2020工业APP白皮书.pdf

工业APP白皮书（2020） 中国工业技术软件化产业联盟2021年5月工业互联网产业联盟 工业技术软件化系列成果物 I 编写说明工业APP是基于松耦合、组件化、可重构、可重用思想，面向特定工业场景，解决具体的工业问题，基于平台的技术引擎、资源、模型和业务组件，将工业机理、技术、知识、算法与最佳工程实践按照系统化组织、模型化表达、可视化交互、场景化应用、生态化演进原则而形成的应用程序，是工业软件发展的一种新形态。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和工业和信息化部工业互联网APP培育工程实施方案（2018-2020年），推进百万工业APP培育工程，在工业和信息化部信息 技术发展司的指导下，中国工业技术软件化产业联盟、工业互联网产业联盟联合组织专家力量，通过深入调研工业互联网平台、工业企业以及各地域工业APP的发展与应用情况，汇集多方视角和数据，编写了本白皮书。本白皮书共有六部分内容。第一部分描述工业APP的概念与内涵，给出了工业APP的定义、特征和参考体系架构，厘清工业APP与其他相关概念的关系；第二部分介绍工业APP发展概况，从整体上描述了我国工业APP的发展与分布情况、体系建设情况以及不同行业发展的概述；第三部分描述了工业APP开发与发展情况，从工业APP开发的角度，阐述了工业APP开发技术架构、开发关键技术以及工业APP开发趋势；第四部分介绍了工业APP的应用与发展，重点结合国内各工业互联网平台和工业企 业的工业APP应用与推进，尝试对工业APP应用模式和应用推进路径进行了分析提炼；第五部分从工业APP生态体系建设的角度描述了政策指导、知识型组织和分享文化建设、人才培育、技术转化以及标准与安全等生态要素的建设与发展情况；第六部分论述了工业APP发展中存在的一些 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 II 问题，并针对这些问题提出了一些建设性意见。本白皮书的编写受到社会各界专家、企业及科研单位的关注和大力支持，在此特别感谢工业和信息化部信息化技术发展司谢少锋司长、王建伟副司长、杨宇燕副司长、王威伟处长、冯伟处长、傅永宝调研员、贾超等领导对白皮书的悉心指导，特别感谢杨学山（原工信部副部长）、李伯虎院士、刘永才院士、唐晓青（原北航副校长）、高新民、宫琳、宁振波、董景辰、阎丽娟、王湘念、赵敏、郭朝晖、孙践知、王健、高星海、舒孟炯、刘江平、耿建光、赵宏博、柴旭东、朱铎先、魏鸿、王晨、夏良盛、兰小平、杨超英、田洪川、薛智峰、刘棣斐、张敬彩、梁敬锋、郎燕、吴建明、杨大明、陈刘杰、史晓凌、陈善德、王叶忠、龙舟、侯庆坤等专家 对白皮书架构把控、观点提炼和内容补充所做的贡献；特别感谢专家们提出的真知灼见和宝贵修改意见；在白皮书编写过程中，工业互联网产业联盟时任秘书长、信通院现任院长余晓晖、沈彬副秘书长、李海花、刘默、荆雷、刘阳、蒋昕昊、李铮等联盟领导，工业技术软件化产业联盟陈立辉、王蕴辉、李义章、杨春晖、阎丽娟等联盟领导在白皮书编写过程中提出了许多指导意见，在此一并致谢。（专家排名不分先后）本白皮书是在工业互联网APP发展白皮书（2018）基础上的修订编写。在此基础上，2020版进一步明确了工业APP的定义，精炼了工业APP的特征，强调了工业APP依托平台的特性，讲清楚了工业APP是什么，又通过“结构化描述-系统化组织-模型化表达可视化交互”的工业 技术软件化路径讲清楚了工业APP从哪里来，还通过工业APP应用模式和推进路径描述了工业APP到哪里去。白皮书明确了四组概念，回答了工业APP与消费APP、工业APP与传统工业软件、工业APP与平台、工业APP与组件和微服务之间的关系。 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 III 本白皮书对工业APP参考体系架构做了进一步扩展。从2018版架构强调工业APP开发，扩展到开发、应用、平台三个维度，既有对原架构的继承，又有发展。本白皮书还对自2018年以来，我国工业APP总体分布与发展情况、工业APP的开发与发展情况、工业APP的应用情况、工业APP生态发展情况等进行了初步分析，并对工业APP发展中的问题与不足进行梳理，给出了一些建设性的意见与建议方向。由于编写人员对工业APP认识上的不足，以及相关数据和信息收集的限制，白皮书中还有很多不足之处，期待能够得到各方面的意见与建议， 不断更新和完善。 