前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設

前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設1前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第1頁?！豆I(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺白皮書》宣講中國信息通信研究院（CAICT）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）朱敏2018.01.17前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第2頁。一、背景：制造業(yè)轉型需求與信息技術加速滲透，共同催生工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺制造業(yè)轉型升級需要新的平臺化使能工具信息技術發(fā)展推動平臺化使能工具走向成熟工業(yè)數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長需要新的數(shù)據(jù)管理工具云計算實現(xiàn)低成本的IT基礎設施，簡單靈活的軟件開發(fā)與部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺企業(yè)智能化決策需要新的應用創(chuàng)新載體大數(shù)據(jù)實現(xiàn)海量工業(yè)設備連接管理，海量工業(yè)數(shù)據(jù)的高效處理分析新型制造模式需要新的業(yè)務交互手段物聯(lián)網(wǎng)備注：參考安筱鵬副司長《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺之為什么、是什么、怎么干》前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第3頁。二、發(fā)展現(xiàn)狀：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺不斷演進發(fā)展，近幾年呈爆發(fā)式增長企業(yè)平臺布局從云平臺-大數(shù)據(jù)平臺-物聯(lián)網(wǎng)平臺，演進發(fā)展到目前的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺2010201320152017平臺開始出現(xiàn)，云計算

平臺初見雛形，大數(shù)據(jù)處

平臺深入發(fā)展，設備連接需求技術拉開平臺發(fā)展序幕

理分析平臺成為應用熱點

旺盛，物聯(lián)網(wǎng)平臺爆發(fā)式增長平臺日漸成熟，工業(yè)知識積累沉淀成核心競爭焦點，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進入發(fā)展快車道工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺市場呈爆發(fā)式增長

近兩年平臺產(chǎn)品數(shù)量持續(xù)增加，2017年全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺超過150個

全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺市場規(guī)?？焖僭鲩L，預計2021年將達到16.44億美元數(shù)據(jù)來源：IOT

Analysis前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第4頁。三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺內(nèi)涵及特征定義特征泛在連接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺具備對設備、軟件、人員等各類生產(chǎn)要素數(shù)據(jù)的全面采集能力。云化服務是面向制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化需求，構建基于海量數(shù)據(jù)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、高效配置的載體實現(xiàn)基于云計算架構的海量工業(yè)數(shù)據(jù)清洗存儲、管理和計算知識積累能夠提供基于工業(yè)知識機理的數(shù)據(jù)分析能力，并實現(xiàn)知識的固化、積累和復用應用創(chuàng)新能夠調(diào)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)新應用前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第5頁。邊緣、工業(yè)PaaS、應用是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺三大核心層級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構應用層是關鍵形成滿足不同行業(yè)、不同場景的工業(yè)SaaS和工業(yè)APP，形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的最終價值。消費者供應鏈協(xié)作企業(yè)開發(fā)者業(yè)務運行應用創(chuàng)新應用層（工業(yè)SaaS）設計APP生產(chǎn)APP管理APP服務APP設備狀態(tài)分析供應鏈分析能耗分析優(yōu)化……平臺層是核心應用開發(fā)（開發(fā)工具、微服務框架）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）基于通用PaaS疊加大數(shù)據(jù)處理、工業(yè)數(shù)據(jù)分析、工業(yè)微服務等創(chuàng)新功能，構建可擴展的開放式工業(yè)操作系統(tǒng)。工業(yè)數(shù)據(jù)建模和分析（機理建模、機器學習、可視化）工業(yè)安全防護平臺層工業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)（工業(yè)數(shù)據(jù)清洗、管理、分析、可視化等）（工業(yè)PaaS）通用PaaS平臺資源部署和管理設備管理資源管理運維管理故障恢復邊緣層是基礎通過大范圍、深層次的數(shù)據(jù)采集，以及異構數(shù)據(jù)的協(xié)議轉換與邊緣處理，構建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)基礎IaaS層云基礎設施（服務器、存儲、網(wǎng)絡、虛擬化）設備接入?yún)f(xié)議解析邊緣數(shù)據(jù)處理邊緣層5前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第6頁。四、平臺技術：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺涉及七大類關鍵技術工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術體系安全保障技術安全技術保障平臺運行環(huán)境、接入數(shù)據(jù)等的安全應用創(chuàng)新技術應用開發(fā)和微服務技術實現(xiàn)工業(yè)應用的快速開發(fā)和創(chuàng)新數(shù)據(jù)挖掘技術數(shù)據(jù)管理技術實現(xiàn)海量工業(yè)數(shù)據(jù)清洗、存儲與計算工業(yè)數(shù)據(jù)建模和分析技術實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的深度分析數(shù)據(jù)集成和邊緣處理技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時處理和云端匯聚基礎支撐

