工业互联网总体规划设计方案.docx

1、工业互联网总体规划设计方案工业互联网总体规划设计方案2018年8月1 目的和意义为贯彻落实关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见、中国制造2025、关于推动互联网与先进制造业深度融合加快发展工业互联网的实施意见，发挥潍坊市作为国家老工业基地，工业门类齐全、产业基础雄厚的资源优势，以新能源汽车、军民融合、智能装备制造和高新技术等产业为载体，推动标识解析、物联网、工业互联网平台、IPV6等工业互联网关键技术与传统制造业深度融合，推进传统制造业优化升级、深化信息化与工业化融合、夯实智能制造基础，培育新模式新业态，发展数字经济，化产业结构，打造经济发展新动能，全面推动潍坊市工业经济向高

2、质量发展。具体建设意义如下：(一)带动工业企业的的转型升级以”互联网+”的为切入点，落地工业互联网平台及生态应用，设立政府引导基金，以资本为纽带，以技术为驱动，运用平台化手段进行资源整合，帮助传统企业迈向数字化、网络化、智能化，从而推动工业企业转型升级。(二)引导多产业的融合发展以工业互联网平台为抓手，整合互联网行业、工业、金融等不同行业，在政府引导的基础上相互渗透、相互交叉，最终融合为一体，逐步形成新型产业形态的动态发展过程。(三)助力管理能力的升级以平台及大数据为抓手，针对城市“企业痛点、管理难点、当下热点”等问题，构建起一张整合的产业链的数据网络，形成对工业企业精准化指导的大数据创新应用

3、，助力潍坊工业产业迈向数字化管理。(四)推动发展规划统一紧抓工业互联网的风口，规划工业产业与科技产业同时、统一的发展，推动以科技创新为核心的全面创新，通过创新和产业的融合，全面助力潍坊市的转型升级、持续发展。2 规化思路随着工业互联网的崛起，全球工业领域正在进入一个新的创新与变化的时代。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。为推动天津市工业及生产制造企业的转型升级战略，我们建议搭建国资委统一的工业互联网服务平台，利用产业集群的技术优势、规模优势开展工业互联网核心前沿技术联合攻关，打造潍坊市工业互联网应用示范集群，构筑工业互

4、联网产业生态。建设思路如下：一是建设全国领先的工业互联网平台。拟以潍坊当地企业实际需求为出发点，联合行业合作伙伴，在潍坊地区建设国家级工业互联网平台，打造工业互联网产业生态，使其成为潍坊市发展工业互联网和智能制造的重要抓手。以服务当地工业企业为前提，辐射整个山东地区。平台将在食品工业、物流业、纺织业、电子行业、汽车制造业、钢铁、机械加工等行业重点发力，联合企业企业打造工业互联网项目及智能制造项目试点，使其成为潍坊市智能制造重点示范企业。二是打造潍坊市工业互联网平台应用示范集群。依托潍坊工业互联网平台，围绕智能制造重点方向和关键领域，结合当地企业的属性特点，开展装备智能化升级、产品全生命周期管理

5、、工业大数据分析、全球远程运维、高端物流运输、机械设备运营新模式等试点应用。助力试点企业申报国家级智能制造试点示范和专项项目，进而打造工业互联网应用示范集群。三是助力打造智能制造和工业互联网品牌。引入XXX将有力推动国家新型工业化产业示范基地发展，为建设国际智能制造中心提供重要支撑。同时依托XXX规划工业互联网平台创新应用展示中心，对外宣传展示工业互联网平台在研发辅助、市场洞察、远程运维、智能制造、模式创新等方面的应用场景和案例，将成为潍坊市工业互联网产业发展的展示窗口，逐渐形成在智能制造和工业互联网领域的品牌效应。3 规划原则（一）遵循规律，创新驱动。遵循工业演进规律、科技创新规律和企业发展

6、规律，借鉴国际先进经验，建设具有中国特色的工业互联网体系。按照建设现代化经济体系的要求，发挥我国工业体系完备、网络基础坚实、互联网创新活跃的优势，推动互联网和实体经济深度融合，引进培养高端人才，加强科研攻关，实现创新驱动发展。 （二）市场主导，政府引导。发挥市场在资源配置中的决定性作用，更好发挥政府作用。强化企业市场主体地位，激发企业内生动力，推进技术创新、产业突破、平台构建、生态打造。发挥政府在加强规划引导、完善法规标准、保护知识产权、维护市场秩序等方面的作用，营造良好发展环境。 （三）开放发展，安全可靠。把握好安全与发展的辩证关系。发挥工业互联网开放性、交互性优势，促进工业体系开放式发展。

