九、平台是工业互联网的核心

（一）本质：工业资源优化配置的枢纽

工业互联网平台的本质是一套面向制造业数字化、网络化、智能化的解决方案，这套解决方案与传统方案最本质的区别就是其基于云架构运行，这是需求场景、技术演进、生态构建共同作用的必然结果，其基本的逻辑就是“数据+模型=服务”，就是如何采集制造系统海量数据，把来自机器设备、业务系统、产品模型、生产过程及运行环境的大量数据汇聚到工业PaaS平台上，实现物理世界隐性数据的显性化，实现数据的及时性、完整性、准确性，并将技术、知识、经验和方法以数字化模型的形式沉淀到平台上，形成各种软件化的模型（机理模型、数据分析模型等），基于这些数字化模型对各种数据进行分析、挖掘、展现，以提供产品全生命周期管理、协同研发设计、生产设备优化、产品质量检测、企业运营决策、设备预测性维护等多种多样的服务，从而实现数据—信息—知识—决策的迭代，最终将正确的数据以正确的方式在正确的时间传递给正确的人和机器，优化制造资源配置效率。

从实践上看，当把来自机器设备、业务系统、产品模型、生产过程，以及运行环境中大量数据汇聚到工业 PaaS 平台上，并将技术、知识、经验和方法以数字化模型的形式也沉淀到平台上以后，只需通过调用各种数字化模型与不同数据进行组合、分析、挖掘、展现，就可以快速、高效、灵活地开发出各类工业App，提供全生命周期管理、协同研发设计、生产设备优化、产品质量检测、企业运营决策、设备预测性维护等多种多样的服务。

（二）架构：边缘层、平台层、应用层

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、高效配置的载体。从构成来看，工业互联网平台包含三大要素：边缘接入层（边缘层）、工业PaaS层（平台层）和工业App（应用层）（见图4-3）。边缘层是基础，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。平台层是核心，就是要构建一个可扩展的操作系统，为工业App应用开发提供一个基础平台。应用层是关键，就是要形成满足不同行业、不同场景的应用服务，并以工业App的形式呈现出来。

图4-3 工业互联网平台架构

1.边缘接入是基础

边缘接入的本质是利用泛在感知技术对多源设备、异构系统、运营环境、人等要素信息进行实时高效采集和云端汇聚。数据采集的核心就是要构建一个精准、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，将一部分数据在边缘侧进行处理，这适用于对实时性、短周期数据的快速处理，处理结果将直接返回到机器设备；将另一部分数据传到云端，通过云计算更强大的数据运算能力和更快的处理速度，对非实时、长周期数据进行综合利用分析，从而进一步优化形成决策。

2.工业PaaS是核心

工业 PaaS 的本质是一个可扩展的工业云操作系统，能够实现对软硬件资源和开发工具的接入、控制和管理，为应用开发提供了必要的接口及存储计算、工具资源支持，并为工业应用软件开发提供一个基础平台。当前，工业PaaS建设的总体思路是，通过对通用PaaS平台的深度改造，构造满足工业实时、可靠、安全需求的云平台，采用微服务架构，将大量工业技术原理、行业知识、基础模型规则化、软件化、模块化，并封装为可重复使用的微服务；通过对微服务的灵活调用和配置，降低应用程序开发门槛和开发成本，提高开发、测试、部署效率，为海量开发者汇聚、开放社区建设提供技术支撑和保障。工业PaaS是当前领军企业投入的重点，是平台技术能力的集中体现，也是当前生态竞争的焦点。

3.工业App是关键

工业App主要表现为面向特定工业应用场景，激发全社会资源推动工业技术、经验、知识和最佳实践的模型化、软件化、再封装，用户通过对工业App的调用实现对特定制造资源的优化配置。工业App面临的突出问题是，传统的生产管理软件云化进程缓慢，专业的工业App应用较少，应用开发者数量有限，商业模式尚未形成。工业App发展的总体思路是，一方面，传统的CAx、ERP、MES 等研发设计工具和运营管理软件加快云化改造，基于工业PaaS实现了云端部署、集成与应用，满足企业分布式管理和远程协作的需要；另一方面，围绕多行业、多领域、多场景的云应用需求，大量开发者通过对工业PaaS层微服务的调用、组合、封装和二次开发，形成面向特定行业特定场景的工业App。

（三）类型：基础性、行业性工业互联网平台

基础性工业互联网平台，具备设备接入、软件集成、数据处理等多种能力，汇聚了大量工业数据、模型算法、研发设计等各类资源，通过云接入及云处理技术分散这些积累的资源，对中小企业的资源管理、业务流程、生产过程、供应链管理等环节进行优化，可实现中小企业与外部用户需求、创新资源及生产能力的对接。这类平台能够有效促进产能优化及区域协同，满足市场多元化需求，提供中小企业数字化转型公共服务支撑，是中小企业数字化转型的“发动机”。

行业性工业互联网平台，对工业行业的运行更加熟悉，具有丰富的行业知识，可以构建主要为各类行业服务的丰富应用，这类平台可以不具有基础性的设备接入或软件集成能力，而只具有较强的行业知识和经验即可，不需要发展设备互联、软件集成的能力，重在集中提供行业性的应用服务。大量行业性工业互联网平台可以依存于某个基础性工业互联网平台之上，并进一步联结，形成完善的上下游协同体系，例如，跨行业跨领域综合型工业互联网平台、面向重点行业和区域的特色型工业互联网平台、面向特定技术领域的专业型工业互联网平台。

通过基础性工业互联网平台，可以从缓解融资困境、促进供应链协同等方面助力中小企业发展。一是增强中小企业融资信用。基于基础性工业互联网平台上下游企业的协作共享，在效率提升的同时还可以依托生产经营数据对中小企业进行个性化、精准化“经营画像”，基于生产经营数据增信，打破传统融资以核心大企业为背书的授信习惯，拓宽中小企业融资渠道。二是提升中小企业供应链管理能力，基础性工业互联网平台可以实现平台上企业之间的连接与协同，实现数据共享和协同，提升供应链管理能力，降低库存。例如，下游企业收到订单以后，可以第一时间把所需要的原材料、零配件在上游产业链的各个环节根据订单进行分配，缩短供需对接时间和生产周期，特别是在定制化生产的情况下，能够极大地提高生产效率。

通过行业性工业互联网平台，可以面向具体场景助力中小企业生产能力提升。一是提高设备利用效率，工业互联网平台可以实现生产设备的互联与共享，收集设备的在线率、开机率、作业率等多种指标，计算出机器的整体利用率，基于此类数据并结合现场观察，可以分析不同机器效率不高的原因，且对有些成本高但使用时间少的设备，可以通过共享节约企业的投资，从而在不额外投资的情况下提高企业的生产能力，从而提高企业效益。二是促进中小企业实现设备健康管理，行业性工业互联网平台可以保障生产设备智能运维，基于工业互联网平台，数字化设备可以结合深度数据分析的设备健康管理进行及时维修保养，并通过优化工艺参数提升工序的产品质量，降低次品率或废品率等。三是提升中小企业智能化水平，行业性工业互联网平台通过构建强大的大数据分析能力，可以在积累数据的基础上，构建企业生产运营各领域的各种模型，例如，单台设备的运转优化模型、生产线的协作模型，或者营销模型、成本模型等，并把这些模型做成工业App，供中小企业应用。