supET：打造共生型工业互联网平台生态.pdf

supET - 打造共生型工业互联网平台生态阿里云研究中心 白皮书 系列前言结束语CONTENTS第二章 平台定位与建设的七大原则- 12第一章 工业互联网平台的前世今生- 07/ 五大挑战/ 五大认知误区第三章 supET - 打造共生型工业互联网平台生态- 13/ 三大核心工业PaaS/ 三驾马车驱动平台创新第四章 平台未来探索 - 生态、金融、区块链- 25/ 工业互联网+阿里生态 - 解决平台流量焦虑/ 工业互联网+金融 - 让中小微企业不再为贷款发愁/ 工业互联网+区块链 - 探索新型生产关系的构建前言2009年，阿里巴巴开始自主研发飞天操作系统，云计算开始进入中国制造企业的视野；2013年，淘工厂平台成立，借助大数据与算法成功实现上万家工厂与客户间精准贸易对接，展示了C2M的制造新范式；2017年，阿里云工业大脑问世，并利用工业智能技术为协鑫光伏带来1%的生产良率提升；2018年，阿里云工业IoT平台已与近200家合作伙伴达成合作协议，可支持多达500种工业设备的互联；同年，工业大脑开放平台发布，开放3大行业知识图谱、19个业务模型、以及20多个行业算法模型，不懂代码的工程师第一次可以独立开发企业专属的工业智能应用。这一座座里程碑看似不相关联，且都按照各自的节奏发展, 但当这些不同的故事线拼接在一起，我们依稀看到了一个带有中国特色的工业互联网平台的雏形，从中可以找到构建平台的关键要素 连接、数据、洞察以及服务。然而，这还仅仅是一个雏形。工业互联网平台绝非是一个冰冷的技术堆砌，而是一个“有机生命体”，是不稳定的、多变的、并且是模糊化的，且需要不断的新陈代谢。平台得以持续发展与壮大，核心在于“协作、赋能与共生”。当平台上成千上万的组织、单元聚合在一起，共享资源、相互吸引、相互补充，形成集体智慧与利益共同体，平台才得以繁荣，同时个体利益也才能得到满足。正是在这样一个背景下，2018年4月，阿里云牵头联合浙江中控和之江实验室等，启动supET工业互联网平台建设，旨在构筑包容、共赢、开放、协作的工业互联网平台生态，推动云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术与工业的融合，为各行各业的企业提供普惠的、一站式的数字化、网络化、智能化服务，助推中国制造业转型升级。工业互联网平台的前世今生 工业互联网平台的前世今生第一章：工业互联网平台的前世今生来源： 阿里云研究中心图1: 工业互联网平台成熟度曲线来源： 阿里云研究中心图2: 工业互联网平台的飞轮效应07 08探究工业互联网平台得以持续发展的核心，在于实现可盈利的规模化商业，商业化逻辑是实现供给侧与需求侧的大规模精准对接，商业增长的计算公式可总结为流量*转化率*复购率，三者间相互作用，形成飞轮效应。而当前平台普遍遇到的问题一是缺流量，营销与推广方式缺乏有效性、线上与线下服务难以相互引流，平台访问量低，活跃度差；二是仅有的流量缺少购买服务的驱动力，平台上难有能够解决客户核心诉求的爆款工业应用；三是平台服务粘性不足，缺少模式创新，传统项目制做法难以捕捉重复的，经常性平台收入，且获取成本高。正面的飞轮效应加速平台指数级扩张，而负面的飞轮效应则让平台沦为一滩死水。(如图2)五大挑战2018年8月2日，苹果公司盘中市值首次破万亿美元，超过埃克森美孚、宝洁和AT&T市值总和。时隔一月，亚马逊一越成为全球第二家市值过万亿美元的公司。同时，微软、谷歌、脸书、阿里、腾讯五家公司近年来也常占据全球十大市值公司的五席。这七家公司的成长经历虽然各不相同，但都被打上了相同的标签 互联网平台型公司。“平台” 作为过去几年最为高频的热词风靡全球。各行各业的企业都渴望成为平台型公司，渴望借助平台的网络效应获得巨大经济效益，其中包括一家百年的工业巨头 - GE。2014年，GE推出了全球首个工业互联网开放平台“Predix”, 展示了 “工业+互联网”所释放的1%的威力。