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 IV 指导单位工业和信息化部信息技术发展司组织单位中国工业技术软件化产业联盟工业互联网产业联盟编写单位（排名不分先后）中国信息通信研究院工业和信息化部电子第五研究所 北京索为系统技术股份有限公司北京航空航天大学中国科技自动化联盟走向智能研究院北京工商大学中国航空制造技术研究院北京东方国信科技股份有限公司太极计算机股份有限公司浙江蓝卓工业互联网信息技术有限公司 中国工业互联网研究院国家工业信息安全发展研究中心中国航发商用航空发动机有限公司中国航天三江集团公司中国船舶工业集团公司 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 V 中国兵器工业集团信息中心中国商飞研究院中航工业成都飞机设计研究所北京神舟航天软件技术有限公司海尔卡奥斯物联生态科技有限公司用友网络科技股份有限公司江苏徐工信息技术股份有限公司航天云网科技发展有限责任公司富士康工业互联网 瀚云科技有限公司台达智能科技（北京）有限公司格创东智（深圳）有限公司南京维拓科技股份有限公司天津开发区精诺瀚海数据科技有限公司北京理工大学北京大学华为技术有限公司浙江省智能制造专家委员会 北京亚控科技发展有限公司清华大学河北工业大学鼎捷软件股份有限公司北京研华兴业电子科技有限公司 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 VI 中天科技股份有限公司北京优也信息科技有限公司朗坤智慧科技股份有限公司北北京兰光创新科技有限公司北京工业互联网技术创新与产业发展联盟中关村科创智慧军工产业技术创新战略联盟联合智造(北京)科技发展有限公司广州中望龙腾软件股份有限公司北京凯尔京能源环保科技有限责任公司 编写人员何强田洪川王振华赵翰林周彦飞班帅帅张俊明周培筠王雪张丽静袁琦杨宝刚李南张吕炯刘晶曹哲铭王逢春卞孟春刘锋武存宇田宇潇高子和金风明王焕何渝君丁亮梁继超李玉松田志争蒋剑张玮艳崔裕曲宗福王琪朱晓燃 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 VII 前言目的本白皮书旨在描述清楚工业APP是什么，厘清工业APP与其他相关概念的关系；从工业APP开发、应用与生态建设等方面描述工业APP的发展现状和路径，促进百万工业APP培育工程实施落地，推动工业APP在企业中应用落地，促进工业APP生态建设。阅读对象与适用范围本白皮书适用于工业APP生态的各个主体，包括：各级政府、工业企 业、平台企业、一般的社会化人才、高校与科研机构、金融机构。各级政府可以从白皮书中借鉴到如何体系性规划，服务企业并促进经济建设的思路；工业企业可以了解头部企业在工业APP开发、应用、技术转化等方面的经验；平台企业可以从白皮书中归纳分析出自己平台的发展方向与应用推进路径。各主体都能够从本白皮书中找到如何让工业APP应用落地的抓手，推进工业APP生态建设与发展。 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 VIII 目录1工业APP的概念与内涵. 11.1工业APP发展的背景.11.2工业APP的概念.21.2.1工业APP的定义.31.2.2工业APP的内涵.41.2.3工业APP的典型特征.51.3工业APP参考体系架构.71.4概念辨析.10 1.4.1工业APP与消费APP的区别.101.4.2工业APP与工业软件的关系.111.4.3工业APP与平台的关系.151.4.4工业APP、组件、微服务的关系.171.5工业APP的意义与价值.181.6工业APP的分类与标识.201.6.1工业APP分类体系.201.6.2工业APP标识.242工业APP发展概况.262.1工业APP发展与分布状况.26 2.2工业APP体系建设蓬勃发展.282.3离散行业龙头企业基于优势打造行业工业APP体系. 322.4流程行业APP结合行业特点构建APP体系.332.4.1钢铁冶金工业APP发展现状.33 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 IX 2.4.2石油化工行业工业APP发展现状.352.4.3能源电力行业工业APP发展现状.382.5解决方案优势企业深耕领域打造专业化工业APP.392.5.1研发设计解决方案商打造涵盖设计、仿真和分析等APP.392.5.2生产制造解决方案商构建多行业制造领域工业APP.402.5.3运维服务开发商提供设备监控、故障诊断、预测性维护等工业APP. 412.5.4经营管理解决方案商积极打造企业经营管理类专业工业APP.423工业APP开发与发展. 