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導(dǎo)讀：

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、高效配置的工業(yè)云平臺(tái)，包括邊緣、平臺(tái)（工業(yè) PaaS）、應(yīng)用三大核心層級(jí)。

一、 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)體系架構(gòu)

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、高效配置的工業(yè)云平臺(tái)，包括邊緣、平臺(tái)（工業(yè) PaaS）、應(yīng)用三大核心層級(jí)。

可以認(rèn)為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是工業(yè)云平臺(tái)的延伸發(fā)展，其本質(zhì)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)，構(gòu)建更精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、高效的數(shù)據(jù)采集體系，建設(shè)包括存儲(chǔ)、集成、訪問、分析、管理功能的使能平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)模型化、軟件化、復(fù)用化，以工業(yè) APP 的形式為制造企業(yè)各類創(chuàng)新應(yīng)用，最終形成資源富集、多方參與、合作共贏、協(xié)同演進(jìn)的制造業(yè)生態(tài)。

圖 1：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)功能架構(gòu)圖

第一層是邊緣，通過大范圍、 深層次的數(shù)據(jù)采集， 以及異構(gòu)數(shù)據(jù)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與邊緣處理， 構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。一是通過各類通信手段接入不同設(shè)備、 系統(tǒng)和產(chǎn)品，采集海量數(shù)據(jù)；二是依托協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的歸一化和邊緣集成；三是利用邊緣計(jì)算設(shè)備實(shí)現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的匯聚處理，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向云端平臺(tái)的集成。

第二層是平臺(tái)， 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(wù)等創(chuàng)新功能， 構(gòu)建可擴(kuò)展的開放式云操作系統(tǒng)。一是提供工業(yè)數(shù)據(jù)管理能力，將數(shù)據(jù)科學(xué)與工業(yè)機(jī)理結(jié)合， 幫助制造企業(yè)構(gòu)建工業(yè)數(shù)據(jù)分析能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘；二是把技術(shù)、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等資源固化為可移植、可復(fù)用的工業(yè)微服務(wù)件庫，供開發(fā)者調(diào)用；三是構(gòu)建應(yīng)用開發(fā)環(huán)境， 借助微服務(wù)組件和工業(yè)應(yīng)用開發(fā)工具， 幫助用戶快速構(gòu)建定制化的工業(yè) APP。

第三層是應(yīng)用， 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(tái)的終價(jià)值。一是提供了設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一系列創(chuàng)新性業(yè)務(wù)應(yīng)用。二是構(gòu)建了良好的工業(yè) APP 創(chuàng)新環(huán)境， 使開發(fā)者基于平臺(tái)數(shù)據(jù)及微服務(wù)功能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用創(chuàng)新。

除此之外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)還包括 IaaS 基礎(chǔ)設(shè)施，以及涵蓋整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的安全管理體系，這些構(gòu)成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的基礎(chǔ)支撐和重要保障。泛在連接、云化服務(wù)、 知識(shí)積累、應(yīng)用創(chuàng)新是辨識(shí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的四大特征。

一是泛在連接， 具備對(duì)設(shè)備、 軟件、 人員等各類生產(chǎn)要素?cái)?shù)據(jù)的全面采集能力。

二是云化服務(wù)， 實(shí)現(xiàn)基于云計(jì)算架構(gòu)的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、 管理和計(jì)算。

三是知識(shí)積累， 能夠提供基于工業(yè)知識(shí)機(jī)理的數(shù)據(jù)分析能力，并實(shí)現(xiàn)知識(shí)的固化、積累和復(fù)用。

四是應(yīng)用創(chuàng)新，能夠調(diào)用平臺(tái)功能及資源，提供開放的工業(yè) APP 開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工業(yè) APP 創(chuàng)新應(yīng)用。

二、 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)七大核心技術(shù)交織融合

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)需要解決多類工業(yè)設(shè)備接入、多源工業(yè)數(shù)據(jù)集成、海量數(shù)據(jù)管理與處理、工業(yè)數(shù)據(jù)建模分析、工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新與集成、工業(yè)知識(shí)積累迭代實(shí)現(xiàn)等一系列問題，涉及七大類關(guān)鍵技術(shù)，分別為數(shù)據(jù)集成和邊緣處理技術(shù)、 IaaS 技術(shù)、 平臺(tái)使能技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、工業(yè)數(shù)據(jù)建模與分析技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)和微服務(wù)技術(shù)、安全技術(shù)。