IaaS技術提供穩(wěn)定可靠的云基礎設施技術平臺使能技術提供基礎運行環(huán)境前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第7頁。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術趨勢平臺架構，PaaS以其開放靈活特性成為主流選擇應用創(chuàng)新，工業(yè)機理與數(shù)據(jù)科學走向融合工業(yè)APP1工業(yè)機理數(shù)據(jù)科學2可調(diào)用API先驗知識物理化學知識大數(shù)據(jù)處理工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺機理模型3分析算法開發(fā)組件容器容器容器機器學習生產(chǎn)管理經(jīng)驗2工業(yè)微服務工業(yè)大數(shù)據(jù)分析算法開發(fā)工具…..……1通用PaaS（cloudfoundry/openshift）343容器容器容器數(shù)字孿生工業(yè)知識庫IaaS1、對工業(yè)機理的深入理解是工業(yè)數(shù)據(jù)分析的重要前提1、基于通用PaaS的二次開發(fā)成為工業(yè)PaaS主要構建方式2、新型集成技術成為平臺能力開放的重要手段2、大數(shù)據(jù)、機器學習技術驅(qū)動工業(yè)數(shù)據(jù)分析能力跨越式提升3、數(shù)據(jù)科學與工業(yè)機理結合支撐復雜數(shù)據(jù)分析，驅(qū)動數(shù)字孿生發(fā)展4、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3、容器技術支撐平臺及應用的靈活部署前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第8頁。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術趨勢功能下沉，邊緣與云端協(xié)同成為平臺重要發(fā)展方向開發(fā)框架，微服務等新架構大幅降低開發(fā)難度與創(chuàng)新成本邊緣實時決策云端學習建模2工業(yè)APP模型輸出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺質(zhì)量檢測模型故障診斷模型產(chǎn)品分類模型……3數(shù)據(jù)分析工具微服務調(diào)用接口迭代優(yōu)化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺2工業(yè)微服務組件庫工業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)經(jīng)驗知識組件開發(fā)工具1工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)預處理協(xié)議轉換……11.基于邊緣的多協(xié)議轉換強化平臺數(shù)據(jù)接入能力2.邊緣數(shù)據(jù)處理和緩存技術有效提升平臺承載能力3.邊緣與平臺協(xié)同，實現(xiàn)模型不斷成長和優(yōu)化1.微服務架構大幅提升工業(yè)APP開發(fā)效率2.圖形化開發(fā)方式有效降低工業(yè)APP的開發(fā)門檻前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第9頁。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺帶來的變革—重構工業(yè)軟件創(chuàng)新、部署與集成方式4

將微服務固化為工業(yè)APP3

構建微服務組件庫2

打開知識黑盒12設計APP11工業(yè)知識經(jīng)驗11252基于平臺實現(xiàn)交互集成解構傳統(tǒng)1ERPMES122工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺管理APP2工

3業(yè)23SCADA/DCS傳感器與控制設備現(xiàn)場制造設備軟1件2體系2111分析APP2備注：參考安筱鵬副司長《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺之是什么、如何看、怎么建》前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第10頁。五、平臺產(chǎn)業(yè)：四類平臺企業(yè)、五大支撐主體、兩類應用主體共筑工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺產(chǎn)業(yè)視圖兩類

