并實現(xiàn)高效傳播與復用通過數(shù)據積累、算法優(yōu)化、模型迭代，工業(yè)互聯(lián)網平臺中將形成

50、覆蓋眾多領域的各類知識庫、工具庫和模型庫，實現(xiàn)舊知識的不斷復用和新知識的持續(xù)產生。借助這種方式，傳統(tǒng)分散于不同企業(yè)、不同系統(tǒng)、不同個體的工業(yè)經驗將能夠獲得有效沉淀和匯聚起來，并通過平臺功能的開放和調用被更多企業(yè)共享。例如， 索為 SYSWARE 平臺通過打造統(tǒng)一的工程中間件，實現(xiàn)對各類知識經驗、工業(yè)機理、算法模型的集成，目前已在航空、航天、船舶、兵器、核工業(yè)、電子等行業(yè)構建工業(yè)知識庫上百個，知識條目 500 萬以上。（四）功能下沉，邊緣與云端協(xié)同成為平臺重要發(fā)展方向1.基于邊緣的多協(xié)議轉換強化平臺數(shù)據接入能力大部分平臺均提出了協(xié)議轉換和云端協(xié)同技術方案，實現(xiàn)設備、傳感器、PLC、控制系統(tǒng)、管理

51、軟件等不同來源的海量數(shù)據在云端的集成與匯聚。基于網關的多協(xié)議轉換正獲得普遍應用，GE 通過將數(shù)據采集轉換模塊 Predix Machine 部署在現(xiàn)場傳感器、控制器和網關，利用 OPC UA 技術實現(xiàn)工業(yè)以太網、工業(yè)總線等不同協(xié)議的轉換。Oracle IoT Cloud Service 面向設備遠程管理業(yè)務，通過“軟件網關”實現(xiàn)對行業(yè)通信協(xié)議的支持。西門子通過在設備端部署數(shù)據采集模塊 MindConnect Nano，實現(xiàn)通用協(xié)議兼容和私有協(xié)議轉換?；诓僮飨到y(tǒng)和芯片的原生集成正成為重要創(chuàng)新方向。如 Intel 推出 Wind River Edge Management System 嵌入式管

52、理系統(tǒng)，實現(xiàn)設備與 Intel IoT Platform 的直接互聯(lián)。Ayla IoT Platform 與博通、高通、意法半導體等芯片巨頭合作，將平臺接口內嵌在芯片中，直接從芯片層面支持邊緣與云端的互聯(lián)。邊緣數(shù)據處理和緩存技術有效提升平臺承載能力工業(yè)生產過程中高頻數(shù)據采集，往往會對網絡傳輸、平臺存儲與計算處理等方面帶來性能和成本上的巨大壓力，在邊緣層進行數(shù)據的預處理和緩存，正成為主要平臺企業(yè)的共同做法。一是在邊緣層進行數(shù)據預處理，剔除冗余數(shù)據，減輕平臺負載壓力。例如，SAP Leonardo Edge Platform 與 Dell 邊緣網關集成，實現(xiàn)邊緣數(shù)據的實時預處理。華為推出 EC-I

53、oT 解決方案基于敏捷網關能夠大幅縮短業(yè)務上線時間，降低運營成本 50%以上。二是利用邊緣緩存保留工業(yè)現(xiàn)場全量數(shù)據，并通過緩存設備直接導入數(shù)據中心，降低網絡使用成本。例如亞馬遜推出的 AWS Snowball Edge、微軟 Azure 數(shù)據盒、以及谷歌的 Transfer Appliance，以100TB 級別的容量支持現(xiàn)場數(shù)據臨時存儲，通過實體運輸將數(shù)據上傳到數(shù)據中心，簡化數(shù)據傳輸過程并盡可能減少設置與集成工作。在風電場的實際應用中，Snowball Edge 主要解決無網絡偏遠地區(qū)的數(shù)據存儲上云問題。在制造企業(yè)的實際應用中， Snowball Edge 主要替代上位機或私有云保存現(xiàn)場數(shù)據

54、。邊緣分析技術顯著增強平臺實時分析能力為了更好滿足工業(yè)用戶的實時性、可靠性要求，越來越多的平臺運營企業(yè)開始將計算能力下放到更為靠近物或數(shù)據源頭的網絡邊緣側。一是邊緣層直接運行實時分析算法，例如微軟 2017 年 5 月更新 Azure IoT Edge 服務，新增了機器學習、認知服務、流數(shù)據分析等功能，支持在嵌入式邊緣設備上運行復雜分析和人工智能算法，微軟與金屬切削刀具企業(yè)Sandvik Coromant 合作， 基于Azure IoT Edge 在邊緣實現(xiàn)了流數(shù)據分析和機器學習算法， 使故障處理時延從云端處理的 2 秒縮短到邊緣處理的 0.1 秒。二是邊緣與平臺協(xié)同，實現(xiàn)模型不斷成長和優(yōu)化。

55、例如，PTC 在ThingWorx 平 臺 中 集 成 能 夠 實 時 發(fā) 現(xiàn) 邊 緣 設 備 異 常 的ThingWatcher 模塊，并與云端分析交互共享，實現(xiàn)模型迭代生長。（五）開發(fā)框架，微服務等新型架構大幅降低開發(fā)難度與創(chuàng)新成本基于微服務架構的開發(fā)方式大幅提升工業(yè) APP 開發(fā)效率基于微服務的開發(fā)方式支持多種開發(fā)工具和編程語言,并通過將通用功能進行模塊化封裝和復用，加快應用部署速度，降低應用維護成本。例如 GE Predix 平臺基于微服務提供資產績效管理、運營優(yōu)化、資產建模、數(shù)據獲取等 180 多種微服務供開發(fā)者調用，簡化了部署應用程序開發(fā)、部署與運維的復雜性。IBM Bluemix

