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概述:中国的工业互联网平台发展

发布时间:2019-02-18 来源:中国工业和信息化 类型:自动化要闻 人浏览
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工业互联网 实时感知 数据收集

导  读:

工业互联网的实质是人、机、物互联,是依靠对制造业不同环节植入不同传感器,进而不断进行实时感知和数据收集,然后借助于数据陆续对工业环节进行准确化、有效地控制,最终实现效率提高的目的。

  
  “工业互联网”由GE(美国通用电气公司)研发部门在2012年提出,GE前CEO伊梅尔特坚信它是工业的未来。然而,谁又能说1968年Dick Morley的一场宿醉不是扇动现代工业互联网革命的蝴蝶翅膀?就是50年前宿醉的那一天,他起草了《备忘录》,直接导致了PLC(可编程逻辑控制器)的发明。此后,M2M(机器间通信)、以太网标准化、万维网(WWW)、用于PLC的TCP/IP协议发展起来,到凯文·阿什顿提出物联网概念,以太网在工业环境中已经无所不在了。而伴随着IT标准进入工业自动化领域,工业互联网的未来渐露雏形。


工业互联网,实时感知,数据收集


  工业互联网的实质是人、机、物互联,是依靠对制造业不同环节植入不同传感器,进而不断进行实时感知和数据收集,然后借助于数据陆续对工业环节进行准确化、有效地控制,最终实现效率提高的目的。时至今日,工业互联网的基础已经逐步落实,包括工业连接、高级分析、基于条件的监控、预测维护、机器学习和增强现实等,世界上许多国家和都在大力投资工业互联网。毫无疑问,在改革开放、全球一体化的大环境中,中国的工业生产环境也发生了巨大变化,工业互联网平台发展迅猛,前景可期。

  工业互联网云平台类型

  工业互联网平台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,实现海量异构数据汇聚与建模分析、工业经验知识软件化与模块化、工业创新应用开发与运行,从而支撑生产智能决策、业务模式创新、资源优化配置和产业生态培育的载体。目前我国市场上有以下几类工业云平台:

  一是利用平台对接与用户,形成个性化定制服务能力,例如海尔COSMOPlat云平台打通需求、设计、生产等环节,实现个性化定制应用模式。

  二是借助平台打通产业链上下游,进而优化资源配置,例如航天云网INDICS和树根互联等平台,通过汇聚需求与供给双方而实现供需对接、资源共享的功能。

  三是管理软件,依托平台实现从管理层到生产层的纵向数据集成,进而提升软件的智能精准分析能力,典型案例如SAP HANA平台。

  四是设计软件借助平台强化基于全生命周期的数据集成能力,形成基于数字孪生的创新应用,进而缩短研发周期,加快产品迭代升级,如索为系统的SYSWARE平台。

  工业互联网平台产业演进

  与工业互联网相比,工业物联网平台重点在硬件网络,即物与物之间的互联。物联网与组织平台、信息管理以及软件应用等相结合,成为工业互联网平台的重要组成部分。工业互联网平台发展经历了以下几个时期:

  工业互联网萌芽期(2010年以前):2009年,阿里公司率先开展云平台的研究,并逐步与制造、交通、能源等众多领域的领军合作,成为一些工业搭建云平台的重要推手。

  发展初期(2010年—2014年):2010年,腾讯开放平台接入首批应用,腾讯云正式对外提供云服务。2011年,华为公司依托其资本和云计算研发实力,发布华为云平台,面向互联网增值服务运营商、大中小型、政府、科研院所等广大企事业用户提供包括云主机、云托管、云存储等基础云服务、超算、内容分发与加速、视频托管与发布、IT、应用托管等服务和解决方案。

  快速发展期(2015年—至今):2015年以后,国内积极开展布局,航天云网、三一重工、海尔、富士康等依托自身制造能力和规模优势,推出工业平台服务,并逐步实现由内应用向外服务的拓展;和利时、用友、沈阳机床、徐工集团等则基于自身在自动化系统、工业软件与制造装备领域的积累,进一步向平台延伸,尝试构建新时期的工业智能化解决方案。当然,客观地说,目前中国工业互联网云平台产业的发展仍处于初级阶段。

  工业互联网云平台结构

  工业互联网包括工业软件、工业通信、工业云平台、工业互联网基础设施、工业安全等,这里工业云平台主要包括数据采集层、IaaS层、PaaS层、SaaS层,其中:


工业互联网,实时感知,数据收集


  数据采集层包括协议解析、数据集成、边缘数据处理等。数据采集层是基础,负责精准、实时、高效地数据采集。考虑数据的安全性与协议的复杂性,要构建一个精准、实时、高效的数据采集体系,把数据采集上来,通过协议转换和边缘计算,一部分在边缘侧进行处理并直接返回到机器设备,一部分传到云端进行综合利用分析,进一步优化形成决策。

