据工信部网站24日消息,为贯彻落实《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》,加快推进工业互联网创新发展,加强对有关工作的统筹规划和政策协调,经国家制造强国建设领导小组会议审议,决定在国家制造强国建设领导小组下设立工业互联网专项工作组(以下简称专项工作组)。可见,工业互联网被上升到国家战略高度。
工信部网站消息
其实近几年两化融合、工业4.0、智能制造等新名词、新概念、新技术早已层出不穷,2017年10月30日,国务院常务会审议通过《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》(已于2017年11月27日正式发布),由此宣告中国工业互联网的大幕正式拉开。同时各省、市、区层面也陆续发布了很多政策,在此推动下,很多通信和软件企业都在蠢蠢欲动、你方唱罢我登场,好一幅诸侯争霸的热闹景象。但很多制造企业还来不及消化这些概念,对于工业互联网是什么、有什么作用、发展形式和规律是什么,往往还是一头雾水。
而在国务院指导意见发布之前,在工信部信软司指导下,包括美的集团旗下云服务商美云智数在内的多家单位联合发布了《工业互联网平台白皮书》。
发布《工业互联网平台白皮书》
我认为这份白皮书对工业互联网的来龙去脉、概念架构和关键要素已经论述的比较清晰,书中也列举了大量场景和案例,但很多企业里的相关负责人要么是尚未接触到该白皮书,要么是没有时间解读,因此总是云里雾里。笔者近期跟国家工信部领导和省市区各级经信部门交流比较多,有幸接触了一些专家学者、研究了不少案例,得以对工业互联网有个整体认识,在此尝试跟大家介绍一下工业互联网的一些基本概念和表现形式,但毕竟才疏学浅,也可能以管窥豹,因此如有谬误之处,还请各位读者多多包涵。
一、工业互联网是什么
工业互联网发展背景
随着消费互联网的快速发展,云计算、大数据、人工智能、物联网等新一代信息技术飞速发展,并积极向包括制造业在内的传统产业渗透,驱动产业变革。同时,传统产业转型升级需求迫切,中国制造业也面临着供给侧改革的时代命题,这两种趋势和需求相互交织融合,使得工业互联网应运而生。
工业互联网定义
标准说法:工业互联网是以机器、原材料、控制系统、信息系统、产品和人之间的网络互联为基础,通过对工业数字的全面深度感知、实时传输交换、高效计算,形成科学决策和智能控制,提高制造资源配置效率,同时支撑智能制造、运营优化和生产组织方式变革。
通俗说法:在工业领域内,通过信息和通信技术把各种生产要素连接起来!也有人说:工业互联网就是工业互联的网,这也算是另一种通俗的说法吧。
二、工业互联网平台架构
正如说到消费互联网,人们立即会想到几大电商平台,这是因为平台是其具象化的表现形式,而工业互联网也同样需要平台来落地,工业互联网平台的一般架构应该是怎样的呢?这里我们借用白皮书中的一张图来简要说明:
工业互联网平台功能架构图
从上图可以看到工业互联网平台涵盖了边缘层、IaaS层、平台层(工业PaaS)、应用层(工业SaaS)以及贯穿上述各层级的工业安全防护,其中边缘层、平台层和应用层是三大核心层级。
首先,边缘层是基础
在平台的边缘层,对各种设备进行连接和管理,并利用协议转换实现工业数据的互联互通和互操作;同时,通过运用边缘计算技术,实现错误数据剔除、数据缓存等预处理以及边缘实时分析,降低网络传输负载和云端计算压力,从而为构建工业互联网平台提供数据基础。
其次,平台层是核心
在通用PaaS架构上进行二次开发,实现工业PaaS层的构建,为工业用户提供工业数据管理和分析服务,并能够积累沉淀不同行业、不同领域内技术、知识、经验等资源,实现封装、固化和复用,在开放的开发环境中以工业微服务的形式提供给开发者,用于快速构建定制化工业APP,打造完整、开放的工业操作系统。