7、推动工业互联网在各产业领域广泛应用，积极开展国际合作。坚持工业互联网安全保障手段同步规划、同步建设、同步运行，提升工业互联网安全防护能力。 （四）系统谋划，统筹推进。做好顶层设计和系统谋划，科学制定、合理规划工业互联网技术路线和发展路径，统筹实现技术研发、产业发展和应用部署良性互动，不同行业、不同发展阶段的企业协同发展，区域布局协调有序。4 规划内容4.1 建设工业互联网创新中心4.1.1 总体架构4.1.2 线下载体工业互联网创新中心通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系，打造人、机、物全面互联的新型网络基础设施，形成智能化发展的新兴业态和应用模式，围绕网络互联、标识解析、工业互联网平台、

8、安全保障等关键共性重大技术以及重点行业和领域需求，重点开展行业领域基础和关键技术研发。通过工业互联网服务中心，一方面持续开展运营业务，有效引导企业上云。4.1.3 线上平台工业互联网平台工业互联网平台应普适制造需求，围绕智能制造和工业互联网重点方向和关键领域，结合区域地工业企业的属性特点。为企业提供包括设备接入、机器通信、边缘计算、工业大数据分析、智能化升级、产品全生命周期管理、全球远程运维等商业模式创新的端到端解决方案，提升企业生产效率，改进产品设计，降低运营成本，推动企业数字化变革，助力传统工业企业转型升级。总体架构图如图所示：根据工业互联网平台体系架构，涵盖边缘层、IaaS层、平台层（也

9、叫工业PaaS层）、应用层（也叫工业SaaS层）以及贯穿上述各层级的安全防护。其中，边缘层、平台层、应用层是工业互联网平台的三大核心层级。 边缘层是基础。在平台的边缘层，对海量设备进行连接和管理，并利用协议转换实现海量工业数据的互联互通和互操作；同时，通过运用边缘计算技术，实现错误数据剔除、数据缓存等预处理以及边缘实时分析，降低网络传输负载和云端计算压力。 平台层是核心。在通用PaaS架构上进行二次开发，实现工业PaaS层的构建，为工业用户提供海量工业数据的管理和分析服务，并能够积累沉淀不同行业、不同领域内技术、知识、经验等资源，实现封装、固化和复用，在开放的开发环境中以工业微服务的形式提供给

10、开发者，用于快速构建定制化工业APP，打造完整、开放的工业操作系统。应用层是关键。通过自主研发或者是引入第三方开发者的方式，平台以云化软件或工业APP形式为用户提供设计、生产、管理、服务等一系列创新性应用服务，实现价值的挖掘和提升。智慧链接：打造丰富工业协议支持让数据处处连接，覆盖各行业的智能硬件终端，组成一站式物联接入服务。不但能采集传统工业设备的数据，亦可采集生产过程和企业运营数据，解决以前工业数据来源单一的问题。智慧大脑：以传统云计算为支撑，打造PB级的工业大数据处理分析能力，为海量、高并发的机器数据提供存储、计算、分析平台能力支撑；基于主流的数据挖掘、机器学习，开展大数据挖掘与分析，建

11、立故障诊断、故障预测、健康评估、质量控制等数据模型，从而构建出强大的工业大脑。智慧运营：平台打造多样化工业SaaS服务，涵盖运行状态监测、异常报警、辅助研发、质量控制、智能诊断、故障预测、健康评估、用户画像运营优化等多种应用。助力商业模式创新，使企业客户在差异化竞争中占据主动优势。4.2 建设服务资源池工业互联网的建设与发展需要使用大量IT资源，为实现资源共享、业务协同的目标，应按照“统一规划、统一建设、统一运营”的原则，统一构建工业互联网服务目录，建设工业互联网服务资源池，统一为政府、企业和公众提供弹性部署、高可靠性、专业高效的工业互联网云服务资源，为工业大数据融合、各类工业创新应用的建设打