圖 2：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)體系圖

1. 數(shù)據(jù)集成與邊緣處理技術(shù)

設(shè)備接入：基于工業(yè)以太網(wǎng)、工業(yè)總線等工業(yè)通信協(xié)議，以太網(wǎng)、光纖等通用協(xié)議，3G/4G、NB-IOT 等無線協(xié)議將工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備接入到平臺(tái)邊緣層。

協(xié)議轉(zhuǎn)換：一方面運(yùn)用協(xié)議解析、中間件等技術(shù)兼容 ModBus、OPC、CAN、Profibus 等各類工業(yè)通信協(xié)議和軟件通信接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和統(tǒng)一。另一方面利用 HTTP、MQTT 等方式從邊緣側(cè)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫耍瑢?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程接入。邊緣數(shù)據(jù)處理：基于高性能計(jì)算芯片、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、邊緣分析算法等技術(shù)支撐，在靠近設(shè)備或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲(chǔ)以及智能分析應(yīng)用，提升操作響應(yīng)靈敏度、消除網(wǎng)絡(luò)堵塞，并與云端分析形成協(xié)同。

2.IaaS 技術(shù)

基于虛擬化、分布式存儲(chǔ)、并行計(jì)算、負(fù)載調(diào)度等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)等計(jì)算機(jī)資源的池化管理，根據(jù)需求進(jìn)行彈性分配，并確保資源使用的安全與隔離，為用戶提供完善的云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。

3.平臺(tái)使能技術(shù)

資源調(diào)度：通過實(shí)時(shí)監(jiān)控云端應(yīng)用的業(yè)務(wù)量動(dòng)態(tài)變化，結(jié)合相應(yīng)的調(diào)度算法為應(yīng)用程序分配相應(yīng)的底層資源，從而使云端應(yīng)用可以自動(dòng)適應(yīng)業(yè)務(wù)量的變化。

多租戶管理：通過虛擬化、數(shù)據(jù)庫隔離、容器等技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同租戶應(yīng)用和服務(wù)的隔離，保護(hù)其隱私與安全。

4.數(shù)據(jù)管理技術(shù)

數(shù)據(jù)處理框架：借助 Hadoop、Spark、Storm 等分布式處理架構(gòu)，滿足海量數(shù)據(jù)的批處理和流處理計(jì)算需求。

數(shù)據(jù)預(yù)處理：運(yùn)用數(shù)據(jù)冗余剔除、異常檢測、歸一化等方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，為后續(xù)存儲(chǔ)、管理與分析提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)來源。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理：通過分布式文件系統(tǒng)、NoSQL 數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、時(shí)序數(shù)據(jù)庫等不同的數(shù)據(jù)管理引擎實(shí)現(xiàn)海量工業(yè)數(shù)據(jù)的分區(qū)選擇、存儲(chǔ)、編目與索引等。

5.應(yīng)用開發(fā)和微服務(wù)技術(shù)

多語言與工具支持：支持 Java,Ruby 和 PHP 等多種語言編譯環(huán)境，并提供 Eclipse integration，JBoss Developer Studio、git 和Jenkins 等各類開發(fā)工具，構(gòu)建高效便捷的集成開發(fā)環(huán)境。

微服務(wù)架構(gòu)：提供涵蓋服務(wù)注冊、發(fā)現(xiàn)、通信、調(diào)用的管理機(jī)制和運(yùn)行環(huán)境，支撐基于微型服務(wù)單元集成的“松耦合”應(yīng)用 開發(fā)和部署。

圖形化編程：通過類似 Labview 的圖形化編程工具，簡化開發(fā)流程，支持用戶采用拖拽方式進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)建、測試、擴(kuò)展等。

6.工業(yè)數(shù)據(jù)建模與分析技術(shù)

數(shù)據(jù)分析算法：運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)、機(jī)器學(xué)習(xí)及最新的人工智能算法實(shí)現(xiàn)面向歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、時(shí)序數(shù)據(jù)的聚類、關(guān)聯(lián)和預(yù)測分析。