最后,应用层是关键
通过自主研发或引入第三方开发者,平台以云化软件或工业APP形式为用户提供设计、生产、管理、服务等一系列创新性应用服务。随着不同行业、不同场景的工业 SaaS和工业 APP的丰富完善,形成工业互联网平台的最终价值。
三、工业互联网平台的四种类型及其作用
我们上面介绍了工业互联网平台的功能架构,但对于一个具体的平台来说,却未必需要满足上面的所有架构和所有功能。通过市场上已有平台案例分析,根据平台面向的领域和场景不同,实际上是可以把工业互联网平台分为四种类型(有些平台同时有多种类型存在):
面向工业生产现场的平台
该类平台专注企业内生产现场,通过IOT技术采集和汇聚设备运行数据、工艺参数、质量检测数据、物料配送数据和进度管理数据等生产现场数据,通过数据分析和反馈在制造工艺、生产流程、质量管理、设备维护和能耗管理等具体场景中实现优化应用。此类平台与下文将讲到的第4类平台在一定程度上等属于我们平时所讲的物联网,美云智数Scada平台也属于此类平台。
面向企业运营优化的平台
该类平台通过打通企业生产现场数据、管理运营数据和供应链数据(相关系统包括CRM、ERP、APS、MES、SRM等),提升运营决策效率,实现更加精准与透明的企业管理,其具体场景包括供应链管理优化、生产管控一体化、企业决策管理等。此类平台更接近企业信息化、数字化转型领域,美云智数全价值链企业软件和大数据产品,要解决的就是这部分问题。
面向社会化协同的平台
该类平台实现制造企业与外部用户需求、创新资源、生产能力的全面对接,推动设计、制造、供应和服务环节的并行组织和协同优化,其具体场景包括协同制造、制造能力交易与个性定制等。美云智数通过协作云和智造公有云,打通客户和上游供应商的生产过程协同正是属于此类平台。
面向产品全生命周期管理和服务优化平台
该类平台将产品设计、生产、运行和服务数据进行全面集成,以全生命周期可追溯为基础,在设计环节实现可制造性预测,在使用环节实现健康管理,并通过生产与使用数据的反馈改进产品设计。当前其具体场景主要有产品溯源、产品/装备远程预测性维护、产品设计反馈优化等。美的M-Smart智慧家居平台通过连接智能家电产品,让用户在产品使用、售后服务等方面获得了更好的体验,同时也为产品的设计优化提供了重要数据支撑。
四、工业互联网平台发展情况
从目前各工业互联网平台发展情况来看,平台应用还处于初级阶段,以“设备物联+分析”或“业务系统互联+分析”的简单场景优化、单点智能应用为主,而且仅在个别行业显现效果。随着平台向深层次演进,机器学习等人工智能技术还需不断迭代完善进一步降低成本,才能在更多行业开花结果,并在生产要素全面互联的基础上实现复杂的智能应用,不断推动企业管理流程、组织模式和商业模式创新。
总结
工业互联网的前景很美好,但我们也要清楚的认识到:中国企业信息化和自动化基础整体上依然非常薄弱,信息化水平参差不齐,多个发展阶段并存,有些企业仍然处于岗位或部门级应用阶段,有些企业刚进入整体信息化提升阶段,有些企业开始整合上下游价值链,进入社会化应用阶段,工业发展也是1.0、2.0、3.0并存。面对如此复杂的局面,我们必须认识到工业互联网距离全面落地和发挥作用还有很长的路要走,当前重点还是工业软件的应用和拉通为主,企业还是要根据自身情况选择适合自己当前发展阶段的策略和平台落地,切不可盲目追求高大上。
注:文中部分定义或描述参考引用了《工业互联网平台白皮书》的内容,在此感谢参与白皮书编写的所有单位(当然也包括美云智数)。(作者:王兴旺来自与美云智数公司)