12、下坚实基础。主要包括企业生产经营管理、研发设计、生产制造、电商交易、物流管理、供应链金融、咨询规划、感知设施、智能装备等各个环节的服务内容，基于云计算、移动APP等技术手段为企业提供服务。4.2.1 行业平台服务商和产品面向某一行业或某个领域提供行业性、专业性云服务的服务商，集合行业内多个应用，以在线服务的方式，向行业企业、相关组织和公众提供有偿或无偿服务。（一）行业工业互联网平台突破数据集成、平台管理、开发工具、微服务框架、建模分析等关键技术瓶颈，有效整合产品设计、生产工艺、设备运行、运营管理等数据资源，汇聚共享设计能力、生产能力、软件资源、知识模型等制造资源。开展面向不同行业和场景的应用创

13、新，为用户提供包括设备健康维护、生产管理优化、协同设计制造、制造资源租用等各类应用。到2020年实现XX市5个行业的工业互联网平台搭建，到2025年实现XX市10个行业的工业互联网平台搭建。（二）中小企业工业互联网公共服务平台通过搭建面向中小企业的工业互联网公共服务平台加快中小企业工业互联网应用普及。提升中小企业数字化、网络化基础能力，实现中小企业的业务系统向云端迁移，降低数字化、智能化改造成本，依托工业互联网公共服务平台开展供需对接，集成供应链、产业电商、众包众筹等创新型应用，提升社会制造资源配置效率。（三）智能制造公共服务平台 为企业提供智能制造整体解决方案、关键共性技术研发、设备操作维护

14、人才培养、典型案例展示体验、融资租赁、智能制造技术信息查询等一站式服务，推动工业企业加快实施智能制造。（四）智能产品公共服务平台为企业提供产品智能化解决方案、成功实施案例展示、设计/应用开发/大数据分析、开发培训、资源对接等一揽子服务，推动传统工业产品实现智能化。（五）电子商务公共服务平台面向传统行业企业、电子商务企业和社会大众，实现工业供应链交易，带动本地产业经济发展，推动中小企业的产品有效营销，通过电子商务平台提供本地企业工业产品面向全国销售推广，以及仓储物流配送服务。整合电子商务全产业链服务资源，普及电商应用、优化电商配套、促进电子商务产业持续健康发展。（六）大数据精准营销产业公共服务平

15、台为企业在数据采集、存储与计算、挖掘与建模分析等数据处理领域提供专业服务，实现客户数据源的多维深度分析，有效整合和集成优质数据资源，快速提高企业产品的市场占有率与行业竞争力。（七）两化融合公共服务平台为企业在信息化和工业融合过程中提供评估诊断和咨询服务。提供信息化自评估指标体系、评价方法、评估工作流程和分析工具以及两化融合咨询、培训、贯标与评定等全流程服务，帮助企业进行在线评估诊断，推进两化融合建设。（八）工业金融服务平台为有资金需求的企业进行融资项目论证和辅导，为企业投融资项目提供专业咨询意见。以供应链金融、设备融资租赁等方式构建新型金融服务体系，举办金融论坛、金融培训等专项活动，组织创业投

16、资机构、银行、券商、保险、中介等机构与企业对接，提供全方位投融资和金融服务。逐步建立、推广、完善网上金融服务，提供线上线下多元化融资渠道，精简企业融资成本，解决中小微企业融资难、融资贵等难题。4.2.2 应用服务商和产品云平台服务商的生态合作伙伴，包括应用软件开发商、解决方案提供商、系统集成商及其他云服务商，主要帮助各类企业具体实施上云改造项目。咨询规划，面向企业提供智慧工厂、数字化车间、协同设计、协同制造、供应链交易、工业金融等整体解决方案。智慧工厂：是在数字化工厂的基础上，利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务；清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时

17、正确地采集生产线数据，以及合理的生产计划编排与生产进度。并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，帮助企业构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。数字化车间：数字化工厂（DF）以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。包括产品开发数字化、生产准备数字化、制造数字化、管理数字化、营销数字化。协同设计：在一个完整的组织机构共同来完成一个项目，项目的信息和文档从一开始创建时起，就放置到共享平台上，被项目组的所有成员查看和利用，从而完美实现设计流程上下游专业间的“提资”。协同设计平台使

