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十问工业互联网平台

来源:通信产业网  作者:王改静  投稿时间:2018-07-04

  工业互联网作为制造业与互联网深度融合的产物,不仅推动工业链、产业链、价值链的重塑再造,也成为新工业革命的关键支撑和智能制造的重要基石。
 

  工业互联网也将对未来工业发展产生全方位、深层次、革命性的变革,《通信产业报》(“工业互联网世界”公号)记者特别策划,开设工业互联网大讲堂,整合业界权威观点与资料,通过问答式,就业界关心的工业互联网课题展开讨论,促进业界对工业互联网认知。本期工联网大讲堂第四讲主要针对工联网平台的相关问题展开。
 

  1.什么是工业互联网平台?
 

  简单来说,工业互联网平台是开发和运行各种工业互联网应用功能的平台。工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化和智能化需求,构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台。
 

  2.工业互联网平台与工业云平台的区别是什么?
 

  最开始看到这两个词时很多人会觉得它们表达的是同一个概念,实际上,它们属于相辅相成的关系。
 

  工业互联网平台是开发和运行各种工业互联网应用功能的平台。工业云平台指的是工业领域的云平台,包括了IAAS(基础设施服务化)、PAAS(平台服务化)、SAAS(软件服务化)三个层面,工业云平台的目的是将工业软件演化为一种云服务(SAAS),并为客户提供可以对软件功能进行配置或二次开发的平台(PAAS),将数据和信息系统存储到云端,从而使工业企业应用信息系统更加便捷、更有利于管理,因此,工业云平台本质上属于IT平台。
 

  而工业互联网平台是工业云平台的延伸发展,其本质是在传统云平台的基础上叠加物联网、大数据、人工智能等新兴技术,构建更精准实时高效的数据采集体系,建设包括存储、集成、访问分析和管理功能的使能平台,实现工业技术、经验知识模型化软件复用化,以工业APP的形式为制造企业各类创新应用,最终形成资源富集、多方参与、合作共赢、协同演进的制造业生态。
 

  3.工业互联网平台有哪些特征?
 

  工业互联网平台发展整体呈现四大特征。
 

  (1)泛在连接。即具备对设备、软件、人员等各类生产要素数据的全面采集能力。
 

  (2)云化服务。即实现基于云计算架构的海量数据存储、管理和计算。
 

  (3)知识积累。即能够提供基于工业知识机理的数据分析能力,并实现只是的固化、积累和复用。
 

  (4)应用创新。能够调用平台功能及资源,提公开放的工业APP开发环境,实现工业APP创新应用。
 

  4.工业互联网平台体系架构是什么样的?
 

  现在的工业互联网平台层出不穷,企业对于平台架构都有自己的一套系统,但是对于平台总体架构呈现大同小异的现状。工业互联网平台架构主要是由四层构成:第一层边缘层;第二层IaaS层;第三层工业PaaS层(核心);第四工业SaaS层。而这四层正是工业互联网促进平台发展的应具备的基本功能。
 

  第一层边缘层,通过协议转化和边缘计算形成有效的数据采集体系,从而将物理空间的隐形数据在网络空间显性化。
 

  第二层IaaS层,将基础的计算网络存储资源虚拟化,实现基础设施资源池化。
 

  第三层PaaS平台层,基于通用PaaS叠加大数据处理、工业数据分析、工业微服务等创新功能,构建可扩展的开放式云操作系统。一是提供工业数据管理能力,将数据科学与工业机理结合,帮助制造企业构建工业数据分析能力,实现数据价值挖掘;二是把技术、知识、经验等资源固化为可移植、可复用的工业微服务件库,供开发者调用;三是构建应用开发环境,借助微服务组件和工业应用开发工具,帮助用户快速构建定制化的工业APP。
 

  第四层SaaS应用层,形成满足不同行业、不同场景的工业SaaS和工业APP,形成工业互联网平台的终价值。一是提供了设计、生产、管理、服务等一系列创新性业务应用。二是构建了良好的工业APP创新环境,使开发者基于平台数据及微服务功能实现应用创新。
 

  5.构造工业互联网平台需要哪些技术支持?
 

  工业互联网平台需要解决多类工业设备接入、多源工业数据集成、海量数据管理与处理、工业数据建模分析、工业应用创新与集成、工业知识积累迭代实现等一系列问题,其中涉及七大类关键技术,分别为数据集成和边缘处理技术、IaaS技术、平台使能技术、数据管理技术、工业数据建模与分析技术、应用开发和微服务技术、安全技术。
 

  6.工业互联网平台的产业体系由哪几部分组成?
 

  工业互联网平台产业发展涉及多个层次、不同领域的多类主体。
 

  在产业链上游,云计算、数据管理、数据分析、数据采集与集成、边缘计算五类专业技术型企业为平台构建提供技术支撑;
 

  在产业链中游,装备与自动化、工业制造、信息通信技术、工业软件四大领域内领先企业加快平台布局;
 

  在产业链下游,垂直领域用户和第三方开发者通过应用部署与创新不断为平台注入新的价值。
 

  总的来说,四类平台企业、五大支撑主体、两类平台用户共同构筑平台产业体系。赛迪智库信息化研究中心博士袁晓庆表示,工业互联网平台想要发展,不能迈步不前,只在自己圈子里发展,要突破跨行业跨领域发展,这与《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》中关于工联网平台发展的目标不谋而合。
 

  7.中美德工业互联网平台有什么样的区别?
 