43 3.1工业APP开发技术路径工业技术软件化.433.2工业APP开发技术架构.453.3工业APP开发关键技术.463.3.1便捷化开发技术.463.3.2混合APP开发技术.473.3.3部署运维标准化技术. 483.4工业APP开发趋势.493.4.1线下定制向线上模式转变.493.4.2开发者社区成为工业APP开发主要推动力.493.4.3开源为工业APP提供基础、部署和技术支持. 50 3.4.4工业企业逐渐成为工业APP开发一大主体.503.4.5结合APP所产生的大数据实现应用优化.513.4.6传统工业软件微服务化重构.51 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 X 4工业APP应用与发展. 534.1工业APP应用架构.534.2工业APP应用模式.544.2.1面向高附加值产品的应用模式.544.2.2面向高重复度连续工业改善“1%”应用模式.544.2.3依托工业软件平台和领域APP的知识驱动应用模式.554.2.4特定领域深耕应用模式.564.3工业APP应用推进路径.564.3.1依托共性平台面向行业的应用推进路径.574.3.2依托庞大客户群的应用推进路径.57 4.3.3面向地域特色产业的应用推进路径.584.3.4依托生态的应用推进路径.585工业APP生态体系建设与发展.595.1工业APP生态体系模型.595.2中央政策布局，地方行动跟进.605.3构建企业知识型组织.615.4工业APP的人才培养和开发者社区建设.625.5技术溢出和技术转化.655.6工业APP的标准建设和安全防护.665.7可持续发展商业模式.686工业APP发展存在的问题与建议.70 6.1当前存在的主要问题.706.2建议.73 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 XI 术语.76缩略语表.77参考文献.78 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 1 1工业APP的概念与内涵1.1工业APP发展的背景从发达国家的实践经验看，繁荣的工业软件和工业领域的APP生态体系是通过将工业技术知识与最佳工程实践转化为工业应用软件的过程实现的。图1-1揭示了工业发展与IT进程带来的工业软件与工业APP生态发展。 图 1-1工业发展与IT进程带来的工业软件与工业APP生态发展以美国NASA、波音公司、洛克希德等装备和航空航天公司为代表企业，深知工业软件的价值，积极探索和应用新的信息化体系，同时进行大规模开发和使用工业领域APP，并在长期应用过程中取得了大量收益。美欧等国际领军企业围绕“智能机器+云平台+APP”功能架构，整合“平台提供商+应用开发者+海量用户”等生态资源，抢占工业数据入口主导权、培育海量开发者、提升用户粘性，不断建立、巩固和强化以平台为载体、以数据为驱动的工业智能化新优势，抢占新工业革命的制高点。 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 2 例如美国GE公司围绕构建航空发动机、大型医疗设备等高端装备产品的全生命周期管理服务体系，面向全球用户提供应用开发环境以及各类应用和服务，构建以开发者平台和APP为核心的产业生态体系。提供涵盖医疗、发动机、核电、石油化工等设备资产管理等领域超过150种APP应用。日本东京风电公司基于这些应用提高发电量2%。以西门子、博世、ABB等为代表大型制造业企业和APP解决方案提供商，依据工业4.0的体系标准，结合实际应用需求，研发、推广各类工业APP，加快实现工业4.0体系建设。例如西门子以MindSphere为契机，封装工业领域APP，切入工业数字化服务领域。通过MindSphere，实现一体化工厂管理理念，涵盖工厂生命周期各环节，提供一体化数据模型解决方案。在2017年4月24日举办的汉诺威工业博览会上，西门子展示了自 身及其合作伙伴开发的约50种APP，包括预测维护、流程优化、零部件监控等工业领域的各种应用。ABB将其面向20多个工业领域的自动化设备数据采集能耗优化等180余项工业解决方案向Ability平台迁移。PTC提出“平台+APPs+生态”布局，ThingWorx平台包含针对制造企业研发、制造、服务各领域的标准APP套件。如针对研发领域的Navigate，针对制造领域的ManufacturingApps、OperatorAdvisor，以及针对服务领域的AssetAdvisor等。提供按行业划分的APP，有基于离散型制造业，比如数字化工厂套件；有基于流程行业，比如某些饮料提供商或者资料提供商的生产线或设备监控等。