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工信部安司长解读:深化对工业互联网平台的认识

导读: 安筱鹏副司长在会上结合《关于深化“互联网+先进制造业” 发展工业互联网的指导意见》,从四个方面介绍了对工业互联网平台的一些认识和理解:工业云的视角、解决方案视角、操作系统视角、产业生态视角,以及下步工作的初步考虑。

在近日举行的工业互联网平台苏州峰会期间,工信部信软司安筱鹏副司长在会上做了《认识工业互联网平台的四个视角》的演讲。

安筱鹏副司长在会上结合《关于深化“互联网+先进制造业” 发展工业互联网的指导意见》,从四个方面介绍了对工业互联网平台的一些认识和理解:工业云的视角、解决方案视角、操作系统视角、产业生态视角,以及下步工作的初步考虑。

演讲内容摘要

1、如何认识工业互联网平台有两个角度,第一个就是工业互联网平台是什么,我们如何认识它的地位和作用,有三句话,叫做是制造业领军企业竞争的新赛道,是当前产业尤其是制造业布局的新方向,更是制造业大国竞争的新焦点。从全球工业互联网发展的阶段来说,有三句话,第一个叫做工业互联网平台的格局未定的关键期,第二是规模化扩张的窗口期,第三叫抢占主导权的机遇期。机遇非常难得,但是窗口期也非常短,所以我们要紧紧抓住这个机遇,加快发展工业互联网平台。

2、工业互联网的架构体系非常复杂,但是我们只要记住四点:第一,数据采集是基础,我们如何构建一个面向智能制造的设备以及产品的精准实时高效的数据采集体系,是打造工业互联网平台的基础。第二,工业PaaS平台是核心。第三,工业APP是关键,就是面向特定的场景,围绕解决制造业数字化、网络化、智能化的特殊问题,提供各种各样的服务,这样的服务是以软件的形式,是以工业APP的形式呈现的,没有服务就没有平台的功能。第四,IaaS是支撑。

3、我们讲对于工业互联网而言,工业互联网平台是核心,而对于工业互联网平台来说,它的核心就是工业PaaS,那工业PaaS到底里边是一些什么样的内容,装的是什么样的产品服务解决方案呢?内容很多,我跟很多的专家、企业的领导、技术专家们去交流,如果说工业PaaS平台里面有一个东西,这个东西是什么,我们后来把它概括为基于微服务架构的数字模型,数字模型是就是把大量的工业的技术原理、行业知识、基础工艺、模型工具规则化、软件化、模块化,并封装为可重复使用的组件。所以这就是工业互联网核心的核心,就是这样一个数字化的模型。

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4、数字化模型有两种,第一种叫做机理模型,比如说理论模型——流体力学、热力学、空气动力学,部件模型——飞机、汽车各种各样三维的设计,工艺模型——无论是汽车、集成电路、钢铁还有各种各样的加工工艺,以及故障诊断模型,逻辑模型,仿真模型等等,本质上各种工业知识经验方法的载体,叫做机理模型。随着大数据的出现,还有各种各样大数据分析模型。

这两类模型从哪里来?怎么样变成数字化模型呢?第一来自于物理设备、零部件、远程维护,背后都需要大量的知识、经验、方法,把经验方法模型化,同时还有大量的ERP、供应链管理、客户关系管理、制造执行系统,我们称之为流程的逻辑,把它变成一个一个的数字化的模型放在平台上。就像我们刚才去参观紫光的工业互联网平台一样,他有一些MES的软件放在这个平台上,背后是大量的模型,还有各种各样的研发工具、生产工艺,这样的一些技术、知识、经验、方法、工艺通过编程的方式,或者通过参数化的设计,即使你不懂编程,也可以把它通过这样的工具变成一个个的数字化模型。这样的模型就会沉淀在工业的PaaS平台上,以两种方式存在,一种就是传统的软件架构,一种是微服务架构,这是逐步演进的过程,传统的软件架构正在不断地变成碎片化的微服务的架构呈现在工业的PaaS平台,成为一个微服务池。最后这样一个个的模型加工各种各样的数据。

这个数据解决四个基本问题,第一个去描述物理世界发生了什么。第二去诊断它为什么会发生,第三去预测下一步将会发生什么,第四去决策。这就是我们讲的工业PaaS层的核心。

