第四阶段以GEPredix西门子

2017年11月21日在广州举办的工业互联大会上，工业互联联盟的《工业互联平台白皮书》也正式发布。这份在工业和信息化部信息化和软件服务业司的指导下完成的白皮书，旨在与业界共同推动工业互联平台发展。

如果说工业机器人是智能制造的双手，那工业互联就像是智能制造的大脑与神经，它把从硬件到软件的工业设备与技术连接在一起，从而让他们发挥出更大的效能与价值。

1月17日晚间，由中国信通院、工业互联产业联盟AII、走向智能论坛联合主办了工业互联线上分享会。以下是主讲专家中国信息通信研究院信息化与工业化融合研究所副所长、《工业互联平台白皮书》主要撰写者朱敏所做的内容分享。由造奇智能产业新媒体整理。

为方便阅读，我们将分享内容分为了上、下两个部分。（下半部分内容请点击链接：朱敏解读《工业互联平台白皮书》（下篇））。以下是上半部分内容，要点整理如下。

一、 平台发展经历了云平台、大数据平台、物联平台和工业互联平台四个阶段。 这种说法实际上在一定程度上区分了当下诸多概念之间的区隔，即工业互联平台不是云计算平台，也不是简单的大数据平台，以及物联平台，但又存在着紧密的联系。工业互联平台是在传统云平台的基础上叠加物联、大数据、人工智能等新兴技术，在很大程度上实现了功能和价值的倍增。

二、整个工业互联平台呈现出清晰的四个层级架构，涵盖边缘层、IaaS层、平台层（也叫工业PaaS层）、应用层（也叫工业SaaS层）以及贯穿上述各层级的安全防护。其中，边缘层、平台层、应用层是工业互联平台的三大核心层级。

（评：这在一定程度上把IaaS框定在基础设施意义上，对于工业应用来讲，其行业特征并不明显，更具有通用特征。所以，IaaS层并不构成当下工业互联平台竞争的核心壁垒。而边缘层在一定程度上“上位”了，其价值随着认识的增加，越来越凸显其设备端的价值。）

三、 平台架构，PaaS以其开放灵活特性成为主流选择。一是、基于通用开源PaaS架构二次开发构建平台，例如GE Predix、西门子MindSphere、航天云INDICS等均基于Cloud Foudry进行平台建设。

四、 工业互联平台的技术趋势，有两个，一是功能下沉，边缘与云端协同成为平台重要发展方向。二是开发框架，微服务等新型架构大幅降低开发难度与创新成本。

工业互联平台总体还处于发展初期，尽管各类平台不断涌现，但平台的业务能力还需不断加强，商业模式也仍需探索。请记住，不管平台如何玩转，“应用”始终是平台价值的最终体现。

当前，制造业成为全球经济发展的焦点，传统产业转型升级需求迫切。同时，新一代信息技术飞速发展，积极向制造业渗透，驱动产业变革。制造业转型升级的迫切需求与信息技术向制造领域加速渗透的趋势相互交织融合，催生了工业互联平台。

一方面，制造业转型升级需要新的平台化使能工具。一是工业数据的爆发式增长需要新的数据管理工具，实现海量数据低成本、高可靠的存储和管理。二是企业智能化决策需要新的应用创新载体，满足智能化应用的爆发式增长。三是新型制造模式需要新的业务交互手段，实现不同主体、不同系统间数据和应用的高效集成。

另一方面，信息技术发展推动平台化使能工具走向成熟。一是云计算技术成熟，可以帮助制造企业低成本建设IT基础设施，形成单行可扩展的存储计算能力，实现简单灵活的软件开发与部署，进而帮助制造业降低成本；二是大数据和物联技术成熟，可以为制造企业有效连接设备和产线，收集生产现场成千上万种不同类型的数据，完成不同来源不同结构工业数据的采集与集成，高效处理分析，实现价值挖掘，进而帮助制造企业提升价值。

平台发展经历了云平台、大数据平台、物联平台和工业互联平台四个阶段。

第一阶段形成了以亚马逊AWS、微软Azure为代表的云计算平台；

第二阶段形成了以SAP HANA和Teradata Aster为代表的大数据平台；

第三阶段形成了以亚马逊AWS IoT、微软Azure IoT、IBM Watson IoT为代表的物联平台；

第四阶段，以GE Predix 、西门子MindSphere为代表的工业互联平台快速发展，呈现爆发式增长态势。

根据咨询机构总是有人在生命中来了又走IoT Analytics的统计，全球工业互联平台数量超过150个，预计2021年工业互联平台市场规模将达到16.44亿美元。

工业互联平台（概念）是面向制造业数字化、络化、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、高效配置的载体。