同时，在ThingWorxAPP市场MarketPlace中有超过600个APP覆盖不同行业和功能领域，帮助客户快速开发与部署工业互联网解决方案。 1.2工业APP的概念在工业APP概念出现之前，消费领域和移动互联网领域已经有很多的APP；在工业领域，GE等国外工业巨头已将APP概念引入到工业领域。随着我国两化融合的深入，工业互联网等新技术的出现，企业需要通过持 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 3 续积累沉淀工业技术知识以获得创新能力，共享共用需求持续凸显，在工业技术知识与信息技术（尤其是软件技术）之间，需要有一个两方融合的载体，于是“工业技术软件化”理念被提出，在此理念的推动下，借鉴消费领域以及国外工业领域的实践，工业APP概念被正式提出。1.2.1工业APP的定义什么是工业APP呢？本白皮书集合工业应用方、平台方、工业软件企业、高校与科研机构等多方视角和观点，给出了以下工业APP定义。工业APP是基于松耦合、组件化、可重构、可重用思想，面向特定工业场景，解决具体的工业问题，基于平台的技术引擎、资源、模型和业务组件，将工业机理、技术、知识、算法与最佳工程实践按照系统化组织、 模型化表达、可视化交互、场景化应用、生态化演进原则而形成的应用程序，是工业软件发展的一种新形态。工业APP所依托的平台，可以是工业互联网平台、公有云或私有云平台，也可以是大型工业软件平台，还可以是通用的操作系统平台（包括用于工业领域的移动端操作系统、通用计算机操作系统、工业操作系统和工业软件操作系统等）。工业APP是为了解决特定的具体问题、满足特定的具体需要而将实践证明可行和可信的工业技术知识封装固化后所形成的一种工业应用程序。工业APP只解决具体的工业问题，而不是抽象后的问题。例如，齿轮设计APP只针对某种类型的齿轮设计问题，而不是将齿轮设计抽象成面向一般 几何体设计的点、线、面、体、布尔运算等设计问题。而后者是一般工业软件解决的问题。工业APP可以让工业技术经验与知识得到更好的保护与传承、更快地运转、更大规模地应用，从而放大工业技术的效应，推动工业知识的沉淀、复用和重构。 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 4 工业APP是一种特殊的工业应用程序，是可运行的工业技术知识的载体，工业APP中承载了解决特定问题的具体业务场景、流程、数据与数据流、经验、算法、知识等工业技术要素，工业APP承载这些技术要素，每一个工业APP都是一些具体工业技术与知识要素的集合与载体。1.2.2工业APP的内涵1）工业APP开发的三类主体工业APP开发包含三类主体：IT人、工业人、数据科学家。工业人与IT人是两类传统的主体。新技术条件下，工业APP开发的主体将越来越向工业人倾斜，工业人利用各种低代码化手段快速将自身所掌握的工业技术知识开发成工业APP。 随着大数据技术的应用与发展，数据科学家基于对海量工业数据的处理分析和数据建模，形成数据驱动的工业软件，成为一种新的开发主体。2）工业APP承载的六类工业技术知识对象工业APP是一种承载特定工业技术知识的软件形式的载体，其所承载的客体对象包括以下几类工业技术知识：（1）各种基本原理、工业机理、数学表达式、得到验证的经验公式；（2）业务逻辑（包括产品设计逻辑、CAD建模逻辑、CAE仿真分析逻辑、制造过程逻辑、运行使用逻辑、经营管理逻辑等业务逻辑）；（3）数据对象模型、数据交换逻辑； （4）领域机理知识（包括工业领域航空、航天、汽车、能源、电子、冶金、化工、轨道交通等行业原理与机理知识，机械、电子、液压、控制、热、流体、电磁、光学、材料等专业知识，车、铣、刨、磨、镗、热、表、铸、锻、焊等工艺制造领域的知识，人-机-料-法-环、配方、配料、工艺过程与工艺参数知识，以及故障、失效等模型，还可以是人对设备操作与运 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 5 行的逻辑、经验与数据，企业经营管理基本原理、知识与经验等）；（5）数据建模模型（经过机器学习和验证的设备健康预测模型、大数据算法模型、人工智能算法模型、优化算法模型等）；（6）人机交互。1.2.3工业APP的典型特征工业APP借鉴了消费APP方便灵活的特性，又承载了工业技术软件化的理念，作为工业软件的新形态又具有软件的特性，同时依托平台具有生态化的特征。因此工业APP具有六方面典型特征：特定工业技术知识载体；面向特定工业场景的特定适应性；小轻灵，易操作；可解耦/可重构；依托平台；集群化应用等特征。 