機(jī)理建模：利用機(jī)械、電子、物理、化學(xué)等領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，基于已知工業(yè)機(jī)理構(gòu)建各類模型，實(shí)現(xiàn)分析應(yīng)用。

7.安全技術(shù)

數(shù)據(jù)接入安全：通過工業(yè)防火墻技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)閘技術(shù)、加密隧道傳輸技術(shù)，防止數(shù)據(jù)泄漏、被偵聽或篡改，保障數(shù)據(jù)在源頭和傳輸過程中安全。

平臺(tái)安全：通過平臺(tái)入侵實(shí)時(shí)檢測、網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)、惡意代碼防護(hù)、網(wǎng)站威脅防護(hù)、網(wǎng)頁防篡改等技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的代碼安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)站安全。

訪問安全：通過建立統(tǒng)一的訪問機(jī)制，限制用戶的訪問權(quán)限和所能使用的計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)對(duì)云平臺(tái)重要資源的訪問控制和管理, 防止非法訪問。

在上述七大類技術(shù)中，通用平臺(tái)使能技術(shù)、工業(yè)數(shù)據(jù)建模與分析技術(shù)、數(shù)據(jù)集成與邊緣處理技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)和微服務(wù)技術(shù)正快速發(fā)展，對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的構(gòu)建和發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。在平臺(tái)層，PaaS 技術(shù)、新型集成技術(shù)和容器技術(shù)正加速改變信息系統(tǒng)的構(gòu)建和組織方式。在邊緣層，邊緣計(jì)算技術(shù)極大的拓展了平臺(tái)收集和管理數(shù)據(jù)的范圍和能力。在應(yīng)用層，微服務(wù)等新型開發(fā)框架驅(qū)動(dòng)工業(yè)軟件開發(fā)方式不斷變革，而工業(yè)機(jī)理與數(shù)據(jù)科學(xué)深度融合則正在引發(fā)工業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新浪潮。

三、四類平臺(tái)企業(yè)、 五大支撐主體、兩類平臺(tái)用戶共同構(gòu)筑平臺(tái)產(chǎn)業(yè)體系

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展涉及多個(gè)層次、不同領(lǐng)域的多類主體。在產(chǎn)業(yè)鏈上游， 云計(jì)算、數(shù)據(jù)管理、 數(shù)據(jù)分析、 數(shù)據(jù)采集與集成、 邊緣計(jì)算五類專業(yè)技術(shù)型企業(yè)為平臺(tái)構(gòu)建提供技術(shù)支撐；在產(chǎn)業(yè)鏈中游， 裝備與自動(dòng)化、工業(yè)制造、信息通信技術(shù)、工業(yè)軟件四大領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)加快平臺(tái)布局；在產(chǎn)業(yè)鏈下游， 垂直領(lǐng)域用戶和第三方開發(fā)者通過應(yīng)用部署與創(chuàng)新不斷為平臺(tái)注入新的價(jià)值。

圖 3：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)產(chǎn)業(yè)體系

1. 信息技術(shù)企業(yè)提供通用使能工具，成為平臺(tái)建設(shè)重要支撐信息技術(shù)企業(yè)提供關(guān)鍵技術(shù)能力，以“被集成”的方式參與平臺(tái)構(gòu)建。

主要包括五類：一是云計(jì)算企業(yè)， 提供云計(jì)算基礎(chǔ)資源能力及關(guān)鍵技術(shù)支持， 典型企業(yè)如亞馬遜、微軟、 Pivotal、Vmware、紅帽等；二是數(shù)據(jù)管理企業(yè)， 提供面向工業(yè)場景的對(duì)象存儲(chǔ)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、 NoSQL 數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)管理和存儲(chǔ)的工具，典型企業(yè)如 Oracle、 Apache、 Splunk 等；三是數(shù)據(jù)分析企業(yè)， 提供數(shù)據(jù)挖掘方法與工具，典型企業(yè)如 SAS、IBM、Tableau、Pentaho、PFN 等；四是數(shù)據(jù)采集與集成企業(yè)， 為設(shè)備連接、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成提供技術(shù)支持，典型企業(yè)如 Kepware、 NI、博世、 IBM 等；五是邊緣計(jì)算企業(yè)，提供邊緣層的數(shù)據(jù)預(yù)處理與輕量級(jí)數(shù)據(jù)分析能力，典型企業(yè)如華為、 思科、 英特爾、 博世等。