垂直領域用戶和第三方開發(fā)者以平臺為載應用主體體開展應用創(chuàng)新，實現(xiàn)平臺價值提升四

裝備/自動化、ICT、軟件及制造四類企業(yè)發(fā)類平臺揮各自優(yōu)勢構建平臺，形成四種路徑企業(yè)五

數(shù)據(jù)采集與集成、網(wǎng)絡與邊緣計算、云計算、大支數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析五類主體以“被集成”撐主的方式參與平臺構建體前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第11頁。路徑1：裝備/自動化企業(yè)憑借工業(yè)設備經(jīng)驗積累打造平臺，創(chuàng)新服務模式供給側的裝備和自動化企業(yè)在工業(yè)現(xiàn)場沉淀了大量設備系統(tǒng)，積累了豐富的經(jīng)驗知識模型，通過打造平臺實現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的匯集和工業(yè)知識的復用，推動服務能力提升與創(chuàng)新發(fā)展模式一：打造工業(yè)PaaS平臺，提供開放服務，聚焦生態(tài)構建如GE推出的Predix平臺，基于PaaS和微服務架構，著力打造應用開發(fā)者生態(tài)發(fā)展模式二：打造工業(yè)PaaS平臺，驅(qū)動自身服務創(chuàng)新與能力提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺如西門子推出的MindSphere，匯聚其裝備和自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)建模分析，形成新的應用服務能力發(fā)展模式三：借助通用PaaS平臺，基于已有解決方案形成SaaS平臺如ABB的Ability平臺基于微軟Azure云基礎設施，將各類應用服務進行云化部署階段三：借助開放工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，形成專業(yè)服務和創(chuàng)新能力階段二：基于知識經(jīng)驗積累，形成產(chǎn)品+配套服務階段一：基于技術能力，賣產(chǎn)品前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第12頁。路徑2：領先制造企業(yè)將數(shù)字化轉型經(jīng)驗轉化為服務能力，構建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用側的領先制造企業(yè)率先探索嘗試數(shù)字化轉型，得到了一些成功經(jīng)驗，形成了一批成熟模式，通過打造平臺將這些經(jīng)驗和模式轉化為開放服務，實現(xiàn)創(chuàng)新應用的復制和推廣發(fā)展模式二：用平臺打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游環(huán)節(jié)，形成資源優(yōu)化配置應用發(fā)展模式一：用平臺對接企業(yè)與用戶，面向個性化定制模式打造解決方案海爾COSMOPlat平臺基航天云網(wǎng)INDICS平臺金融機構于個性化定制模式，幫匯聚各類產(chǎn)業(yè)資源，提物流企業(yè)用戶（消費者/企業(yè))助企業(yè)實現(xiàn)需求、設計、生產(chǎn)全面打通智能產(chǎn)品供供需對接、智能工廠改造、資源共享等應用工廠供應鏈物料設計企業(yè)勞動者系統(tǒng)設備前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第13頁。路徑3：軟件企業(yè)圍繞業(yè)務升級需求，借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)能力拓展軟件企業(yè)通過布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，全面獲取生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)和遠程設備運行數(shù)據(jù)，并通過這些數(shù)據(jù)與軟件的結合，提供更精準的決策支持并不斷豐富軟件功能例如，接入BI分析、數(shù)據(jù)復制等應用軟件，實現(xiàn)更精準的建模、配置、監(jiān)控、告警和管理提升軟件智能精準分析能力發(fā)展模式一：管理軟件企業(yè)企業(yè)管理層到生產(chǎn)層縱向數(shù)據(jù)集成++工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺例如，將產(chǎn)品生產(chǎn)、運維、服務數(shù)據(jù)與研發(fā)設計數(shù)據(jù)集成，形成數(shù)字孿生，縮短研發(fā)周期、優(yōu)化設計方案縮短研發(fā)周期，加快產(chǎn)品迭代發(fā)展模式二：設計軟件企業(yè)產(chǎn)品、裝備、系統(tǒng)等全生命周期數(shù)據(jù)集成前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第14頁。路徑4：ICT企業(yè)發(fā)揮技術優(yōu)勢，將已有平臺向制造領域延伸ICT企業(yè)在其通用技術平臺基礎上，為工業(yè)企業(yè)提供大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)能力支撐，豐富工業(yè)應用服務能力，擴展平臺業(yè)務范圍。發(fā)展模式一：提供工業(yè)大數(shù)據(jù)分析能力發(fā)展模式二：提供云計算能力發(fā)展模式三：提供工業(yè)設備連接能力大數(shù)據(jù)云計算物聯(lián)網(wǎng)+++華為OceanConnect平臺為工業(yè)企業(yè)提供工業(yè)底層數(shù)據(jù)采集和集成，實現(xiàn)工業(yè)設備管理。微軟Azure平臺為GEPredix提供云計算基礎設施。IBMWaston為ABB