图 1-2工业APP典型特征1）特定工业技术知识载体工业APP是某一项或某些具体的工业技术知识的软件形态的载体，这是工业APP的本质特征。工业APP所承载的工业技术知识只解决具体的问题，而不是抽象后的问题。正如前面所列举的例子，齿轮设计APP只承载解决某种类型的齿轮设计问题的具体工业技术知识。一般的工业软件虽然也承载工业技术知识，但这些工业技术知识通常是抽象后的通用机理，如几何建模技术与知识，解决的是一大类工业问题。2）特定适应性 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 6 每一个工业APP承载解决某项具体问题的工业技术知识，表达一个或多个特定的功能，解决特定的具体问题，具有典型的特定适应性。例如，某类齿轮设计APP只完成该类型的齿轮设计，更换齿轮类型后就不适用了。3）小轻灵，易操作每一个工业APP只解决某一些或几项具体的问题，功能单一，并且工业APP的开发运行都依托平台的资源，每一个工业APP不需要考虑完整的技术引擎、算法等基础技术要素，因此工业APP的体量相对较小。工业APP是富集的工业技术知识载体，通过知识封装和驱动，让一般人也可以使用专家的知识，通过简便的操作，完成过去需要专家才能完成 的工作。只有这样，工业APP才能广泛地推广使用。4）可解耦/可重构每一个组件化的工业APP，边界明确，接口明确。使得工业APP可以不被紧耦合约束到某一个具体的应用软件中，与其他的应用程序或APP通过接口交互实现松耦合应用。5）依托平台工业APP从概念提出到开发、应用，以及生态的构建与形成，都是基于平台开展的。每一个工业APP只解决特定的具体问题，这就要求工业APP必须具备一个庞大的生态来支撑。生态的建设需要社会化力量共同努力，平台既可以提供工业APP生态快速建设的基础，又可以减少每一个 APP开发过程中重复地进行基础技术开发和基础资源构建，降低工业APP开发的门槛，还可以通过平台来统一规范与标准，实现工业APP的广泛重用。6）集群化应用 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 7 每个工业APP只解决特定问题，对于一些复杂的工业问题，可以通过问题分解将复杂问题变成一系列单一问题，每一个单一问题由对应的工业APP来解决，通过多个边界和接口明确的工业APP按照一定的逻辑与交互接口进行系统性组合，利用工业APP集群可以解决更为复杂的系统性问题。例如，飞行器总体设计APP，将飞行器总体设计分解为数百个小问题，通过超过300个工业APP的集群化组合应用，实现了飞机这个复杂系统的总体设计应用。1.3工业APP参考体系架构工业APP既具有工业属性，也具备软件属性，是工业技术知识与最佳实践的软件形态载体，其核心是工业技术知识，是工业技术与信息技术的融合。图1-3描述了工业APP的参考体系架构。 图 1-3工业APP参考体系架构架构必须全面涵盖和体现所描述对象的特征。工业APP参考架构从开发、应用以及平台三个维度充分体现了工业APP的六方面典型特征。 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 8 工业APP是特定工业技术知识的载体，通过结构化描述、系统化组织、模型化表达、可视化交互等过程，利用IT、OT、DT与工业机理融合形成松耦合业务组件，将特定的工业技术知识软件化，形成针对特定目标和特定工业应用场景的、具有确定边界和接口的松耦合工业APP，因此工业APP具有特定适应性；通过重构/重用和集群化应用，将具有特定适应性的多个工业APP重构和集群化组合解决从产品/设备，到车间、企业以至产业的多层级工业应用，完成产品的研发设计、生产制造、运维服务与经营管理；工业APP依赖平台所提供的技术引擎、技术资源、接口等，甚至是足够数量的工业APP应用生态来完成开发和应用，每一个工业APP都可以利用平台提供的资源，因而小轻灵，知识的富集，尤其是针对特定问题的专业知识的富集，使得解决特定问题的能力突出，操作使用简便。 工业APP参考体系架构涵盖了开发、应用、平台三个维度，开发工业APP的目的为了应用，将工业技术知识更好的应用到工业场景中，平台提供工业APP开发和应用所需要的各种资源，并提供开发-应用-流通等管理支撑。1）工业APP开发维度工业APP的开发过程是将工业技术与信息技术融合的过程，通过工业技术软件化的技术途径实现两者的融合。基于特定工业场景和应用目标，将特定的工业技术知识软件化，通过结构化描述、系统化组织、模型化表达、可视化交互等过程完成软件化过程。