越来越多的工业龙头企业、互联网企业、信息技术企业紧随其后，积极探索工业互联网平台的路径与模式。据咨询机构IoT Analytics统计，全球上规模的工业互联网平台就多达150家。在中国，工业互联网平台发展同样呈燎原之势，涌现出许多不同形式的平台以及创新服务。与此同时，工业互联网被上升到国家战略高度。从2017年11月，国务院发布的关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见，到今年3月工信部的工业互联网平台建设及推广工程实施指南再到6月发布的 工业互联网发展行动计划，发展工业互联网平台被视为中国制造业转型升级的重要抓手, 为中国制造业提供了绝佳的“弯道超车”的机会。但不可否认的是，经历过去几年的繁荣发展，工业互联网平台也正进入到瓶颈期。纵观各大平台，绝大多数离预期的规模化存在很大落差，平台自身造血能力不足，多是靠关联企业与政府输血，真正的商业化运作与盈利遥遥无期。（如图1），时间预期萌芽期过热期成熟期现在瓶颈期流量复购率 转化率平台数字化增长工业互联网平台的前世今生 工业互联网平台的前世今生09 10五大认知误区探究导致负面飞轮效应的背后原因，可总结为五个方面：/ 重供给、弱需求单纯从供给侧角度进行平台建设，先“盖房子”，再招揽生意，并非以客户实际需求为导向；盲目追求平台的大而全，精耕细作能力不足；只看到客户表象上的的共性需求，却忽视垂直行业的差异化与个性化诉求，没有从客户真实的应用场景出发；此外，平台过度依赖企业自身的存量业务与存量客户跨平台、跨领域服务能力不足，难以吸引跨行业用户上平台、用平台。/ 平台生态脆弱工业互联网平台不是简单的技术叠加，而是一个巨大的“有机生命体”，包括数据采集商、软件开发商、系统集成商、大数据专家以及制造企业在内的大大小小的组织。任何一个组织都无法独立生存，组织之间只有积极的交互协作、感染与赋能，才能形成网络效应。而当前绝大多数平台在生态建设上投入不足，组织间的“责、权、利”不平衡，在商业模式，合作机制与利益分配上存在设计缺陷，这就导致各组织难以共享相同的价值、愿景与目标，上平台的动能没有得到有效激发。 / 数据破壁难中国制造业异构设备、异构系统问题严重。设备陈旧难以连接，大部分进口设备通信协议不通，多类应用协议长期并存，兼容难度大。数据采集精度差数据集成和互操作困难。这些问题造成高昂的数字化改造成本，大大降低了企业，尤其是中小企业的投入意愿。/ 知识数字化能力不足中国制造业数据的拥有量与知识转化能力存在巨大的落差。工业大数据专家算法专家缺口严重，数据分析能力严重不足。大量的工业技术、知识、经验无法得到沉淀与复制。而少数掌握核心工业机理知识与工业大数据技术的企业，由于缺乏商业利益驱动，知识付费服务模式不清晰，缺少变现途径，难以做到知识的规模化共享。/ 核心工业软件空白，、平台的活跃度取决于各类工业应用的丰富性与专业性。然而，中国在设计、研发、生产、供应链等环节的核心工业软件严重匮乏，90%以上的核心工业软件都要依赖进口，工业知识的软件化积累远远不够，现象级的SaaS化工业应用更是无从谈起。此外，当前中国的工业APP严重缺乏，且并未真正触及工业生产制造核心领域，基于工业PaaS平台开发的工业APP以及微服务更是屈指可数，严重影响广大中小企业上平台、用平台的积极性。工业互联网平台是工业时代与互联网时代交汇产生的新物种，缺少借鉴经验只能摸着石头过河，在实践中探索，因此挫折在所难免。对平台的正确认知有助已经上路以及即将上路的企业少走弯路，减少平台建设过程中的风险与不确定性。以下归纳了5点常见的平台认知误区：/ 不是竞争关系，而是合作共生工业时代的游戏规则是竞争，物尽天择、弱肉强食，企业间相互厮杀，胜者为王。而互联网时代的取胜之道则在于共生。共生并不否定冲突与分歧的存在，但它在更大程度上强调平台间、组织间、独立单元间的相互理解与尊重共生包括三层含义，即共享、共创与共赢。