  IaaS层是支撑,对所有计算基础设施的利用,包括处理CPU、内存、存储、网络和其它基本的计算资源,用户能够部署和运行任意软件,包括操作系统和应用程序。IaaS服务提供商为提供硬件设施的基础服务。云端的服务器与存储设备集中在IaaS服务提供商的大型机房内统一管理,节约了服务器的占地资源与维护成本。

  PaaS层是核心,构建一个扩展的操作系统,为应用软件开发提供一个基础平台。系统软件开发测试需要在本地配置开发环境和服务器等设备,而PaaS平台提供了软件开发的基础架构,软件开发者可以在这个基础架构之上建设新的应用,或者为已有的应用扩展新的功能。

  SaaS层是关键,主要是以工业APP的形式体现,用于面向特定的工业场景提供特定的服务。SaaS产品种类包括设计、生产、设备管理、能耗优化等。

  目前中国工业互联网云平台产业发展较为成熟、利润较高的是IaaS层。随着产业不断发展成熟,市场对于服务的需求将越来越强烈,数据采集层、PaaS层和SaaS层的利润将逐渐上升,并将成为产业利润的主要来源。

  工业互联网云平台产业链的参与者主要包括:设备制造商、系统集成商、网络运营商和平台供应商等,而处在不同产业链环节的则借助工业互联网云平台,专注于自身优势业务发展,蓄势待发。

 IT巨头争相布局工业互联网

  工业互联网云平台的价值在于“互联”和“优化”,根本上是为了实现信息对称和生产效率的提升。以阿里、腾讯、华为为代表的互联网,利用数据上的优势,着力打造工业云平台的建设,以数据驱动生产,以互联构建工业互联产业链。

  阿里云创立于2009年,是领先的云计算及人工智能科技公司,为200多个国家和地区的、开发者和政府机构提供服务。2017年8月阿里巴巴财报数据显示,阿里云付费云计算用户超过100万,其服务客户超过230万。

  腾讯云是基于QQ、微信、腾讯游戏等海量业务的技术锤炼,从基础架构到精细化运营,从平台实力到生态能力建设,腾讯云将之整合并面向市场,使之能够为和创业者提供集云计算、云数据、云运营于一体的云端服务体验。

  华为云在数字化转型浪潮中,为了更好地支持云服务业务的发展,2017年3月专门成立了Cloud BU。这是一个基于公有云业务把产品及其运维和运营端到端打通的组织。同时,华为还与业界顶尖的科研院校积极展开合作,不断增强在公有云、AI、大数据、算法等领域的创新能力和核心竞争力。

 设备制造商蓄力建设工业云

  工业互联网的完整解决方案有四个环节:设备接入、设备通信、工业互联网平台、软件应用于服务。设备接入,则是把数以亿计的终端工业设备连入互联网,通过数据交流共享工业云平台的最终价值。

  以设备制造商为主的,如徐工集团、沈阳机床等,利用信息化理念,构建工业云平台生态系统,实现全价值链的信息化服务。

  徐工集团旨在打造中国的“Predix”。在2009年,徐工就启动了信息化整体提升工程,形成了完整的研产供销服、全价值链的信息化体系,积累了150T的工业大数据。在2016年11月11日,徐工携手阿里巴巴、华为等,正式面向全球启动了“徐工工业云”。目前,平台已接入了超过67万台设备,包括工程机械设备、汽车、农业机械、环卫机械以及竣工机械,积累了大量的数据。


工业互联网,实时感知,数据收集


  沈阳机床则着力打造iSESOL工业云。沈阳机床集团联合神州数码控股、光大金控于2015年共同投资成立智能云科信息科技有限公司。智能云科打造了iSESOL云制造服务平台。iSESOL工业云是以工业数据服务驱动供需新生态,旨在助力实现从智能装备到智能车间,再到智能工厂的逐步演进,涵盖了制造数据、交易智选、区域协同、金融合作、人才汇聚和个性定制等服务。而iSESOL网致力于满足机械加工领域的交易需求,提供快捷、安全的交易环境,构建生产能力共享经济生态。“iSESOL俱乐部”会员服务计划同步推出,秉承“让制造更简单”的理念,为合作提供各类线上线下增值服务。

 生产制造商从制造走向“智造”

  高速运转的生产线产生的数据具有实时性,因此工业大数据的处理相比商业大数据更加困难。完整的工业生产流程,设计从原材料采购、供应链管理、生产制造管理到产品销售的所有环节,使得工业云平台建设显得尤为重要。富士康、海尔等各大生产制造商,以从“制造”走向“智造”为核心理念,全面实施工业云平台建设。

  BEACON平台。富士康集团于2017年开发了工业互联网平台BEACON,探索将数字技术与其3C设备、零件、通路等领域的专业优势结合,向行业领先的工业互联网公司转型。BEACON平台通过工业互联网、大数据、云计算等软件及工业机器人、传感器、交换机等硬件的相互整合,从而建立了端到端的可控可管的智慧云平台,将设备数据、生产数据、产业专业理论进行集成、处理、分析,形成开放、共享的工业级APP。目前,富士康借助BEACON平台实现生产过程全记录、无线智慧定位、SMT数据整体呈现(产能/良率/物料损耗等)、数据智能实现集中管理数据、基于大数据的智能能源管控等。