工业APP对工业技术与信息技术的融合使得工业APP同时具有工业 属性和软件属性，工业APP承载了特定的工业标准、工业机理、专业领域知识、工业（管理）技术、最佳工程实践以及算法模型等。这些工业技术知识以软件形态得以封装与承载。基于特定的IT架构和IT技术，采用组件化思想，将IT、OT、DT与工业机理融合，开发形成的各种松耦合业务组件，利用工业APP开发环境，通过对松耦合业务组件的组合调用，构建 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 9 面向特定应用场景解决特定问题的工业APP。2）工业应用维度工业APP面向特定工业应用场景，从横向可以应用到产品研发设计、生产制造、运维服务以及经营管理等多工业环节，从业务纵深可以应用于产品/设备-车间-企业-产业等多层级、多工业场景。例如，在产品/设备层级的设计、仿真、验证、设备监控与PHM健康管理；在车间层级的工艺布局、工艺工装、生产管控、远程运维监控、数据采集，以及效率、质量、能耗改善等管理应用；在企业层级的设计制造一体化、资源、计划、排程，以及服务、人、财、物等管理应用；在整个产业层面的云化应用、产业协同、供应链管理、营销等经营管理应用。工业APP在不同层级和不同工业场景中的应用，将根据工业领域的特性不同，形成不同的工业APP应用模 式。具有特定适应性的工业APP之所以能够在多工业环节、多层级、多工业场景应用，是通过工业APP重用、重构以及集群化组合应用方式来实现的。工业APP可以直接重用解决同一类型的具体问题，也可以通过重构、组合以集群化的方式，解决复杂问题，应用于复杂场景。3）平台维度小轻灵的工业APP需要依托平台提供技术引擎、资源、模型、组件、接口，以及相应的管理功能才能实现其开发与工业应用。平台对工业APP的支撑主要体现在开发和工业应用两方面。平台对工业APP开发的支撑体现为：平台提供开发所需要的技术引 擎、接口调用、技术资源、业务组件、模型/算法、标准、以及开发管理。平台对工业APP工业应用的支撑体现为：平台提供工业APP工业应用所需要的技术资源、技术引擎调用、工业软件资源、工业数据资源、接口调用、安全/数据保护、工业APP的流通与共享、评价、权属保护、应 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 10 用管理，同时为工业APP在面向复杂问题和复杂应用场景时组合重构以及集群化组合应用的APP生态。1.4概念辨析工业APP借鉴了消费APP的说法，作为工业软件的一种新形态，具有很多工业软件的属性，但又不同于一般工业软件，工业APP的开发、应用与生态建设都需要依托平台，多种属性的交叉融合容易造成概念混淆。那么，工业APP与消费APP有什么不同，与工业软件、与平台是什么关系呢？1.4.1工业APP与消费APP的区别工业APP借鉴了消费APP的概念，在单纯APP的特征方面，工业APP 在体量小轻灵，易操作、易推广重用等方面充分借鉴了消费APP的特性。但是工业APP与消费APP两者具有明显的区别。表1列举了工业APP与消费APP之间的区别与关系。表 1工业APP与消费APP的区别消费APP工业APP小轻灵，易操作继承小轻灵，易操作特征基于信息交换基于工业机理to C to B用户是消费者（非专业用户）用户是产品设计、生产、经营者（专业用户）服装、食品等消费品工业，工业APP与消费APP分别支撑产业链前 后端，二者需要整合消费APP是基于信息交换的；但是工业APP是必须有机理的。工业应用有因果关系，这些表达因果关系的工业技术知识常常通过机理模型，经验模型、数据模型等等承载，是企业重要的数据资产和核心价值。消费APP针对个人用户（to C），解决个体的通用需求，多应用在流 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 11 通、服务等环节，面对非专业用户，提供流通和服务过程中的流程、信息、资金、评价等应用。举例来说，这些非专业用户可能很会买衣服、穿衣服，但不会设计衣服、生产衣服。工业APP针对企业用户（to B），解决工业问题，多应用在工业产品的研发设计、制造、维修服务与企业经营管理等环节，面对专业用户，提供企业产品设计、制造、维修等专业应用。因此，这些专业用户是设计产品、生产产品的。工业APP承载的也是设计、生产产品等专业领域的工业技术知识。工业APP与消费APP也不是完全没有关系，在某些工业领域，如食品工业、服装加工业等，由于产品的最终用户是一般消费者，通常会将面向用户（一般消费者）的消费APP与面向企业的工业APP打通，形成产 业链上的应用闭环。