2.平臺(tái)廠商通過整合資源實(shí)現(xiàn)平臺(tái)構(gòu)建， 發(fā)揮產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)作用。

平臺(tái)企業(yè)以集成創(chuàng)新為主要模式，以應(yīng)用創(chuàng)新生態(tài)構(gòu)建為主要目的， 整合各類產(chǎn)業(yè)和技術(shù)要素實(shí)現(xiàn)平臺(tái)構(gòu)建， 是產(chǎn)業(yè)體系的核心。

目前， 平臺(tái)企業(yè)主要有以下四類：一是裝備與自動(dòng)化企業(yè)，從自身核心產(chǎn)品能力出發(fā)構(gòu)建平臺(tái)，如 GE、西門子、 ABB、和利時(shí)等；二是生產(chǎn)制造企業(yè)， 將自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型經(jīng)驗(yàn)以平臺(tái)為載體對(duì)外提供服務(wù)， 如三一重工/樹根互聯(lián)、海爾、航天科工等；三是工業(yè)軟件企業(yè)， 借助平臺(tái)的數(shù)據(jù)匯聚與處理能力提升軟件性能，拓展服務(wù)邊界，如 PTC、 SAP、 Oracle、用友等；四是信息技術(shù)企業(yè)， 發(fā)揮 IT 技術(shù)優(yōu)勢將已有平臺(tái)向制造領(lǐng)域延伸，如 IBM、微軟、華為、 思科等。

3.應(yīng)用主體以平臺(tái)為載體開展應(yīng)用創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)價(jià)值提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過功能開放和資源調(diào)用大幅降低工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新門檻，

其應(yīng)用主體分為兩類：行業(yè)用戶在平臺(tái)使用過程中結(jié)合本領(lǐng)域工業(yè)知識(shí)、機(jī)理和經(jīng)驗(yàn)開展應(yīng)用創(chuàng)新， 加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，如全球研磨機(jī)械制造商格林公司基于西門子 MindSphere平臺(tái)開發(fā)服務(wù)于機(jī)床的工業(yè) APP，實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具磨損狀態(tài)的精準(zhǔn)預(yù)測和適時(shí)更換。第三方開發(fā)者能夠依托平臺(tái)快速創(chuàng)建應(yīng)用服務(wù)，形成面向不同行業(yè)不同場景的海量工業(yè) APP，提升平臺(tái)面向更多工業(yè)領(lǐng)域提供服務(wù)的能力，典型企業(yè)如 Webalo、Bearing Point、ThetaRay、 NEC、 Pitney Bowes 等。

四、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用場景

（一）平臺(tái)應(yīng)用由單點(diǎn)智能向全局智能、由狀態(tài)監(jiān)測向復(fù)雜分析演進(jìn)

當(dāng)前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在工業(yè)系統(tǒng)各層級(jí)各環(huán)節(jié)獲得廣泛應(yīng) 用，一是應(yīng)用覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，從單一設(shè)備、單個(gè)場景的應(yīng)用 逐步向完整生產(chǎn)系統(tǒng)和管理流程過渡，最后將向產(chǎn)業(yè)資源協(xié)同組 織的全局互聯(lián)演進(jìn)。二是數(shù)據(jù)分析程度不斷加深，從以可視化為主的描述性分析，到基于規(guī)則的診斷性分析、基于挖掘建模的預(yù) 測性分析和基于深度學(xué)習(xí)的指導(dǎo)性分析。其中，設(shè)備、產(chǎn)品場景 相對(duì)簡單，機(jī)理較為明確，已經(jīng)可以基于平臺(tái)實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的智能 應(yīng)用，在航空航天、工程機(jī)械、電力裝備等行業(yè)形成了工藝參數(shù) 優(yōu)化、預(yù)測性維護(hù)等應(yīng)用模式；企業(yè)生產(chǎn)與運(yùn)營管理系統(tǒng)復(fù)雜度 較高，深度分析面臨一定挑戰(zhàn)，當(dāng)前主要對(duì)局部流程進(jìn)行改進(jìn)提 升，在電子信息、鋼鐵等行業(yè)產(chǎn)生供應(yīng)鏈管理優(yōu)化、生產(chǎn)質(zhì)量優(yōu) 化等應(yīng)用模式；產(chǎn)業(yè)資源的協(xié)同目前還沒有成熟的分析優(yōu)化體系， 主要依托平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源的匯聚和供需對(duì)接，僅在局部領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了 協(xié)同設(shè)計(jì)、協(xié)同制造等應(yīng)用模式。

