工业互联网平台应用场景及发展建议Word下载.docx

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（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

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4.0o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，弁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由新需求

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

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、生产等领域的弁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

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PaaS）、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APP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。

消费者

供应链

协作企业

r设备状态分析

开发者

能耗分析优化

工业数据建模和分析

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）

用创新

生产

APP

服务

设计

管理

供应链分析

应用层

【工业SaaS）

（机理建模、机器学习、可视化）

（工业PaaS!

工业大数据系统（工业数据清洗、管理、分析、可视化等）

.用PaaS平台资源部署和管理

资源管理

运维管理

故障恢复

IaaS层

云基础设施（服务器、存储、网络、虚拟化）

边缘层

设备接入

协议解析

边缘数据处理

工业安全防护

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，弁实现数据向云端平台的集成。

第二层是平台，基于通用PaaS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

工业应用开发工具，帮助用户快速构建定制化的工业APPo

第三层是应用，形成满足不同行业、不同场景的工业SaaS和工业APP,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APP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IaaS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，弁实现知识的固化、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APP开发环境，实现工业APP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。

一是帮助企业实现智能化生产和管理。

通过对生产现场“人机料法环”各类数据的全面采集和深度分析，能够发现导致生产瓶颈与产品缺陷的深层次原因，不断提高生产效率及产品质量。

基于现场数据与企业计划资源、运营管理等数据的综合分析，能够实现更精准的供应链管理和财务管理，降低企业运营成本。

二是帮助企业实现生产方式和商业模式创新。

企业通过平台可以实现对产品售后使用环节的数据打通，提供设备健康管理、产品增值服务等新型业务模式，实现从卖产品到卖服务的转变，实现价值提开。

基于平台还可以与用户进行更加充分的交互，了解用户个性化需求，弁有效组织生产资源，依靠个性化产品实现更高利润水平。

止匕外，不同企业还可以基于平台开展信息交互，实现跨企业、跨区域、跨行业的资源和能力集聚，打造更高效的协同设计、协同制造，协同服务体系。

未来，工业互联网平台可能催生新的产业体系。

如同移动互联

网平台创造了应用开发、应用分发、线上线下等一系列新的产业环节和价值，当前工业互联网平台在应用创新、产融结合等方面已显现出类似端倪，未来也有望发展成为一个全新的产业体系，促进形成大众创业、万众创新的多层次发展环境，真正实现“互联网班进制造业”。

二、工业互联网平台应用场景

（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

当前，工业互联网平台在工业系统各层级各环节获得广泛应用,

一是应用覆盖范围不断扩大，从单一设备、单个场景的应用逐步向完整生产系统和管理流程过渡，最后将向产业资源协同组织的全局互联演进。

二是数据分析程度不断加深，从以可视化为主的描述性分析，到基于规则的诊断性分析、基于挖掘建模的预测性分析和基于深度学习的指导性分析。

其中，设备、产品场景相对简单，机理较为明确，已经可以基于平台实现较复杂的智能应用，在航空航天、

工程机械、电力装备等行业形成了工艺参数优化、预测性维护等应用模式；

企业生产与运营管理系统复杂度较高，深度分析面临一定挑战，当前主要对局部流程进行改进提升，在电子信息、钢铁等行业产生供应链管理优化、生产质量优化等应用模式；

产业资源的协同目前还没有成熟的分析优化体系，主要依托平台实现资源的汇聚和供需对接，仅在局部领域实现了协同设计、协同制造等应用模式。

数据分f析深度

应用旭

贲源匹茎腕同

77TllmNuH

碘

耻■工优化

生产流保优化

产提

拜同

设管/工加产品

S9/SH

企业m决策优化

生产过程优化

企决管

4品全生亦质期w理

堂产I!

悭T化

所首逑侠施植言

理优化

产生/资源应用范围

图4工业互联网平台应用阶段视图

总体来看，平台应用还处于初级阶段，以“设备物联S析”或“业务系统互联+分析”的简单场景优化应用为主。

未来平台应用将向深层次演进，将在物联与互联全面打通的基础上实现复杂的分析优化，从而不断推动企业管理流程、组织模式和商业模式创新。

最终，平台将具备全社会资源承载与协同能力，通过全局性要素、全产业链主体的重新组织与优化配置，推动工业生产方式、管理模式和组织架构变革。

1.设备、工艺等单个场景已可以实现基于数据和机理的预测，正步入决策性分析阶段

GE依

工业互联网平台广泛连接设备、装备、产品，基于设备机理模型和产品数据挖掘开展了大量基于规则的故障诊断、工艺参数优化、设备状态趋势预测、部件寿命预测等单点应用，如

托Predix平台，通过构建数字双胞胎实现对航空发动机、燃气轮机等重型装备的健康管理，施耐德基于Ecostruxure平台为罗切斯特医疗中心提供配电设备管理服务，实现电力故障的预测性报警与分析。

随着数据的持续积累与分析方法的不断完善，将形成基于设备数据挖掘的更精准分析模型，弁自主提出指导性优化建议。

目前该趋势已初步显现，例如微软AzureIoT平台为Rolls-

Royce发动机提供基于机器学习的海量数据分析和模型构建，能够在部件即将发生故障时准确预报异常，弁提前介入主动帮助Rolls-Royce规划解决方案。

2.企业管理与流程优化从当前局部改进向系统性提升迈进

工业互联网平台实现了生产现场与企业运营管理、资源调度的协同统一，在此基础上形成面向企业局部的生产过程优化、企业智能管理、供应链管理优化等重点应