Ability提供大數(shù)據(jù)處理能力。前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第15頁。多種方式構建平臺能力

基于開源通用IT技術搭建平臺基礎架構成為主流開源PaaS架構已成為平臺使能多數(shù)平臺采用Hadoop、Spark

等開源數(shù)據(jù)工具支撐數(shù)據(jù)服務多種開源的開發(fā)工具構建開發(fā)環(huán)境框架的共性選擇GE

Predix、IBM

Bluemix、西門子MindSphere等大部分平臺都采用開源的CloudFoundry架構作為平臺基礎框架IBMBluemix、和利時HiaCloud、Oracle、日立Lumada等平臺均采用Hadoop、Spark等工具GE

Predix、寄云NeuSeer通過集成Eclipseintegration，Git和Jenkin等開源開發(fā)工具

將自身工業(yè)知識積累進行封裝，

采用并購與合作方式豐富平臺功能打造平臺核心競爭力工業(yè)巨頭將工業(yè)機理轉化為算法和模型，形成封閉的“黑盒”供開發(fā)者調(diào)用通過并購、合作獲取數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、靈活部署、安全等平臺關鍵技術功能GE將其在航空發(fā)動機、燃氣輪機、風機等領域長期積累的設備知識抽象為相關微服務，成為平臺的核心資產(chǎn)。PTC先后并購Kepware和Axeda，強化ThingWorx平臺的數(shù)據(jù)采集能力。前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第16頁?；跀?shù)據(jù)驅(qū)動，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用呈現(xiàn)差異化發(fā)展路徑工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用基于三類對象展開，未來將由單點智能向全局智能、由狀態(tài)監(jiān)測向復雜分析演進設備、產(chǎn)品類：相對簡單，機理較為明確，已經(jīng)可以基于平臺實現(xiàn)較復雜四大應用場景的智能應用數(shù)據(jù)分析深度不斷加深企業(yè)生產(chǎn)與運營管理類：系統(tǒng)復雜度較高，深度分析面臨一定挑戰(zhàn)，當前主要對局部流程進行改進提升產(chǎn)業(yè)資源協(xié)同類：目前還沒有成熟的分析優(yōu)化體系，主要依托平臺實現(xiàn)資源匯聚和供需對接，僅在局部領域?qū)崿F(xiàn)了協(xié)同設計、協(xié)同制造應用范圍不斷擴大前沿技術-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設全文共20頁，當前為第17頁。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用四大場景協(xié)作企業(yè)用戶產(chǎn)品①

面向工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)過程優(yōu)化34工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺生產(chǎn)流程優(yōu)化協(xié)同平臺

交互平臺?制造工藝優(yōu)化??質(zhì)量優(yōu)化廠外互聯(lián)網(wǎng)共享平臺?

設備運行優(yōu)化能耗優(yōu)化?外部網(wǎng)關工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺ERPSCMPLM遠程服務平臺②

面向企業(yè)運營的管理決策優(yōu)化工…工業(yè)數(shù)據(jù)管理廠內(nèi)部?

供應鏈管理優(yōu)化生產(chǎn)管控一體化企業(yè)智能決策??2MES③

面向社會化生產(chǎn)的資源優(yōu)化配置與協(xié)同數(shù)據(jù)網(wǎng)關?

協(xié)同制造

?

制造能力交易

?

個性化定制

?

產(chǎn)融結合SCADA1生產(chǎn)現(xiàn)場④

面向產(chǎn)品全生命周期的管理與服務優(yōu)化監(jiān)測傳感器智能終端操作人員傳感器件物料智能模塊設備傳統(tǒng)設備生產(chǎn)環(huán)境?

產(chǎn)品遠程預測性維護產(chǎn)品設計反饋優(yōu)化?

產(chǎn)品溯源?傳統(tǒng)工業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)前沿技術