  中美德工业互联网平台在发展中各具优势和特点,中美IaaS基础设施能力较强,正从互联网行业向其他行业扩张;美德工业know-how和设备数字化基础优于中国;中国的SaaS应用潜力最大以及具有全球最旺盛的市场需求和最完备的互联网生态。
 

  中国与美德在工业基础和工业know-how方面差距显著。德国工业积淀深厚,在产品研发、装备和自动化系统、工业控制和工艺流程等领域处于优势地位。美国工业知识经验软件化、平台化能力处于全球领先地位。中国工业化发展历程短,制造技术与管理知识经验积淀不够,工业企业两化融合发展水平参差不齐。
 

  中国工业数据采集和分析能力不足。一是中国在设备数字化、网络化方面与美德差距较大,尤其是中小企业基础薄弱,设备改造和数据采集难度较大。二是发达国家工业设备产品在全球市场占据主导地位。三是美国、德国具有大量资深和初创的数据分析企业,通过合作能帮助平台快速提升能力。
 

  中美德在信息基础设施及ICT技术能力方面各有所长。中美在信息基础设施方面相对较强。
 

  NB-IoT(窄带蜂窝物联网)领域,中国今年将建成全球最大的NB-IoT网络,能有效支撑工业互联网平台建设,促进海量终端接入,拓展应用场景。
 

  IaaS领域,美国亚马逊、微软、IBM等在技术、产品和市场规模方面遥遥领先,中国的阿里和腾讯综合实力位于全球前10名。
 

  PaaS领域,美国PaaS平台底层技术具有绝对优势,全球各国工业互联网平台PaaS核心架构几乎均采用美国的Cloud Foundry和Docker等开源技术,美德具备将核心经验知识固化封装为模块化的微服务组件和工具开发能力,但中国工业PaaS刚刚起步,处于探索阶段。
 

  8.工业互联网平台应用于哪些场景?
 

  目前工业互联网平台总体主要应用于四大场景。
 

  (1)面向工业现场的生产过程优化。
 

  (2)面向社会化生产的资源优化配置与协同。
 

  (3)面向企业运营的管理决策优化。
 

  (4)面向产品全生命周期的管理与服务优化。
 

  9.目前工业互联网平台共有哪几类?
 

  平台体系是工业互联网的核心,它将物联网、大数据、人工智能及云计算等理念、架构和技术融入工业生产中,据了解,现在能提供工业互联网平台服务的国内外厂商已经超过150家。
 

  目前广义的工业互联网平台按照服务对象及应用领域可以分为三类:资产优化平台、资源配置平台及通用使能平台。
 

  10.工业互联网平台在发展过程中遭遇了那些阻碍?
 

  当下工业互联网平台发展速度惊人,在此过程中也面临诸多制约因素。我国工业互联网平台在工业数据采集、大数据建模分析、行业机理模型沉淀、工业APP培育等方面面临四大阻碍。
 

  一是工业数据采集能力薄弱。数据采集是工联网平台的基础,工联网平台第一要务是解决连接工业中的人、机器设备和业务系统,但是要实现并非易事。当前,我国规模以上工业企业里,80%以上的机器设备是没有联网的“哑”设备,只有20%的设备联了网、会说话,但是这些设备遵循不同的通信协议,存在严重的“语言障碍”,成为制约工业互联网平台建设的卡脖子瓶颈。
 

  二是工业大数据建模分析能力薄弱。袁晓庆表示,当前,受限于数据采集瓶颈和工业大数据自身的专业性、关联性、流程性、时序性和解析性等特点,工业大数据建模分析需要平台企业兼具工业基因和大数据基因,导致现有工业互联网平台工业大数据建模分析能力较为薄弱。同时数据信息存在两方面缺陷,一是数据种类不全,制约了工业大数据建模分析和工业APP功能。二是数据质量不高,制约了工业大数据建模分析和工业APP性能。
 

  三是行业机理模型沉淀能力薄弱。行业机理模型是工业PaaS的核心,是平台技术能力的集中体现。行业机理模型就是通过软件技术对工业研发设计、生产制造、经营管理等制造全过程运行规律进行显性化、模型化、代码化,每个行业机理模型都是一个积木式的模块,可供工业APP开发者灵活调用,促进工业知识的沉淀、传播、复用与价值创造。当前工业互联网平台面临的突出问题是开发工具不足、行业机理模型缺失,远远不能完全满足工业级应用需要。
 

  四是现象级工业APP培育能力薄弱工业APP是工业互联网平台的关键。但是受限于工业互联网平台发展尚属于初级发展阶段,工业PaaS平台赋能不够,工业互联网平台上所谓的工业APP基本上都是工业云平台上的云化软件“移民”而来,依靠工业PaaS上的行业机理模型“生长”出来的“原居民”工业APP较少,现象级工业APP更是匮乏。具体表现在基于工业PaaS平台开发的工业APP数量少以及工联网平台尚没有培育出现象级工业APP。

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