18、各专业设计人员间协同完成一个项目的设计、提交、传阅、校对、审核、批注、会签、互提、变更、发布、出版、归档等工作，真正意义上解决设计企业最核心的设计过程和设计内容管理的难题，从根本上提升设计企业的整体设计效率，为实现设计作品向设计产品的转化提供了可能。供应链交易：借助包括SAP等全球商业网络的优势，打造中国企业直接参与全球供应链交易的“一站式平台”，为B2B跨境交易类型客户提供全套解决方案。工业金融：为企业提供融资租赁、贷款、供应链金融等业务，解决中小企业资金短缺等问题。企业经营管理，提供CRM、ERP、财务管理、人力资源、供应链管理系统（SCM），产品生命周期管理（PLM）、OA等企业管理服务

19、。CRM:利用相应的信息技术以及互联网技术协调企业与顾客间在销售、营销和服务上的交互，从而提升其管理方式，向客户提供创新式的个性化的客户交互和服务的过程。其最终目标是吸引新客户、保留老客户以及将已有客户转为忠实客户，增加市场。系统按照营销的职能体系分为了营销管理、销售管理、售后服务、库存管理四大部分，另外包括工作台、统计分析、工具、系统设置功能。ERP: 将企业所有资源进行整合集成管理，简单的说是将企业的三大流：物流，资金流，信息流进行全面一体化管理的管理信息系统。ERP系统包括以下主要功能：供应链管理、销售与市场、分销、客户服务、财务管理、制造管理、库存管理、工厂与设备维护、人力资源、报表、

20、制造执行系统 (Manufacturing Executive System，MES)、工作流服务和企业信息系统等。此外，还包括金融投资管理、质量管理、运输管理、项目管理、法规与标准和过程控制等补充功能。财务管理：组织企业财务活动，处理财务关系的一项经济管理工作。是企业管理的一部分。财务管理软件的功能模块包括以下部分：财务处理模块、报表处理模块、固定资产核算模块、工资核算模块、其他模块等。人力资源：预测组织人力资源需求并作出人力需求计划、招聘选择人员并进行有效组织、考核绩效支付报酬并进行有效激励、结合组织与个人需要进行有效开发以便实现最优组织绩效的全过程。人力资源软件具体包括的功能有：员工管理

21、、招聘管理、考勤打卡、薪酬管理、社保福利、审批公告、组织权限、统计分析、绩效管理、员工自助等。供应链管理系统（SCM）: 是全方位的企业管理应用软件,可以帮助企业实现整个业务运作的全面自动化。SCM供应链关系管理系统主要分三大块，一是管客户，二是管供应商，三是内部管理。具体功能包括：基础信息的录入，报价的管理， 库存的管理，采购的管理，销售的管理等等。产品生命周期管理（PLM）: 从人们对产品的需求开始，到产品淘汰报废的全部生命历程。PLM是一种先进的企业信息化思想，它让人们思考在激烈的市场竞争中，如何用最有效的方式和手段来为企业增加收入和降低成本。XXPLM产品生命周期管理系统涉及企业的研发

22、项目管理、产品数据管理、工艺设计及管理、设计生产数据一体化等多方面。面向的主要客户有：大型装备制造业、离散机械设备制造企业、高科技及电子设备企业、汽车整车及汽车零部件企业、工程建筑设计企业、化工、日用消费、医药类企业。OA: 通过实现办公自动化，或者说实现数字化办公，可以优化现有的管理组织结构，调整管理体制，在提高效率的基础上，增加协同办公能力，强化决策的一致性 。OA功能模块包括：个人办公、审批流程、公文收发、工作管理、下属任务、知识文档、资产管理等功能。研发设计，包括3D虚拟仿真系统，计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程（CAE），计算机辅助制造（CAM），计算机辅助工艺（CAPP），