简单来说，对于工业APP和消费APP的区别，可以看APP所针对的使用对象是终端消费者还是研发生产经营者，通常前者是消费APP，后者是工业APP。1.4.2工业APP与工业软件的关系在工业软件中既包含了传统的工业软件，也包括云化工业软件，还包括工业APP这种新形态的工业软件。工业APP与工业软件是从属关系，两者的关系如图1-4所示。 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 12 图 1-4工业APP与工业软件的关系传统工业软件与工业APP既有区别，两者同时还具有紧密的关系。传统工业软件可以通过云化迁移成为云化工业软件，也可以通过APP化成为工业APP集合。通常情况下，大多数工业APP通常都会依托平台（包括工业互联网平台与云平台）运行，实践中也还有相当一部分工业APP在个人计算机由个人私有，或者依托大型工业软件运行，因此工业APP与云化工业软件有交叉。传统的工业软件可以通过APP化形成工业APP集，而工业APP也可以通过驱动、功能补充、简化使用等多种方式促进传统工业软件的应用，图1-4描述了工业APP从四方面对传统工业的促进作用。1）工业APP与传统工业软件的区别工业APP与传统工业软件在部署方式、工业软件要素完整性、体量及 操作难易程度、解耦以及解决问题的类型等方面存在明显的区别，二者的却别如表2所示。表 2工业APP与传统工业软件的区别工业APP传统工业软件多种部署方式通常本地化安装部署必须依托平台提供的技术引擎、资源、模型等完成开发与运行包含完整工业软件要素，如技术引擎、数据库等小轻灵，易操作体量巨大，操作使用复杂，需要具备某些 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 13 专业领域知识才能使用可以多层次解耦可以分模块运行，不可多层级解耦只解决特定的具体的工业问题解决抽象层次的通用问题传统的工业软件如CAD、CAE、CAM、PLM、ERP、MES等通常本地化安装部署；每一个传统的工业软件都提供完整工业软件要素，如几何引擎、求解器、业务建模引擎、数据库等，每一个传统工业软件都是一个独立的整体，可以不依赖其他平台独立运行；传统工业软件通常体量巨大，操作使用复杂，通常都需要具备某些专业领域知识才能使用；由于所采用的技术架构等原因，传统工业软件通常是紧耦合的，虽然可以分模块运行，但几乎不可多层级解耦；传统工业软件一般解决抽象层次的通用问题，例如，CAD软件提供面向几何建模的高度抽象的功能应用，具有专业领域知 识的使用者可以操作CAD软件用来完成不同种类产品的几何建模与设计。对于工业APP来说，可以有多种部署方式，但是工业APP必须依托平台（包括工业互联网平台、云平台、大型工业软件平台、工业操作系统等）提供的技术引擎、资源、模型等完成开发与运行；由于采用微服务技术架构和组件化技术等，工业APP可以多层次解耦直到基本业务组件为止；工业APP只解决特定的具体的工业问题，体量小，操作使用方便，可以降低使用门槛。2）工业APP与传统工业软件及企业现有信息系统的关系工业APP与传统工业软件虽然存在很大区别，但两者既不互斥，也不相互孤立的。工业APP不是要替代传统工业软件或者企业现有的信息系 统，两者是可以相互促进。传统的工业软件不仅可以通过APP化形成工业APP集，工业APP也可以通过多种方式促进传统工业软件的应用，图1-5描述了工业APP从四方面对传统工业的促进作用知识驱动、简化使用、异构集成、数据挖掘。 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 14 图 1-5工业APP促进传统工业软件应用（1）知识驱动传统工业软件高效率执行任务。工业APP作为针对特定工业场景和问题的富集工业技术知识载体，可以以“知识驱动”的方式高效率地驱动传统工业软件完成特定的任务。工业APP与传统工业软件结合，可以进一步丰富、强化和提升传统工业软件的功能和性能。例如，飞行器总体设计APP可以将过去使用传统工业软件完成飞行器总体布局方案的周期从几周大幅度缩短到几天完成。（2）简化传统工业软件使用。工业APP简化传统工业软件的使用过程与步骤，降低传统工业软件使用的技术门槛。例如，舵机设计APP，采用统一的工作环境，以拨叉的结构设计和有限元分析为例，可以将结构建模的17个步骤与有限元建模16个步骤简化为3步完成；过去传统的软件 使用者必须懂得有限元知识。而通过工业APP，一般设计人员在2分钟内就可以完成结构建模和仿真全部工作。（3）集成整合异构工业软件。使用工业APP打通和集成企业现有的各种异构工业软件之间的集成与数据传递。