从本质上看，工业互联平台是在传统云平台的基础上叠加物联、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。

从能力要求上看，工业互联平台具备泛在连接、云化服务、知识积累、应用创新四大特征。一是需要实现不同来源不同结构数据的广泛集成，二是需要基于云架构构建海量工业数据处理的环境，三是需要基于工业机理和数据科学实现海量数据的深度分析，并实现工业知识的沉淀和复用，四是能够提供开发工具及环境，实现工业APP的开发、测试和部署。

整个工业互联平台呈现出清晰的层级架构，涵盖边缘层、IaaS层、平台层（也叫工业PaaS层）、应用层（也叫工业SaaS层）以及贯穿上述各层级的安全防护。其中，边缘层、人活着平台层、应用层是工业互联平台的三大核心层级。

首先，边缘层是基础。在平台的边缘层，对海量设备进行连接和管理，并利用协议转换实现海量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，降低络传输负载和云端计算压力。

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，为工业用户提供海量工业数据的管理和分析服务，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。通过自主研发或者是引入第三方开发者的方式，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，实现价值的挖掘和提升。

工业互联平台涉及四个方面的七类关键技术。

一是、为平台提供底层连接、云基础设施和运行环境的基础支撑技术，包括数据集成和边缘处理、IaaS和平台使能三类具体技术。

二是、支撑平台进行海量工业数据管理和分析的数据挖掘技术，包括数据管理、工业数据建模和分析两类具体技术。

三是、为平台提供工业微服务、开发工具想和开发环境，驱动平台进行应用创新的应用开发和微服务技术。

四是、能够保障平台稳定运行，实现工业系统安全的安全保障技术。

平台架构，PaaS以其开放灵活特性成为主流选择。一是、基于通用开源PaaS架构二次开发构建平台，例如GE Predix、西门子MindSphere、航天云INDICS等均基于Cloud Foudry进行平台建设。

二是、以API为代表的新型集成技术为系统集成和平台能力开放提供有效支撑，例如Ayla、Intel IoT等平台基于API协议对设备、应用和系统进行全面集成，GE Predix基于API协议对外提供资产管理、数据验证、数据分析服务。三是利用容器技术支撑平台和应用灵活部署，例如PTC ThingWorx平台能够基于容器方式支持在不同IaaS上的部署，GE Predix平台中训练形成的智能模型能够基于容器直接部署在Predix Machine上。

应用创新，工业机理与数据科学走向融合。当前，工业数据分析呈现两类路径：一是从工业机理出发，进行建模分析，例如GE凭借其航空发动机领域的专业知识和经验来提供飞行数据分析服务；二是从数据角度出发，通过关联性分析，找到规律，例如阿里云的大数据技术帮助协鑫光伏进行质量数据关联分析，实现了良品率的提升。

上述两种路径的融合能够取得更加明显的效果，是未来工业数据分析的趋势，例如东方国信将热力学模型与数据分析融合，构建数字孪生高炉以提升运行效率，延长运行寿命。通过各种分析模型在平台上的沉淀，平台将汇聚起大量的工业知识，实现知识传承、迭代与复用，例如索为在航空、电子等行业构建了上百个工业知识库。

工业互联平台的技术趋势，有两个，一是功能下沉，边缘与云端协同成为平台重要发展方向。一是强化协议转换能力，例如GE Predix Machine利用OPC UA技术实现不同工业络协议的转换。二是强化边缘计算能力，例如SAP Leonardo利用边缘关剔除冗余数据，Azure IoT在边缘侧运行分析算法，一种对美好的取悦实现实时反馈控制。三是强化边缘与云端协同能力，例如ThingWorx平台将云端模型导入边缘设备进行实时分析，并根据反馈数据进一步优化云端模型，实现双向迭代。

二是开发框架，微服务等新型架构大幅降低开发难度与创新成本。工业互联平台通过应用新型软件开发架构提升工业应用开发效率，降低开发门槛。一方面GE Predix等平台集成微服务架构，支持多种开发工具和编程语言，通过将工业知识进行模块化封装和复用，加快应用部署速度。另一方面ThingWorx等平台支持图形拖拽开发方式，将应用开发时间从几个月缩短到几周。

工业互联平台重构了工业软件创新、部署和集成方式。在传统IT开发模式中，企业按照业务流程开发独立的软件系统，功能和数据分散在不同的软件中，难以协同与集成。在工业互联开发模式中，平台解构传统工业需求，将其拆分为更具体和细化的功能组件，构建微服务池。开发者根据特定用户需求，调用和组合微服务组件，并固化为APP。APP之间基于平台实现快速交互集成，形成按需定制，全面集成的新型开发方式。

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