不同平台间，以及平台上的所有成员互为开放、相互吸引、跨界合作。每一位成员都可将生态中的其它资源与智慧为我所用，共同寻找广阔的生长空间，并创造新的客户需求。 / 不只是物物连接平台，而是全域服务平台工业互联网平台不应局限于基于工业PaaS之上的物物连接平台。中国90%的制造企业为中小企业，设备连接与数据采集能力基础薄弱，难以达到工业PaaS操作系统要求的“高配置”，高昂的连接成本更是让企业望而生畏。当前阶段，中小微企业迫切需要解决的是生存问题，而以人为本的贸易撮合与供需匹配的工业服务平台对相当一部分中小企微业更为止渴。同时，通过客户驱动的人人连接拉动工厂端的物物连接，从时间、成本与风险的控制上更合理，收效也更为明显。/ 不是先寻求全行业共性，而是先深耕细分行业差异化。工业互联网平台的前世今生 平台定位与建设的七大原则11 12消费互联网是做人的连接，人类的本性决定更容易做到求同存异，发现共性因此消费互联网平台的路径设计往往先横向找共性，再纵向满足差异化。而工业互联网环境异常复杂，制造业有500多个细分行业，不同业务场景与工业机理的复杂性与巨大差异性，决定了企业在发展工业互联网平台过程中，必须要先学会自我约束，先专注深耕垂直领域的个性化与差异化，才有可能在跨领域间寻求共性需求，提供相对通用的行业解决方案与服务。/ 不是信息化转型，而是企业的全方位数字化转型平台建设的最大挑战不是数字技术本身，而是打破传统的认知边界，探索背后真正驱动变化的原因。GE Predix平台的滑铁卢表明，由IT部门/CIO主导的工业互联网平台往往会导致“重IT、轻业务”，信息化技术与业务“貌合神离”。不仅如此，企业组织、文化、领导力、业务流程、商业模式、冲突管理以及人才培养都是影响平台搭建的“关键参数”，只有企业一把手领导的跨业务数字化转型团队才能成功做到关键参数的整合、优化与重构，并有能力打破长期维持的组织状态与思维惯性，发展出一套区别以往的平台战略逻辑。/ 工业安全不是掣肘，而是上平台、用平台的动力2011年，伊朗核电站的工业控制系统遭受“震网病毒”攻击，核设施受到严重威胁；2016年，乌克兰电力公司的网络系统遭到黑客攻击，导致大规模的停电。2017年，WannaCry蠕虫病毒全面攻陷雷诺、日产等工厂，造成巨大损失。工厂早已不再是与世隔绝的孤岛，物理隔离也绝非世外桃源。如果依然沿用20世纪的工业安全管理技术来应对21世纪的网络攻击手段，无异于以卵击石。而成熟的云平台，拥有完备的安全防护体系，可做到设备层、网络层、主机层、应用层、数据层、运营层的全覆盖，且拥有充足的安全技术人员以及24小时响应的安全运营机制，在面对安全攻击时更有经验。企业需要的只是对企业重要数据做好分级分类，熟悉云平台的安全机制，并加以充分利用，而不是以安全为由，止步不前。 ，第二章：平台定位与建设的七大原则工业互联网平台的定位是利用云计算、物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术打破人、机、物以及服务间的边界，形成产品全生命周期的数字化模型化与数字孪生，并以数据为驱动实现企业的高效运营，以及生产方式和商业模式的创新。同时，依托平台化的运作方式，跨行业、跨区域、跨领域共享制造能力与制造资源，并充分发挥平台的网络协同效应，实现包括研发生产、供应链、服务在内的，全价值链协作以及资源的精准对接。结合国内外工业互联网平台建设的成功经验以及失败的教训，工业互联网平台的建设应当遵从7大关键原则：1、利他共生-平台上的组织、个体在保持独立性的同时，分享共同的愿景、价值观、与行为准则，打造“互信”、“利他”与“共生”的平台文化。2、自主可控-掌握建平台的核心技术能力，做到技术的自主可控是平台得以平稳运转的保障。3、以人为本-平台的目的不单是实现设备的互联，其本质是以人为本，充分释放人的劳动力与创造力，并最终为人服务。