56、 平臺推出可用于微服務開發(fā)的軟件工具，如 IBM MQ Light for Bluemix 提供靈活、易于使用的消息傳遞機制，IBM Bluemix DevOps Services 則幫助用戶降低部署和運維應用程序的難度。此外，西門子 MindSphere、航天云網 INDICS、寄云NeuSeer 等平臺也都通過微服務架構幫助用戶快速構建個性化應用程序?；趫D形拖拽的開發(fā)方式有效降低工業(yè) APP 開發(fā)門檻基于圖形拖拽的開發(fā)方式降低了對開發(fā)人員編程基礎、開發(fā)經驗的要求，使其可以專注于功能設計，從而降低應用開發(fā)的門檻。例如 PTC ThingWorx 平臺基于ThingWorx Foundati

57、on 為開發(fā)人員提供模型驅動的應用程序開發(fā)服務，開發(fā)人員無需使用編寫代碼即可連接所有的 ThingWorx 組件，使用拖拽工具就可以開發(fā)高質量、可擴展的應用程序，相較傳統(tǒng)方式能減少 10 倍的開發(fā)時間。SAP Cloud Platform 通過 Fiori、BUILD、WebIDE 等預制開發(fā)工具支持基于圖形拖拽的開發(fā)方式，用戶通過使用這些工具可進行輕量級云端開發(fā)，無需后臺任何定制，就可實現(xiàn)應用的快速上線，將開發(fā)時間從幾個月縮短到幾周。三、工業(yè)互聯(lián)網平臺產業(yè)生態(tài)（一）四類平臺企業(yè)、五大支撐主體、兩類平臺用戶共同構筑平臺產業(yè)體系工業(yè)互聯(lián)網平臺產業(yè)發(fā)展涉及多個層次、不同領域的多類主體。在產業(yè)鏈上游

58、，云計算、數(shù)據管理、數(shù)據分析、數(shù)據采集與集成、邊緣計算五類專業(yè)技術型企業(yè)為平臺構建提供技術支撐； 在產業(yè)鏈中游，裝備與自動化、工業(yè)制造、信息通信技術、工業(yè)軟件四大領域內領先企業(yè)加快平臺布局；在產業(yè)鏈下游，垂直領域用戶和第三方開發(fā)者通過應用部署與創(chuàng)新不斷為平臺注入新的價值。圖 3：工業(yè)互聯(lián)網平臺產業(yè)體系信息技術企業(yè)提供通用使能工具，成為平臺建設重要支撐信息技術企業(yè)提供關鍵技術能力，以“被集成”的方式參與平臺構建。主要包括五類：一是云計算企業(yè)，提供云計算基礎資源能力及關鍵技術支持，典型企業(yè)如亞馬遜、微軟、Pivotal、Vmware、紅帽等；二是數(shù)據管理企業(yè)，提供面向工業(yè)場景的對象存儲、關系數(shù)據庫

59、、NoSQL 數(shù)據庫等數(shù)據管理和存儲的工具，典型企業(yè)如 Oracle、Apache、Splunk 等；三是數(shù)據分析企業(yè)，提供數(shù)據挖掘方法與工具，典型企業(yè)如 SAS、IBM、Tableau、Pentaho、PFN 等；四是數(shù)據采集與集成企業(yè)，為設備連接、多源異構數(shù)據的集成提供技術支持，典型企業(yè)如 Kepware、NI、博世、IBM 等； 五是邊緣計算企業(yè)，提供邊緣層的數(shù)據預處理與輕量級數(shù)據分析能力，典型企業(yè)如華為、思科、英特爾、博世等。平臺廠商通過整合資源實現(xiàn)平臺構建，發(fā)揮產業(yè)主導作用平臺企業(yè)以集成創(chuàng)新為主要模式，以應用創(chuàng)新生態(tài)構建為主要目的，整合各類產業(yè)和技術要素實現(xiàn)平臺構建，是產業(yè)體系的核心

60、。目前，平臺企業(yè)主要有以下四類：一是裝備與自動化企業(yè)， 從自身核心產品能力出發(fā)構建平臺，如 GE、西門子、ABB、和利時等；二是生產制造企業(yè)，將自身數(shù)字化轉型經驗以平臺為載體對外提供服務，如三一重工/樹根互聯(lián)、海爾、航天科工等；三是工業(yè)軟件企業(yè)，借助平臺的數(shù)據匯聚與處理能力提升軟件性能，拓展服務邊界，如 PTC、SAP、Oracle、用友等；四是信息技術企業(yè)，發(fā)揮 IT 技術優(yōu)勢將已有平臺向制造領域延伸，如 IBM、微軟、華為、思科等。應用主體以平臺為載體開展應用創(chuàng)新，實現(xiàn)平臺價值提升工業(yè)互聯(lián)網平臺通過功能開放和資源調用大幅降低工業(yè)應用創(chuàng)新門檻，其應用主體分為兩類：行業(yè)用戶在平臺使用過程中結合