2017-2018工业互联网平台研究报告.pdf

工业互联网平台 研究报告（ 2017 - 201 8 ）2017 年 11 月IX 目 录 一、工业互联网平台的内涵 . 1 （一）工业互联网平台发展背景 . 1 （二）工业互联网平台体系架构 . 3 （三）工业互联网平台核心作用 . 5 二、工业互联网平台技术体系 . 7 （一）工业互联网平台七大核心技术交织融合 . 7 （二）平台架构， P a a S 以其开放灵活特性成为主流选择 . 11 （三）应用创新，工业机理与数据科学走向融合 . 13 （四）功能下沉，边缘与云端协同成为平台重要发展方向 . 15 （五）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 . . 17 三、工业互联网平台产业生态 . 19 （一）四类平台企业、五大支撑主体、两类平台用户共同构筑平台产业体系 . . 19 （二）企业从自身优势出发加快平台布局，形成四种路径 . 21 （三 ）开放合作与封闭自建并举，多种方式开展平台构建 . 25 （四）应用创新生态打造已成为平台发展关键 . 26 四、工业互联网平台应用场景 . 29 X （一）平台应用由单点智能向全局智能、由状态监测向复杂分析演进 . . 29 （二）工业互联网平台当前总体应用于四大场景 . 32 五、工业互联网平台发展建议 . 38 （一）充分利用现有成熟技术，快速构建平台 . 38 （二）强化工业知识积累与分析能力，增强平台核心竞争力 38 （三）注重开放创新，打造平台应用生态 . 38 （四）聚焦优势领域，实现平台差异化发展 . 39 （五）构建标准体系，促进互联互通 . 39 （六）确保安全可靠，推动 可信发展 . 40 XI 工业互联网平台介绍及案例目录 航天云网 - I N D I C S 平台 . 43 树根互联 - 根云平台 . . 45 海尔 - C O S M O P l a t 平台 . . 47 中国电信 - C P S 平台 . . 49 华为 - O c e a n C o n n e c t I o T 平台 . 51 和利时 - H i a C l o u d 平台 . 53 用友 - 精智丨用友工业互联网平台 . 55 索为 - S Y S W A R E 平台 . . 57 东方国信 - B I O P 平台 . . 59 中船工业 - 船舶工业智能运营平台 . 61 寄云 - N e u S e e r 平台 . . 63 普奥云 - P r o u d T h i n k 平台 . 65 中国移动 - O n e N E T 平台 . 67 石化盈科 - P r o M A C E 平台 . 69 浪潮 - 浪潮工业互联网平台 . 71 阿里巴巴 - 阿里云 ET 工业大脑平台 . 73 宝信 - 宝信工业互联网平台 . 75 XII 智能云科 - i S E S O L 平台 . 77 美云智数 - M e i C l o u d 平台 . 79 机智云 - G i z w i t s I O T E n t e r p r i s e 平台 . 81 富士康 - B E A C O N 平台 . . 83 GE - P r e d i x 平台 . . 85 PTC - T h i n g W o r x 平台 . . 87 ABB - A B B A b i l i t y 平台 . 89 施耐德 - E c o S t r u x u r e 平台 . 91 西门子 - M i n d S p h e r e 平台 . 93 1 一、工业互联网 平台的 内涵 （一）工业互联网平台发展背景 1. 制造业变革与数字经济发展 实现 历史性交汇 金融危机后， 全球新一轮产业变革蓬勃兴起， 制造业重新成为全球经济 发展 的焦点 。 世界主要发达国家采取了一系列重大举措推动制造业转型升级， 德国依托雄厚的自动化基础，推进工业4 . 0 。 美国 在实施先进制造战略的同时，大力发展工业互联网。法、日、韩、瑞典等国也纷纷推出制造业振兴计划。各国新型制造战略的 核心都是 通过构建新型生产方式与 发展模式，推动传统制造业转型升级， 重塑 制造强国新优势。 与此同时， 数字经济浪潮席卷全球，驱动传统 产业 加速 变革。 特别是以 互联网 为代表的信息通信技术 的发展极大地改变 了 人们的生活 方式，构筑了新的产业体系， 并通过技术和模式 创新 不断 渗透 影响 实体经济 领域 ，为传统产业变革带来巨大机遇 。 伴随制造业变革 与数字经济浪潮交汇 融合， 云计算、物联网、大数据等信息技术与制造技术、 工业知识 的集成创新不断加剧，工业互联网平台应运而生。 2. 制造业 智能化 对平台工具提出新需求 当前制造业正处在由数字化、网络化向智能化发展的重要阶段，其核心是 基于海量工业数据的 全面感知 ， 通过端到端的数据深度集成与建模分析，实现智能化的决策与控制指令，形成 智能2 化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸等新型制造模式 。这一背景下，传统数字化工具已经无法满足需求。 一是 工业数据的爆发式增长需要 新的数据管理工具 。 随着 工业系统由物理空间向信息空间、从可见世界向 不可见世界 延伸，工业数据采集范围不断扩大，数据的类型和规模都 呈指数级增长 ， 需要一个全新数据管理工具，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 。 