4、全生命周期-平台所涉及的业务，不仅限于制造，而是要将设计、研发、制造、营销、服务、金融等环节全部纳入进来，提供覆盖全生命周期的解决方案。5、宏观微观兼顾-平台既要具备从宏观对工业进行全局设计与优化的能力，也要具备对微观的颗粒化业务场景进行线上、线下管控与指导的能力。6、打破边界-既要敬畏制造业自身的运行规律，又要充分发挥“互联网+”的优势 - 开放、共享、包容、灵活，创新，突破传统的认知框架，打破员工技术、组织与行业边界，为客户带来更为极致的服务体验。7、数据智能-以工业数据智能作为平台运转的引擎。以始为终，将工业数据智能作为平台建设的切入点与驱动力，并将工业数据智能普惠化设为平台发展的长期目标。、来源： 阿里云研究中心图3：supET工业互联网平台体系架构supET - 打造共生型工业互联网平台生态 supET - 打造共生型工业互联网平台生态13 14三大核心工业PaaS第三章：supET - 打造共生型工业互联网平台生态本着以上7个平台建设原则，阿里云牵头联合浙江中控、之江实验室等，发挥各自优势，在阿里云飞天操作系统、ET工业大脑、工业IoT和中控工业控制与数据系统的基础上，联合打造面向企业的supET工业互联网平台。该平台旨在打造一个跨行业、跨领域的工业互联网平台生态，以工业智能为抓手，依托生态中的合作伙伴，为制造业企业提供一站式的数字化、网络化、智能化服务，促进工业互联网与消费互联网融通发展，推动新一代信息技术与实体经济深度融合。（如图3）supET工业互联网平台基于阿里云自主研发的基础技术，提供面向工业领域的三项核心平台服务能力。/ 工业物联网平台 - 实现云、边、端一体化管理阿里云工业物联网平台技术路线是通过工业IoT技术手段采集工厂各种设施（包括自动化系统、仪器仪表、数控机床、工程机械、纺织设备等）的数据在云端构建工业通用业务服务平台、大数据平台，再利用人工智能算法+工业机理模型对工业大数据进行分析，形成算法优化结果，最后通过工业IoT技术反馈到工厂设施，实时优化生产过程。平台有着灵活、易用、高效的技术特点。1、在云边端协同服务能力方面，supET平台提供了涵盖从设备端、人机交互平台、边缘计算平台、云平台到大数据平台各层次全面的基础能力，为不同技术领域的合作伙伴提供关键的能力支撑，并通过灵活的架构适应不同的平台技术需求, 降低企业数字化转型的技术门槛。2、在全链路一站式开发能力上，supET平台提供一站式的开发能力，软硬件开发商与系统集成商可以在平台上进行设备端、前端、服务端及移动App的开发，除了提供包括开发框架、SDK等高级编程能力，还提供包括可视化编程、服务编排、流式计算等易用的开发能力，甚至可以通过最简单的拖拽和配置实现业务的开发。/ ET工业大脑开放平台 - 杀手级应用的孵化器阿里云于2017年开始工业智能方面的探索，尝试通过将过去18年在电商行业累计的的大数据/人工智能经验与工业领域的专家经验结合，形成新的认知与洞察，帮助企业创建一个无忧的生产环境。得益于在光伏、橡胶、电力、化工、钢铁等数十个行业的经验积累、沉淀，阿里云于2018年8月，正式推出了ET工业大脑开放平台，旨在以众智、众创的形式，加速工业智能的规模化开发，并降低其使用门槛，让每一家制造企业都能用得起、用得好。ET工业大脑开放平台定位为开放式的“共享厨房”，承担厨房（数据工厂）、厨具（算法工厂）与配菜（AI创作间）三项职能（如图4），石化N个行业级区域级平台阿里生态汽车 电子 橡胶 光伏 钢铁 电力 其他一个基础性平台应用服务 （SaaS、API、APP等） PaaS服务 （通用PaaS、工业PaaS）IaaS服务 （云计算） 边缘服务 （物联网、边缘计算）数据采集商 数据开发商 算法开发商 软件开发商 解决方案商 系统集成商supET - 打造共生型工业互联网平台生态 supET - 打造共生型工业互联网平台生态15 16三驾马车驱动平台创新/ 1+N平台体系 从竞争走向共生制造的行业属性、地域属性、产业链属性以及产业集群性等特征决定了中国工业互联网平台发展必将是多元化的，而绝非少数寡头垄断绝大部分平台资来源： 阿里云研究中心图4：ET工业大脑开放平台API 服务总线AI创作间数据工厂ET工业大脑开放平台行业知识图谱 x 行业算法模型光伏 化工 电力 橡胶 电子 钢铁 水泥行业云平台数据上云 数据治理 智能标签 数据价值算法工厂算法管理平台 基础算法库赋能 沉淀普惠工业龙头企业 垂直行业中小企业CA B D E1 2 31、厨房（数据工厂） - 负责存储与管理来自不同渠道的食材(数据)。