日前，中國信息通信研究院信息化與工業(yè)化融合研究所副所長朱敏在“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)宣講團(tuán)”專題宣講活動(dòng)中對(duì)去年11月發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)白皮書》作了系統(tǒng)解讀。朱敏表示，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需求與信息技術(shù)向制造領(lǐng)域加速滲透的趨勢(shì)相互交織融合，催生了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。當(dāng)前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在工業(yè)系統(tǒng)中應(yīng)用覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，數(shù)據(jù)分析程度持續(xù)加深。依托廣泛的連接和深入的分析能力，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)匯聚了從設(shè)備到用戶、從設(shè)計(jì)到制造的海量企業(yè)內(nèi)外部資源，提供了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能化應(yīng)用誕生土壤。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)四階段發(fā)展

按照白皮書的定義，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是面向制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求，構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務(wù)體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的載體。其產(chǎn)生有兩個(gè)主要背景，一方面，是制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需要新的平臺(tái)化使能工具，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，企業(yè)智能化決策需要新的應(yīng)用創(chuàng)新載體，新型制造模式需要新的業(yè)務(wù)交互手段；另一方面，信息技術(shù)發(fā)展推動(dòng)平臺(tái)化使能工具走向成熟。
朱敏指出，平臺(tái)化發(fā)展經(jīng)歷了云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)四個(gè)階段。第一階段形成了以亞馬遜AWS、微軟Azure為代表的云計(jì)算平臺(tái)；第二階段形成了以SAP HANA和Teradata Aster為代表的大數(shù)據(jù)平臺(tái)；第三階段形成了以亞馬遜AWS IoT、微軟Azure IoT、IBM Watson IoT為代表的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)；第四階段，以GE Predix、西門子MindSphere為代表的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)快速發(fā)展，呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢(shì)。根據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)IoT Analytics的統(tǒng)計(jì)，全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)數(shù)量超過150個(gè)，預(yù)計(jì)2021年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到16.44億美元。
從本質(zhì)上看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是在傳統(tǒng)云平臺(tái)的基礎(chǔ)上疊加物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)，實(shí)現(xiàn)海量異構(gòu)數(shù)據(jù)匯聚與建模分析、工業(yè)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)軟件化與模塊化、工業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)與運(yùn)行，從而支撐生產(chǎn)智能決策、業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新、資源優(yōu)化配置和產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育。從能力要求上看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)具備泛在連接、云化服務(wù)、知識(shí)積累、應(yīng)用創(chuàng)新四大特征。
朱敏介紹了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)邊緣層、IaaS層、平臺(tái)層(也叫工業(yè)PaaS層)、應(yīng)用層(也叫工業(yè)SaaS層)的關(guān)系并指出，邊緣層對(duì)海量設(shè)備進(jìn)行連接和管理，并利用協(xié)議轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)海量工業(yè)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和互操作；同時(shí)，通過運(yùn)用邊緣計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)剔除、數(shù)據(jù)緩存等預(yù)處理以及邊緣實(shí)時(shí)分析，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)載和云端計(jì)算壓力。平臺(tái)層是在通用PaaS架構(gòu)上進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)PaaS層的構(gòu)建，為工業(yè)用戶提供海量工業(yè)數(shù)據(jù)的管理和分析服務(wù)，并能夠積累沉淀不同行業(yè)與不同領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等資源，實(shí)現(xiàn)封裝、固化和復(fù)用，在開放的開發(fā)環(huán)境中以工業(yè)微服務(wù)的形式提供給開發(fā)者，用于快速構(gòu)建定制化工業(yè)APP，打造完整、開放的工業(yè)操作系統(tǒng)。而應(yīng)用層是通過自主研發(fā)或者是引入第三方開發(fā)者的方式，平臺(tái)以云化軟件或工業(yè)APP形式為用戶提供設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一系列創(chuàng)新性應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值的挖掘和提升。

七大關(guān)鍵技術(shù)支撐平臺(tái)發(fā)展

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)涉及四個(gè)方面的七類關(guān)鍵技術(shù)。一是為平臺(tái)提供底層連接、云基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)行環(huán)境的基礎(chǔ)支撐技術(shù)，包括數(shù)據(jù)集成和邊緣處理、IaaS和平臺(tái)使能三類具體技術(shù)。二是支撐平臺(tái)進(jìn)行海量工業(yè)數(shù)據(jù)管理和分析的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，包括數(shù)據(jù)管理、工業(yè)數(shù)據(jù)建模和分析兩類具體技術(shù)。三是為平臺(tái)提供工業(yè)微服務(wù)、開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新的應(yīng)用開發(fā)和微服務(wù)技術(shù)。四是能夠保障平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)工業(yè)系統(tǒng)安全的安全保障技術(shù)。
從平臺(tái)架構(gòu)看，PaaS以其開放靈活特性成為主流選擇。一是基于通用開源PaaS架構(gòu)二次開發(fā)構(gòu)建平臺(tái)，例如GE Predix、西門子MindSphere、航天云網(wǎng)INDICS等均基于Cloud Foudry進(jìn)行平臺(tái)建設(shè)。二是以API為代表的新型集成技術(shù)為系統(tǒng)集成和平臺(tái)能力開放提供有效支撐，例如Ayla、Intel IoT等平臺(tái)基于API協(xié)議對(duì)設(shè)備、應(yīng)用和系統(tǒng)進(jìn)行全面集成，GE Predix基于API協(xié)議對(duì)外提供資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)分析服務(wù)。三是利用容器技術(shù)支撐平臺(tái)和應(yīng)用靈活部署，例如PTC ThingWorx平臺(tái)能夠基于容器方式支持在不同IaaS上的部署，GE Predix平臺(tái)中訓(xùn)練形成的智能模型能夠基于容器直接部署在Predix Machine上。
從應(yīng)用創(chuàng)新看，工業(yè)機(jī)理與數(shù)據(jù)科學(xué)的融合是重要趨勢(shì)。當(dāng)前，工業(yè)數(shù)據(jù)分析呈現(xiàn)兩類路徑：一是從工業(yè)機(jī)理出發(fā)，進(jìn)行建模分析，例如GE憑借其航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來提供飛行數(shù)據(jù)分析服務(wù)；二是從數(shù)據(jù)角度出發(fā)，通過關(guān)聯(lián)性分析，找到規(guī)律，例如阿里云的大數(shù)據(jù)技術(shù)幫助協(xié)鑫光伏進(jìn)行質(zhì)量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，實(shí)現(xiàn)了良品率的提升。上述兩種路徑的融合能夠取得更加明顯的效果，是未來工業(yè)數(shù)據(jù)分析的趨勢(shì)。通過各種分析模型在平臺(tái)上的沉淀，平臺(tái)將匯聚起大量的工業(yè)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳承、迭代與復(fù)用，例如索為在航空、電子等行業(yè)構(gòu)建了上百個(gè)工業(yè)知識(shí)庫。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)打造呈現(xiàn)四條路徑