  COSMOPlat平台。海尔集团基于家电制造业的多年实践经验,推出工业互联网平台COSMOPlat,形成以用户为中心的大规模定制化生产模式,实现需求实时响应、全程实时可视和资源无缝对接。COSMOPlat平台共分为四层:第一层是资源层,开放聚合全球资源,实现各类资源的分布式调度和最优匹配。第二层是平台层,支持工业应用的快速开发、部署、运行、集成,实现工业技术软件化。第三层是应用层,为提供具体互联工厂应用服务,形成全流程的应用解决方案。第四层是模式层,依托互联工厂应用服务实现模式创新和资源共享。目前,COSMOPlat平台已打通交互定制、开放研发、数字营销、模块采购、智能生产、智慧物流、智慧服务等业务环节,通过智能化系统使用户持续、深度参与到产品设计研发、生产制造、物流配送、迭代升级等环节,满足用户个性化定制需求。

  支持工业互联网政策力度空前

  发展工业互联网是实现中国制造强国建设战略的关键基础,为智能制造的变革提供了必需的共性基础设施和能力。自2015年以来,我国陆续出台了针对中国制造强国建设战略、“互联网+”等领域的多项产业政策,推动工业互联网的建设。尤其是十九大报告提出要“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”后,工业互联网相关政策更是持续加码:2017年11月国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》;2018年2月工信部开展工业互联网“323”行动,计划实施工业互联网三年行动计划,紧接着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,统筹协调我国工业互联网发展工作。政策频出的背后,是国家希望以推进供给侧结构性改革为主线,结合实施建设制造强国战略和“互联网+”,依托工业互联网,促进新一代信息技术与制造业的深度融合,从而推动实体经济的转型升级。

  2018年5月,工信部印发了《工业互联网APP培育工程实施方案(2018—2020年)》,提出未来三年(2018—2020),在国家制造强国建设领导小组的领导下,鼓励地方政府出台政策,并整合行业协会、产业联盟、科研院各方力量,形成协同推进工业APP的格局。同时,充分发挥财政资金导向作用,鼓励地方政府设立专项资金并引导社会资本,多元化渠道加强对工业APP的资金投入,到2019年12月,力争将工业APP规模扩大至10万个,工业APP创新应用的工业技术软件化率达30%;到2020年12月,工业APP规模达30万个,工业APP创新应用的工业技术软件化率达50%。

  2018年6月,工信部印发《工业互联网发展行动计划(2018—2020)》和《工业互联网专项工作组2018年工作计划》,提出到2020年底初步建成工业互联网基础设施和产业体系的行动目标,并推动30万工业上云,培育30万个工业应用APP,重点领域形成150个工业互联网集成创新应用试点等具体目标。三年内,中国将初步建成适用于工业互联网高可靠、广覆盖、大带宽、可定制的外网络基础设施,支持工业建设改造工业互联网内网。还将初步构建工业互联网标识解析体系,建成5个左右标识解析国家顶级节点,标识注册量超过20亿个。到2020年底,中国要初步形成各有侧重、协同集聚发展的工业互联网平台体系,遴选10个左右跨行业跨领域平台,培育一批独立经营的级平台。

  工信部还发布了《2018年工业互联网创新发展工程拟支持项目名单》,入选项目从各省份申报项目中筛选而出,体现出其在工业互联网领域的领先优势以及国家对其产品能力的认可。对工业互联网平台来说,未来基于平台的开发生态是关键,现阶段领先具有先发优势。

  国家政策推动的同时,地方政府也在力推落地工业互联网扶持政策。

  比如,浙江推出“1+N”工业互联网平台体系和行业联盟,“1”是指由阿里云、中控、之江实验室共建的supET工业互联网平台,它将作为底层平台和基础设施服务于工业转型升级。“N”指的是以“1”为地基,培育出一批领先的工业互联网平台。“1+N”工业互联网平台首批将建设5~10家领先的工业互联网子平台。

  广东、上海、湖南、重庆先前已有工业互联网行动计划落地。广东是全国首个出台工业互联网地方政策的省份,目标是到2020年,将在全国率先建成完善的工业互联网网络基础设施和产业体系,推动1万家工业运用工业互联网新技术、新模式实施数字化、网络化、智能化升级,带动20万家“上云上平台”。

  湖南的目标是到2018年,“上云”达到5万家,典型标杆应用案例达1000个;到2020年,湖南省50%的将实现“上云”。上海计划到2018年完成2万家用户的上云计划。

  重庆也发布相关政策,计划到2020年,建设工业互联网创新中心和工业互联网示范基地,形成3~5个具备国内竞争力的工业互联网平台,培育10家龙头引领,2万家“上云上平台”,实施100个试点示范项目,建成20个智能工厂和200个数字化车间,基本形成工业互联网生态。

  工业互联网平台已然成为巨头必争之地。产业转型的需要,政策的大力支持,中国工业互联网平台的发展已经迎来新的历史机遇。

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