包括 来自生产设备、仪器仪表、工业软件、图像、语音与视频的数据，甚至是来 自外部的电商数据与天气数据都可被有序的、实时的存放在数据工厂中。根据数据不同的特性与用途进行统一管理，确保数据的全量、干净、与标准，以备随时的数据调用与上传。 2、厨具（算法工厂） - 食材的加工与烹饪离不开高质量的厨具。算法工厂的作用是为算法提供各种工具上的支持，包括提供数据格式和数据接入的管理，支持接入多种计算平台的通用算法，对算法进行版本的管理、定义算法所能使用 的数据范围、资源范围和场景等。 3、配菜（AI创作间） - AI创作间负责配菜，提高烹饪效率。创作间中，数据与算法可以用业务化的语言进行表达。依托丰富的行业知识图谱与算法模型，即便是不会写代码的工程师，也可在此基础上开发出企业专属的智能算法与应用。有了开放的工业智能平台，一方面，有能力的行业龙头企业与软件服务商，无须浪费大量精力在无法直接产生业务价值的数据管理环节上，而是可以借助算法平台，聚焦企业核心的业务与场景诉求的智能应用开发。 另一方面，持续的行业经验与行业智能应用的沉淀可增加平台的深度与厚度，更好地满足广大中小企业多样的业务诉求。 / 工业APP运营服务平台 - 一站式的工业APP开发、集成、托管与运维工业APP运营服务平台，为物联网应用提供从生产、销售、部署到运维等环节的全周期一站式托管服务， 实现物联网应用线上低成本快速交易和部署，帮助传统信息化厂商转型物联网应用提供商触达更多客户，同时也让更多中小企业能够用得起和用得好物联网应用，促进物联网应用普及。1、应用托管通过打包和可视化配置操作工具，可以实现传统软件应用打包托管到应用托管分发平台，并支持软件应用零成本的自动部署到公共云、专有云和边缘设备当中，免除了以往信息化厂商自行购买服务器等资源，以及“一客一部署的成本。 2、集成运维通过集成工作台提供包含硬件安装、监控运维等丰富的实施运维工具，在物联网项目落地实施环节极大地降低软硬件实施成本和技术难度，支持传统IT本地渠道服务商转型物联网应用集成服务商，有渠道代理更多更好的物联网应用，并低成本的为客户提供软硬件部署和长期运维服务。3、应用交易通过阿里云构建的完整交易部署体系，托管的工业应用可以在supET平台上自由地交易与分发，跨行业、跨区域、跨领域的触达广大的制造企业用户。”17 18来源： 阿里云研究中心图5: supET“1+N”平台体系supET - 打造共生型工业互联网平台生态 supET - 打造共生型工业互联网平台生态01010101010101010110101010101010101001010101010101010101010101010101010101010101101010101010100101010101010101011010101010101010100101010101010101011010101010101010100101010101010101011010101010101010100101010101010101101010101010101001010101010101010110101010101010101001010101010101010110101010101010101001010101010101011010101010101010010101010101010101101010101010101010 