5、如果一句话把工业互联网平台最核心的抽象出来,那就是数据+模型=服务。什么数据呢?机器的数据,业务数据,产品模型的数据,来自互联网的数据。什么叫模型呢?基于机理模型和数据模型转化成的各种各样的软件化,这种软件化是部署在云端,同时有新的软件架构,就是基于微服务架构。服务就是各种各样工业APP,优化生产过程、全生命周期服务和优化制造资源配置。由于物联网、大数据、云计算的技术,使得数据采集成为可能,使得数据的分析成为可能。 所以工业互联网的本质就是数据加模型提供服务,我们把来自于软件系统,来自于产品的设计的数据、机器的数据、生产的数据、环境的数据集成起来,放在工业PaaS平台上,用各种各样的模型去分析,分析完了之后就提供协同设计、生产优化、质量监控、运营决策、全生命周期管理各类服务。

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6、工业云视角:从工业云的视角认识工业互联网平台,这个是不断演进的过程。我们可以把工业云的发展分成五个阶段。第一个阶段,在五六年前就在推叫做研发设计工具上云,比如CAD、CAE上云,解决的核心问题是如何降低企业的成本,是成本驱动的阶段。第二个阶段,越来越多的企业把业务系统、供应链管理、客户关系管理、制造系统上到了云端,不仅仅是为了降低成本,更重要的是实现业务系统之间数据的互联互通和操作。协同是上云一个重要的出发点和落脚点。第三个阶段就是设备和产品上云,当设备和产品上云的时候就意味着工业互联网平台打造的开始,不仅仅是软件上云,硬件设备也上云了,当硬件设备上云了,机器设备、制造资源上云了,我们就构造了一个新的制造体系,不仅仅可以交易产品,也可以提升交易能力,我们的设计能力、制造能力、供应链能力、物流能力、配送能力作为产品可以交易,这就是能力交易阶段。第四个阶段,是创新引领导向的,就像刚才说的工业PaaS平台的核心工业、知识、模式的再分装,再重构,是基于私有云部署的,在五六年前开始做了,最后是一个生态构建导向的,最终以第三方为主构建产业生态。所以工业互联网平台在传统工业云平台的软件工具共享、业务系统集成基础上,叠加了制造能力开放、知识经验复用与开发者集聚的功能,大幅提升工业知识生产、传播、利用效率。

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7、解决方案视角:工业互联网平台是一套基于云平台的数字化、网络化、智能化解决方案。工业互联网平台是面向制造业、数字化、网络化、智能化的一系列的场景和问题,然后实现了数据的采集、汇聚、加工、处理,最后构建的是制造资源的泛在连接、弹性供给和高效配置。工业互联网平台就是基于公有云的智能制造的解决方案。

8、操作系统视角:工业互联网平台是一个可扩展的工业操作系统,是一个基于云的开放式物联网操作系统。什么是操作系统?两大特征,就是平台向下能够对各种软硬件资源进行接入和管理,向上通过各种各样的软件提供服务,这样一个架构带来了什么样的价值呢?我们一个大型软件系统,65%的编程是基于对已有的各种各样的模块的调用,不需要开发,只需要调用、复用就可以了,但是我们工业很多的经验、知识、方法、创新需要从零开始,工业互联网平台就是提高了工业复用的知识水平,将大量的工业技术原理、行业知识、基础工艺、规则化、软件化模块化,业务流程、经验、方法都不断地沉淀在这个平台上,沉淀完之后就不要做重复性工作,可以调用、复用,重构我们的工业创新体系。

对于未来工业企业来说,除了设备,APP、微服务的架构也可能会构造新的资产,提高创新的效率,降低创新的门槛。过去工业企业80%在做重复性劳动,如果有了这个平台以后,有80%的工作从事创新性工作,20%是做重复性工作。

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9、产业生态视角:工业互联网平台是打造工业智能制造的产业生态的核心。共有四层架构:边缘层、通用SaaS层、工业PaaS和工业APP应用层。

这样的四层架构构建了智能制造产业生态,如何描述它呢?有四个重要的标志,第一,基于私有云部署的工业软件的开发是客户和平台开发者。而工业互联网的生态一定是以第三方的开发者为主,谁在开发APP发生了变化。第二,从开发了什么样的APP来看,基于私有云的一定是有限的、封闭的、定制的APP,而工业互联网基于公有云是海量的、开放的、通用的APP。第三,从谁在使用来看,基于私有云部署的是有限的制造企业自己在用,而工业互联网基于公有云是海量的第三方。最后一个就是运营机制,当我们有中小企业的业务系统迁移到了云端,当各种各样的服务以APP呈现出来的时候,在企业用户之间形成相互促进双向迭代的生态,就是网络效益,需要发生一种聚变,到达一个临界值以后构建出越来越多的应用和用户,最终构建产业生态。

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