圖 4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用階段視圖

總體來看，平臺(tái)應(yīng)用還處于初級(jí)階段，以“設(shè)備物聯(lián)+分析”或“業(yè)務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)+分析” 的簡單場景優(yōu)化應(yīng)用為主。未來平臺(tái)應(yīng)用將向深層次演進(jìn)，將在物聯(lián)與互聯(lián)全面打通的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的分析優(yōu)化，從而不斷推動(dòng)企業(yè)管理流程、組織模式和商業(yè)模式創(chuàng)新。最終，平臺(tái)將具備全社會(huì)資源承載與協(xié)同能力，通過全局性要素、 全產(chǎn)業(yè)鏈主體的重新組織與優(yōu)化配置， 推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)方式、管理模式和組織架構(gòu)變革。

1.設(shè)備、工藝等單個(gè)場景已可以實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)和機(jī)理的預(yù)測， 正步入決策性分析階段

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)廣泛連接設(shè)備、裝備、產(chǎn)品，基于設(shè)備機(jī)理模型和產(chǎn)品數(shù)據(jù)挖掘開展了大量基于規(guī)則的故障診斷、工藝參數(shù)優(yōu)化、設(shè)備狀態(tài)趨勢預(yù)測、部件壽命預(yù)測等單點(diǎn)應(yīng)用，如 GE 依托 Predix 平臺(tái)，通過構(gòu)建數(shù)字雙胞胎實(shí)現(xiàn)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等重型裝備的健康管理，施耐德基于 Ecostruxure 平臺(tái)為羅切斯特醫(yī)療中心提供配電設(shè)備管理服務(wù)，實(shí)現(xiàn)電力故障的預(yù)測性報(bào)警與分析。隨著數(shù)據(jù)的持續(xù)積累與分析方法的不斷完善，將形成基于設(shè)備數(shù)據(jù)挖掘的更精準(zhǔn)分析模型，并自主提出指導(dǎo)性優(yōu)化建議。目前該趨勢已初步顯現(xiàn)，例如微軟 Azure IoT 平臺(tái)為Rolls-Royce 發(fā)動(dòng)機(jī)提供基于機(jī)器學(xué)習(xí)的海量數(shù)據(jù)分析和模型構(gòu)建，能夠在部件即將發(fā)生故障時(shí)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)異常，并提前介入主動(dòng)幫助 Rolls-Royce 規(guī)劃解決方案。

2.企業(yè)管理與流程優(yōu)化從當(dāng)前局部改進(jìn)向系統(tǒng)性提升邁進(jìn)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場與企業(yè)運(yùn)營管理、資源調(diào)度的協(xié)同統(tǒng)一，在此基礎(chǔ)上形成面向企業(yè)局部的生產(chǎn)過程優(yōu)化、企業(yè)智能管理、供應(yīng)鏈管理優(yōu)化等重點(diǎn)應(yīng)用。日立公司 Lumada 平臺(tái)通過物聯(lián)設(shè)備實(shí)時(shí)收集商品流轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，并通過與子公司貨車調(diào)配業(yè)務(wù)系統(tǒng)的互聯(lián)，形成龐大供應(yīng)鏈管理數(shù)據(jù)池，實(shí)現(xiàn)全集團(tuán)的倉儲(chǔ)物流優(yōu)化。未來隨著平臺(tái)底層連接能力的提升和企業(yè) IT-OT 層的打通，大量生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)和管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)將進(jìn)行集成匯聚， 基于海量數(shù)據(jù)分析挖掘?qū)崿F(xiàn)智能工廠整體優(yōu)化、企業(yè)實(shí)時(shí)智能決策等應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)管理領(lǐng)域的系統(tǒng)性提升。羅克韋爾公司自動(dòng)化部門與微軟 AZURE 平臺(tái)合作，打通了 OT 層自動(dòng)化系統(tǒng)與IT 層業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，基于大量數(shù)據(jù)進(jìn)行工廠系統(tǒng)建模與關(guān)聯(lián)分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)物料管理、產(chǎn)品質(zhì)量檢測、生產(chǎn)管控一體化等綜合功能，探索數(shù)字工廠應(yīng)用。