01010101010101010110101010101010101001010101010101010110101010101010101001010101010101010110101010101010101001010101010101011010101010101010010101010101010101101010101010101010010101010101010101101010101010101010N个行业级区域级平台一个基础性平台能力共享 知识路由 数据广场钢铁电子服装汽车机械化工轴承其他型、工业机理模型在内的基础共性能力，前线的N个平台可以轻装上阵，无需耗费大量精力做重复性的基础能力建设，而是可以更加专注客户服务体验的打磨、业务场景应用的开发、与商业模式的创新。同时，N个平台的工业机理知识、微服务与行业算法等可源源不断地沉淀到中台，中台可以将其抽象成更多的通用算法与数据模型，让自身的厚度与广度指数级增加，以更好地支撑前端平台业务应用的开发与创新。知识路由平台 平台的本质是工业知识的分享与流动，supET扮演的是知识路由的角色。得益于平台零边际成本与无限触达的能力, 再小众的行业平台也有机会接触到广阔的市场，同时主流的大众行业平台也有能力化身为小微平台，触达广大中小企业。依托“1+N”模式，N个垂直行业平台可以跨出自身的市场局限，将自己的知识以SaaS化、APP化或是微服务的方式做更多跨平台的分发与交易，大大提升知识的商业化与变现能力；另一方面，前端垂直平台依托supET平台,可引入更多跨界的资源、经验与最佳实践，将其它平台的知识化为己用，升级、迭代平台自身能力。数据广场supET平台的“1”还可有效打破平台间数据阻隔的壁垒，推动平台间数据开放与共享。supET作为国家级的工业互联网平台，可以保障数据不被滥用数据隐私不被侵犯，有效缓解平台之间的数据信任危机。未来区块链的应用更将为平台安全多上一道保险。supET平台就像一座公共数据广场，垂直平台可以在广场上彼此开放数据。数据的交叉分享可以让数据价值倍增。通过将新维度的数据对现有数据进行补充、比对或是关联，有助前端平台对数据做二次开发，进一步发现新的认知、业务场景与解决方案。/ 数据智能，打穿消费互联网与工业互联网的任督二脉中小微企业在经济发展过程中起着至关重要的作用，贡献了全国80%的就业, 70%左右的专利发明, 60%以上的GDP，和50%以上的税收，但这些企业却没有得到应有的重视。供需不平衡、现金流、工厂数字化水平低等问题成为阻碍企业发展的最大障碍。SupET在平台设计之初便考虑到中小微企业的痛点与核心诉求，确保中小企也能够成为平台的受益主体。、能力共享中台阿里巴巴的“大中台，小前台”的创新组织形式使前线业务更加灵动、敏捷以更好的适应21世纪更复杂、频率更快、更难预测的市场环境。supET中的“1”既扮演工业互联网平台生态中的中台角色，负责整合产品技术和数据能力。依托中台提供的包括数据资源管理、计算存储、机器学习平台、算法模，源。平台发展不应拘泥于形式，它可以是物物连接的工业物联网平台、可以是提供SaaS服务的工业云平台、也可以是供应链协同或是交易平台。平台与平台之间的关系是在合作基础上的竞争。合作的基础是共生, 大大小小不同行业、不同类型与层次的平台，以及围绕在平台周围的服务商与合作伙伴聚合在一起，形成命运共同体，通过跨界合作, 知识的共享与共创，共同创造超出客户需求预期的产品与服务，在更广阔的市场增量空间中寻找机会。 共生的前提是需要一个像水一样的组织生态，它应该是开放的、敏捷的、有弹性的，更重要的是“利它”的。supET平台最大的特点就是采用“1+N”模式打造一个水一样的平台生态。“1+N”模式既联合工业龙头企业、各类服务商打造一个横向的，跨平台的资源与能力共享平台，服务N个行业级、区域级、企业级的工业互联网平台。supET“1+N”模式具体包含三个关键职能（如图5）