2017年11月，國務(wù)院發(fā)布《深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》，明確提出將從“供給側(cè)”和“需求側(cè)”兩端發(fā)力，在平臺(tái)培育、平臺(tái)試驗(yàn)驗(yàn)證、百萬工業(yè)企業(yè)上云和百萬工業(yè)APP培育四個(gè)方面重點(diǎn)開展工作，加快形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用體系。朱敏強(qiáng)調(diào)，中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)總體還處于發(fā)展初期，各類平臺(tái)不斷涌現(xiàn)，平臺(tái)的業(yè)務(wù)能力需不斷加強(qiáng)，商業(yè)模式仍需探索。但平臺(tái)的打造已經(jīng)呈現(xiàn)出四條清晰的路徑。
一是裝備和自動(dòng)化企業(yè)憑借工業(yè)設(shè)備與經(jīng)驗(yàn)積累打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。這些企業(yè)具有大量生產(chǎn)設(shè)備與工業(yè)系統(tǒng)，以及多年沉淀形成的豐富的工業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和模型。平臺(tái)化布局會(huì)推動(dòng)底層設(shè)備數(shù)據(jù)的采集與集成以及工業(yè)知識(shí)的封裝與復(fù)用，以此為基礎(chǔ)形成創(chuàng)新型的服務(wù)模式。
二是領(lǐng)先制造企業(yè)將數(shù)字化轉(zhuǎn)型成功經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為基于平臺(tái)的服務(wù)能力。包含兩類典型的發(fā)展模式：一類是利用平臺(tái)對(duì)接企業(yè)與用戶，形成個(gè)性化定制服務(wù)能力，例如海爾COSMOPlat平臺(tái)打通需求、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制應(yīng)用模式。另一類是借助平臺(tái)打通產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，進(jìn)而優(yōu)化資源配置，例如航天云網(wǎng)INDICS平臺(tái)匯聚產(chǎn)業(yè)資源，進(jìn)而形成供需對(duì)接、資源共享等應(yīng)用創(chuàng)新。
三是軟件企業(yè)圍繞業(yè)務(wù)升級(jí)需求，借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)能力拓展。這類企業(yè)通過構(gòu)建平臺(tái)來獲取生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)而將這些數(shù)據(jù)與軟件結(jié)合，提供更精準(zhǔn)的決策支持以及更豐富的軟件功能。由于軟件企業(yè)類型不同，目前形成兩種典型發(fā)展模式：一種是管理軟件企業(yè)，依托平臺(tái)實(shí)現(xiàn)從企業(yè)管理層到生產(chǎn)層的縱向數(shù)據(jù)集成，進(jìn)而提升軟件的智能精準(zhǔn)分析能力，典型案例如SAP HANA平臺(tái)。另一種是設(shè)計(jì)軟件企業(yè)借助平臺(tái)強(qiáng)化基于全生命周期的數(shù)據(jù)集成能力，形成基于數(shù)字孿生的創(chuàng)新應(yīng)用，進(jìn)而縮短研發(fā)周期，加快產(chǎn)品迭代升級(jí)，如PTC ThingWorx平臺(tái)。
四是ICT企業(yè)發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將已有平臺(tái)向制造領(lǐng)域延伸。這類企業(yè)在已有通用平臺(tái)的基礎(chǔ)上，不斷豐富面向工業(yè)場(chǎng)景的應(yīng)用服務(wù)能力，同時(shí)加強(qiáng)與制造企業(yè)合作，強(qiáng)化制造領(lǐng)域服務(wù)能力。該類路徑發(fā)展模式大體分為三種：第一種是面向工業(yè)場(chǎng)景，提供大數(shù)據(jù)分析能力，例如IBM Waston為ABB Ability提供大數(shù)據(jù)處理能力。第二種是面向工業(yè)場(chǎng)景，提供云計(jì)算能力，例如微軟Azure、亞馬遜AWS為GE、ABB等企業(yè)的平臺(tái)提供云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。第三種是面向工業(yè)場(chǎng)景，提供設(shè)備連接能力，例如華為OceanConnect平臺(tái)借助網(wǎng)關(guān)設(shè)備、軟件、管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各類底層數(shù)據(jù)采集和集成。