工业领域中有大量的工业软件应用于不同的工业应用场景和环节，使用工业APP可以帮助打通不同工业软件的数据与逻辑关系，实现异构工业软件、数据与模型的集成。例如，海尔互联工厂从用户定制下单到设计、生产、然后通过物流发货给用户，并提供后续服务的整个过程，使用了订单处理、CAD/CAE、工厂仿真、APS、MES、MRP、设备监控、WMS、SCM等大量不同的工业软件，不 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 15 同工业软件之间需要传递订单信息、计划排程信息、成品数据、物料信息、采购信息、物流信息、成品数据、设备状态信息等大量数据与逻辑，通过工业APP实现互联工厂内的横向打通。（4）数据挖掘深化工业软件应用效果。使用工业APP对工业软件或产线设备所产生的数据进行深度加工，从而优化业务过程。工业数据已经是企业一项越来越重要的资产，如何处理并利用好这些由工业软件或产线设备所产生的数据，是企业要重点面临的课题。使用工业APP可以完成从数据的获取采集、分析处理、优化决策等多方面应用。例如，用友使用工业APP对采购软件所产生的工业数据进行深度挖掘，帮助用户获得更优的采购业务应用效果。1.4.3工业APP与平台的关系 工业APP需要依托平台所提供的技术引擎、计算资源、数据库等基础技术要素完成工业APP的开发与应用。这种分工将技术引擎、计算资源等这些需要长时间高投入的部分下沉到平台，既有利于利用社会化人才资源可以快速实现工业APP开发，避免重复开发和建设基础技术资源；同时，基于平台所提供的资源和统一标准，也有利于工业APP的标准统一，实现广泛重用。此外，平台还提供工业APP在权属、流通、重用、接口调用、资源管理，数据资产处理、存储与保护等方面的功能支撑。从工业应用的角度来看，技术引擎尤其是建模引擎对于工业APP非常关键，工业APP需要对工业对象进行精准描述，但是又不可能每一个APP都自带一个建模引擎，因此，平台提供统一的建模引擎就至关重要。特别是对于产品开发设计环节，由于当前我国在基础领域研究的差距，绝大多 数工业互联网平台都只聚焦于经营管理、生产制造、数据采集、设备监控、能耗管理等领域，不能提供用于产品开发设计的建模引擎，满足不了企业在产品研发设计领域的应用需求。因此，本白皮书中才特别对平台的范围进行扩展，增加了包括大型工业软件平台、工业操作系统平台等内容。 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 16 从世界范围的技术发展趋势看，大型工业软件平台与工业互联网平台将逐渐趋于统一，未来的工业互联网平台将能够提供从研发设计、生产制造、维修服务、经营管理以及跨产业链协同应用的不同技术引擎和技术资源服务。在当前我国的技术条件下，工业互联网平台在边缘层实现设备的接入和数据采集，在平台层实现对不同工业软件与工具软件的整合，通过工业互联网平台整合不同的工业软件和工业数据，让不同形态的工业软件以全新的架构为工业提供基础技术服务，结合特定领域的工业技术知识，利用可视化工业应用开发环境，构建面向产品研发设计、工艺设计与优化、能耗优化、运营管理、设备监控、健康管理、质量管控、供应链协同等不同种类的工业APP。 工业APP在新工业革命中的地位日渐重要，图1-6描述了工业APP在工业互联网平台参考体系架构2.0的定位与重要性。 图 1-6工业互联网平台参考体系架构2.0的工业APP定位工业互联网平台参考体系架构2.0明确了工业APP的关键定位：边缘层是基础，平台层是核心，工业APP应用层是关键，实现最终工业价值。 中国工业技术软件化产业联盟 工业互联网产业联盟 17 工业APP在工业互联网平台中的定位，凸显工业APP在整个工业互联网产业的重要性。平台的特性、性能以及最终价值都会通过工业APP的应用得到体现。工业APP是工业互联产业发展的关键，工业互联网平台最终都会聚焦于工业APP。1.4.4工业APP、组件、微服务的关系在工业APP开发过程中，经常会出现几个关键词，工业APP、组件、微服务，关于工业APP的颗粒度、工业APP与微服务的关系等等问题一直困扰着大家。从工业APP的开发与技术实现的角度来看，工业APP开发至少包含图3-1所示的三个层次。 图 1-7工业APP开发与实现的三层要素第一层是IT实现层。包括传统的SOA、CORBA、COM+等技术，以及微服务技术架构。IT实现层主要关注各种IT实现技术，是IT技术的集中汇聚与应用。第二层是工业技术与信息技术融合的组件层。这是工业APP开发的关键，体现了IT技术与运行技术（OT）、数据技术（DT）、工业机理的融合，组件层的开发需要既懂得工业技术、又懂IT技术的人来完成。组件层也是 中国工业技术软件化产业联盟