3.產(chǎn)業(yè)/資源層面從信息交互向資源優(yōu)化配置演進(jìn)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在應(yīng)用過程中匯聚了大量工業(yè)數(shù)據(jù)、模型算法、軟件工具，乃至研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工等各類資源與能力。目前這些資源在平臺(tái)上主要通過簡單信息交互實(shí)現(xiàn)供需對(duì)接與資源共享等淺層次應(yīng)用。未來，隨著平臺(tái)全局運(yùn)行分析與系統(tǒng)建模能力的逐步提升，平臺(tái)將成為全局資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵載體。找鋼網(wǎng)平臺(tái)在為鋼鐵行業(yè)上下游企業(yè)提供鋼材資源供需對(duì)接服務(wù)的基礎(chǔ)上，正在探索基于大數(shù)據(jù)分析的鋼廠精準(zhǔn)供需匹配、資源區(qū)域性優(yōu)化投放和最優(yōu)定價(jià)策略。

（二）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)當(dāng)前總體應(yīng)用于四大場景

1.面向工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)過程優(yōu)化

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠有效采集和匯聚設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)、物料配送數(shù)據(jù)和進(jìn)度管理數(shù)據(jù)等生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析和反饋在制造工藝、生產(chǎn)流程、質(zhì)量管理、設(shè)備維護(hù)和能耗管理等具體場景中實(shí)現(xiàn)優(yōu)化應(yīng)用。

制造工藝場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可對(duì)工藝參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，找出生產(chǎn)過程中的最優(yōu)參數(shù)，提升制造品質(zhì)。例如 GE 基于 Predix 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)高壓渦輪葉片鉆孔工藝參數(shù)的優(yōu)化，將產(chǎn)品一次成型率由不到 25%提升到 95%以上。

生產(chǎn)流程場景中，通過平臺(tái)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度、物料管理、企業(yè)管理等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提升排產(chǎn)、進(jìn)度、物料、人員等方面管理的準(zhǔn)確性。博世基于平臺(tái)為歐司朗集團(tuán)提供生產(chǎn)績效管理服務(wù)，可在生產(chǎn)環(huán)境中協(xié)調(diào)不同來源的數(shù)據(jù)，提取有價(jià)值的信息并自動(dòng)運(yùn)用專家知識(shí)進(jìn)行評(píng)估，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)任務(wù)的自動(dòng)分配。

質(zhì)量管理場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)基于產(chǎn)品檢驗(yàn)數(shù)據(jù)和“人機(jī)料法環(huán)”等過程數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，實(shí)現(xiàn)在線質(zhì)量監(jiān)測和異常分析，降低產(chǎn)品不良率。富士康集團(tuán)基于其平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全場產(chǎn)品良率自動(dòng)診斷，打通車間產(chǎn)能、質(zhì)量、人力、成本等各類運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算和大數(shù)據(jù)優(yōu)化，使良率診斷時(shí)間縮短 90%。

設(shè)備維護(hù)場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)結(jié)合設(shè)備歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)字孿生，及時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)測性維護(hù)。例如嵌入式計(jì)算機(jī)產(chǎn)品供應(yīng)商 Kontron 公司基于Intel IoT 平臺(tái)智能網(wǎng)關(guān)和監(jiān)測技術(shù)，可將機(jī)器運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障參數(shù)發(fā)送到后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行建模分析，實(shí)現(xiàn)板卡類制造設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)。

能耗管理場景中，基于現(xiàn)場能耗數(shù)據(jù)的采集與分析，對(duì)設(shè)備、產(chǎn)線、場景能效使用進(jìn)行合理規(guī)劃，提高能源使用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。例如施耐德為康密勞硅錳及電解錳冶煉工廠提供EcoStruxure 能效管理平臺(tái)服務(wù)，建立能源設(shè)備管理、生產(chǎn)能耗分析、能源事件管理等功能集成的統(tǒng)一架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了錳礦生產(chǎn)過程中的能耗優(yōu)化。