数据 的丰富为制造企业开展更加 精细化和精准化管理 创造了前提，但 工业 场景高度复杂，行业知识千差万别，传统由少数大型企业驱动的应用创新模式难以满足不同企业的差异化需求，迫切需要一个开放的应用创新载体，通过工业数据、工业知识与平台功能的开放调用，降低应用创新门槛，实现智能化应用的 爆发式增长。三是 新型制造模式需要新的业务交互手段 。 为快速响应市场变化，制造企业间在设计、生产等领域的并行组织与资源协同日益 频繁， 要求 企业 设计、 生产 和 管理 系统都要 更好支持 与其他企业的 业务交互， 这就需要一个新的交互工具，实现不同主体、不同系统间的高效集成 。 海量数据管理、工业应用创新与深度业务协同，是 工业互联网 平台 快速发展的主要驱动力量。 3. 信息技术 加速渗透并 深刻影响制造业发展 模式 新型 信息技术重塑制造业数字化基础 。 云计算为制造企业带来更 灵活 、更经济、更可靠的数据存储和软件运行环境，物联网帮助制造企业有效收集设备 、产线和生产现场 成千上万种不同类3 型的数据， 人工智能强化了制造企业的数据洞察能力，实现智能化的管理和控制，这些都是推动制造企业数字化转型的新基础 。开放 互联网理念变革传统制造模式 。 通过网络化平台组织生产经营活动，制造企业能够实现资源快速整合利用，低成本快速响应市场需求， 催生个性化定制、网络化协同等新模式新业态。 平台经济 不断创新商业模式。 信息 技术与制造技术的融合 带动信息经济、知识经济、分享经济等新经济模式加速向工业领域渗透， 培育增长新动能 。 互联网技术、理念和商业模式成为构建工业互联网平台的重要方式 。 （二）工业互联网平台体系架构 工业互联网平台是面向制造 业数字化、网络化、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 工业云平台 ，包括 边缘 、 平台（工业 P a a S ）、应用 三大 核心 层级 。 可以认为， 工业互联网平台是工业云平台的延伸发展 ，其 本质 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，构建更精准、实时、高效的 数据采集体系 ，建设包括存储、集成、访问、分析、管理 功能 的 使能 平台 ，实现 工业技术、经验、知识模型化、软件化、复用化 ，以 工业 A P P 的形式为制造企业 各类 创新应用，最终 形成资源富集、多方参与、合作共赢、协同演进的制造业生态。 4 图 1 ：工业互联网平台功能架构图 第一层是边缘 ， 通过 大范围 、 深层次 的 数据采集 ， 以及 异构数据的 协议转换 与 边缘 处理 ， 构建 工业互联网平台 的数据 基础 。一是 通过各类通信手段 接入 不同 设备、 系统和 产品 ，采集 海量 数据；二是 依托 协议转换 技术 实现多源异构数据的 归一化 和边缘 集成 ；三 是利用边缘计算设备实现 底层数据的汇聚处理，并实现数据 向 云端平台的集成 。 第二层是 平台 ， 基于 通用 P a a S 叠加 大数 据处理 、 工业数据分析、工业微服务 等 创新 功能 ， 构建可扩展的开放式 云操作系统 。一 是提供 工业数据 管理 能力 ， 将 数据科学与工业机理结合， 帮助制造企业 构建工业数据分析能力，实现 数据 价值挖掘； 二 是把技术、知识、经验等资源固化为可移植、可复用的 工业微服务组件库 ，供开发者调用 ； 三是构建 应用开发环境， 借助微服务组件和边缘层云基础设施（服务器、存储、网络、虚拟化）I a a S 层工业安全防护应用开发（开发工具、微服务框架）工业微服务组件库（工业知识组件、算法组件、原理模型组件）工业大数据系统 （工业数据清洗、管理、分析、可视化等）通用 P a a S 平台资源部署和管理设备管理 资源管理 运维管理 故障恢复工业数据建模和分析（机理建模、机器学习、可视化）设备接入 协议解析 边缘数据处理消费者 供应链 协作企业 开发者应用创新设备状态分析供应链分析能耗分析优化 业务运行设计AP P生产A P P管理AP P服务AP P应用层（工业 S a a S ）平台层（工业 P a a S ）5 工业应用开发工具， 帮助用户快速构建定制化的 工业 A P P 。 第三层是应用 ， 形成满足不同 行业 、 不同 场景 的工业 S a a S 和工业 A P P ， 形成 工业互联网平台 的 最终价值 。 一是提供了设计、生产、管理、服务等一系列创新性业务应用。二是构建了良好的工业 A P P 创新环境， 使 开发者 基于平台数据及微服务功能 实现应用创新。 除此之外，工业互联网平台还包括 I a a S 基础 设施，以及涵盖整个工业系统的安全管理体系，这些构成了工业互联网平台的基础 支撑和重要保障。 泛在 连接、云化服务、 知识积累、应用创新 是 辨识 工业互联网平台的 四大特征 。 一是 泛在连接 ， 具备对设备、 软件、 人员等各类生产要素 数据的 全面 采集 能力 。 二是 云化服务 ， 实现 基于云计算 架构的 海量数据存储 、 管理和计算 。 三是 知识积累 ， 能够提供基于工业知识机理的数据分析能力，并实现知识的固化、积累和复用。 四是 应用创新 ， 能够 调用平台功能及资源，提供开放的工业 A P P 开发环境 ，实现工业 A P P 创新应用。 （三）工业互联网平台核心作用 工业互联网平台 能够有效集成海量工业 设备与系统数据 ，实现 业务与资源的智能管理 ，促进 知识和经验的积累和传承 ，驱动应用和服务 的 开放创新 。可以认为， 工业互联网平台是新型制造系统的数字化神经中枢， 在 制造企业 转型中发挥核心支撑作用 。 当前来看， 工业互联网平台 已成为 企业 智能化 转型重要抓手 。