2.面向企業(yè)運(yùn)營的管理決策優(yōu)化

借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可打通生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)、企業(yè)管理數(shù)據(jù)和供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)，提升決策效率，實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)與透明的企業(yè)管理， 其具體場景包括供應(yīng)鏈管理優(yōu)化、生產(chǎn)管控一體化、企業(yè)決策管理等。

供應(yīng)鏈管理場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可實(shí)時(shí)跟蹤現(xiàn)場物料消耗，結(jié)合庫存情況安排供應(yīng)商進(jìn)行精準(zhǔn)配貨，實(shí)現(xiàn)零庫存管理， 有效降低庫存成本。雅戈?duì)柣?IBM Bluemix 平臺(tái)對(duì)供應(yīng)鏈和生產(chǎn)系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取和多維分析，優(yōu)化供應(yīng)鏈管理并使庫存周轉(zhuǎn)率提高了 1 倍以上，庫存成本節(jié)省了 2.5 億元，缺貨損失減少了 30%以上，工廠的準(zhǔn)時(shí)交貨率達(dá)到 99%以上。

生產(chǎn)管控一體化場景中，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行業(yè)務(wù)管理 系統(tǒng)和生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理和現(xiàn)場生產(chǎn)的協(xié)同優(yōu)化。石化盈科通過 ProMACE 平臺(tái)在煉化廠的應(yīng)用，圍繞生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化， 推動(dòng)經(jīng)營績效分析、供應(yīng)鏈一體化協(xié)同及排產(chǎn)、實(shí)時(shí)優(yōu)化、先進(jìn) 控制和控制回路的閉環(huán)管控，實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)日結(jié)月清。

企業(yè)決策管理場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過對(duì)企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)的全面感知和綜合分析，有效支撐企業(yè)智能決策。中聯(lián)重科結(jié)合SAP HANA 平臺(tái)的計(jì)算能力及 SAP SLT 數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工程起重機(jī)銷售服務(wù)、客戶信用銷售、集團(tuán)內(nèi)控運(yùn)營三個(gè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)分析，有效針對(duì)市場變化做出快速智能決策。

3. 面向社會(huì)化生產(chǎn)的資源優(yōu)化配置與協(xié)同

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)與外部用戶需求、創(chuàng)新資源、生產(chǎn)能力的全面對(duì)接，推動(dòng)設(shè)計(jì)、制造、供應(yīng)和服務(wù)環(huán)節(jié)的并行 組織和協(xié)同優(yōu)化。其具體場景包括協(xié)同制造、制造能力交易與個(gè) 性定制等。

協(xié)同制造場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過有效集成不同設(shè)計(jì)企業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)及供應(yīng)鏈企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的并行實(shí)施，大幅縮短產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)周期，降低成本。如河南航天液壓氣動(dòng)技術(shù)有限公司基于航天云網(wǎng) INDICS 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了與總體設(shè)計(jì)部、總裝廠所的協(xié)同研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)，研發(fā)周期縮短 35%、資源利用率提升 30%，生產(chǎn)效率提高 40%。

制造能力交易場景中，工業(yè)企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)外開放空閑制造能力，實(shí)現(xiàn)制造能力的在線租用和利益分配。例如沈陽機(jī)床基于 iSESOL 平臺(tái)向奧邦鍛造公司提供了 i5 機(jī)床租賃服務(wù)，通過平臺(tái)以融資租賃模式向奧邦提供機(jī)床，按照制造能力付費(fèi)，有效降低了用戶資金門檻，釋放了產(chǎn)能。

個(gè)性定制場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)與用戶的無縫對(duì)接，形成滿足用戶需求的個(gè)性化定制方案，提升產(chǎn)品價(jià)值，增強(qiáng)用戶粘性。例如海爾依托 COSMOPlat 平臺(tái)與用戶進(jìn)行充分交互， 對(duì)用戶個(gè)性化定制訂單進(jìn)行全過程追蹤，同時(shí)將需求搜集、產(chǎn)品訂單、原料供應(yīng)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)組裝和智能分析等環(huán)節(jié)打通， 打造了適應(yīng)大規(guī)模定制模式的生產(chǎn)系統(tǒng)，形成了 6000 多種個(gè)性化定制方案，使用戶訂單合格率提高 2%，交付周期縮短 50%。江森自控-日立公司基于 Ayla 平臺(tái)，打通社交媒體數(shù)據(jù)，整合 8 億微信用戶需求，提供商用空調(diào)定制服務(wù)。

產(chǎn)融結(jié)合場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過工業(yè)數(shù)據(jù)的匯聚分析， 為金融行業(yè)提供評(píng)估支撐，為銀行放貸、股權(quán)投資、企業(yè)保險(xiǎn)等金融業(yè)務(wù)提供量化依據(jù)。如樹根互聯(lián)與久隆保險(xiǎn)基于根云RootCloud 共同推出 UBI 挖機(jī)延保產(chǎn)品數(shù)據(jù)平臺(tái)，明確適合開展業(yè)務(wù)的機(jī)器類型，指導(dǎo)保險(xiǎn)對(duì)每一檔進(jìn)行精準(zhǔn)定價(jià)。

4. 面向產(chǎn)品全生命周期的管理與服務(wù)優(yōu)化

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行和服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面集成，以全生命周期可追溯為基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)可制造性預(yù)測，在使用環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)健康管理，并通過生產(chǎn)與使用數(shù)據(jù)的反饋改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。當(dāng)前其具體場景主要有產(chǎn)品溯源、產(chǎn)品/裝備遠(yuǎn)程預(yù)測性維護(hù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)反饋優(yōu)化等。

產(chǎn)品溯源場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)借助標(biāo)識(shí)技術(shù)記錄產(chǎn)品生產(chǎn)、物流、服務(wù)等各類信息，綜合形成產(chǎn)品檔案，為全生命周期管理應(yīng)用提供支撐。例如 PTC 借助 ThingWorx 平臺(tái)的全生命周期追溯系統(tǒng)，幫助芯片制造公司 ATI 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)到使用環(huán)節(jié)的全打通，使每個(gè)產(chǎn)品具備單一數(shù)據(jù)來源，為產(chǎn)品售后服務(wù)提供全面準(zhǔn)確信息。產(chǎn)品/裝備遠(yuǎn)程預(yù)測性維護(hù)場景中，在平臺(tái)中將產(chǎn)品/裝備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)與其設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、制造數(shù)據(jù)、歷史維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，提供運(yùn)行決策和維護(hù)建議，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的提前預(yù)警、遠(yuǎn)程維護(hù)等設(shè)備健康管理應(yīng)用。例如 ABB 為遠(yuǎn)洋船舶運(yùn)營公司 Torvald Klaveness 的多用途船提供 ABB Ability 平臺(tái)服務(wù)，通過船上的傳感器收集信息，并進(jìn)行性能參數(shù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)洋航行船舶的實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)警維護(hù)和性能優(yōu)化。SAP 為意大利鐵路運(yùn)營商Trenitalia 提供車輛維護(hù)服務(wù)，通過加裝傳感器實(shí)時(shí)采集火車各部件數(shù)據(jù)，依托 HANA 平臺(tái)集成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與維護(hù)數(shù)據(jù)、儀器儀表參數(shù)并進(jìn)行分析，遠(yuǎn)程診斷火車運(yùn)行狀態(tài)，提供預(yù)測性維護(hù)方案

。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)反饋優(yōu)化場景中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以將產(chǎn)品運(yùn)行 和用戶使用行為數(shù)據(jù)反饋到設(shè)計(jì)和制造階段，從而改進(jìn)設(shè)計(jì)方案， 加速創(chuàng)新迭代。例如 GE 公司使用 Predix 平臺(tái)助力自身發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，平臺(tái)首先對(duì)產(chǎn)品交付后的使用數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，依 托大量歷史積累數(shù)據(jù)的分析和航線運(yùn)營信息的反饋，對(duì)設(shè)計(jì)端模 型、參數(shù)和制造端工藝、流程進(jìn)行優(yōu)化，通過不斷迭代實(shí)現(xiàn)了發(fā) 動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)改進(jìn)和性能提升。

作者：筆名輝哥    來源：簡書

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文章名稱：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)-創(chuàng)新互聯(lián)
標(biāo)題路徑：http://aaarwkj.com/article34/ccosse.html

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