23、产品数据管理（PDM），过程套件优化工艺设计，过程工艺模拟软件，设备设计与评级系统，化学制程模拟软件等。3D虚拟仿真系统：是指利用计算机技术生成的一个逼真的，具有视、听、触、味等多种感知的虚拟环境，用户可以通过其自然技能使用各种传感设备同虚拟环境中的实体相互作用的一种技术。3D虚拟仿真是真正意义上用于指导生产的仿真系统，它结合用户业务层功能和数据库数据组建一套完全的仿真系统，可组建B/S、C/S两种架构的应用，可与企业ERP、MIS系统无缝对接，支持SqlServer、Oracle、MySql等主流数据库。从而实现企业利用虚拟平台，实时管理工厂的目的。计算机辅助设计（CAD）: 应用CAD技术

24、起到了提高企业设计效率、优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强设计标准化等作用。CAD具体功能包括：绘制与编辑图形、标注图形尺寸、渲染三维图形、输出与打印图形、数据交换、二次开发等。计算机辅助工程（CAE）: 要把工程（生产）的各个环节有机地组织起来，其关键就是将有关的信息集成，使其产生并存在于工程（产品）的整个生命周期。因此，CAE系统是一个包括了相关人员、技术、经营管理及信息流和物流的有机集成且优化运行的复杂的系统。CAE的功能结构包含计算机辅助工程计划管理、计算机辅助工程设计、计算机辅助工程施工管理及工程文档管理等项。计算机辅助工程计划管理包括工程项目的可行性论证、标书

25、、成本与报价、工程计划进度、各子项工程计划与进度、预决算报告等。计算机辅助施工管理包括工程进度、工程质量、施工安全、施工现场、施工人员、物料供给等方面的管理、控制和调度。计算机辅助制造（CAM）:利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动，即通过直接或间接地把计算机与制造过程和生产设备相联系，用计算机系统进行制造过程的计划、管理以及对生产设备的控制与操作的运行，处理产品制造过程中所需的数据，控制和处理物料(毛坯和零件等)的流动，对产品进行测试和检验等。CAM具体功能包括产品结构描述、工程信息表达、工程信息的传输与转化、信息管理等工作。计算机辅助工艺（CAPP）: 是指借助于计算机软硬

26、件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。借助于CAPP系统，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。CAPP的基本组成包括零件信息的获取、工艺决策、工艺数据库/知识库、人机交互界面、工艺文件的管理/输出。产品数据管理（PDM）: 实施PDM，可以提高生产效率，有利于对产品的全生命周期进行管理，加强对于文档，图纸，数据的高效利用，使工作流程规范化。应用功能包括：通讯与通知、数据传输、数据转换、图像服务、系统管理等。过程套件优化工艺设计：以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函

27、数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。过程工艺模拟软件：针对自动化设备各行业进行专业化的深度定制开发,模拟产品运行过程和运行效果,提供工业设备虚拟运行仿真和监控,提升工业产品竞争力。化学制程模拟软件：是一种广泛应用于化工过程的研究开发，设计，生产过程的控制，优化及技术改造等方面的性能优良的软件。可以自动地把流程模型与工程知识数据库、投资分析、产品优化和其他许多商业流程相结合。主要功能包括：Windows交互性界面、图形向导、EO模型、热力学物性、收敛分析、灵敏度分析、案例研究、数据拟合等。生产制造，包括制造执行系统（MES），制造运行管理（MOM），操作员培训仿真系统（OTS），

28、调度优化系统（ORION），在线优化控制系统（RTO），实验室信息管理系统（LIMS），先进控制系统（APC），无线移动巡检系统，加工环节数字化系统，自动化检测系统，柔性装配系统等服务。制造执行系统（MES）: MES能通过信息的传递，对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行优化的管理，对工厂发生的实时事件，及时作出相应的反应和报告，并用当前准确的数据对进行相应的指导和处理。MES共有11个主要功能模块包括：工序详细调度、资源分配和状态管理、生产单元分配、文档管理、产品跟踪和产品清单管理、性能分析、劳力资源管理、维护管理、过程管理、质量管理、数据采集。制造运行管理（MOM）: 通过协调

29、管理企业的人员、设备、物料和能源等资源，把原材料或零件转化为产品的活动。MOM主要包括四大子系统：生产运行管理子系统、维护运行管理子系统、质量运行管理子系统、库存运行管理子系统。操作员培训仿真系统（OTS）: 具有对过程操作的评分系统,为全面考核学员操作水平提供了可靠的量化工具。OTS包含的功能有：模型选择、冻结和取消冻结、初始状态选择、快照/回溯、故障功能、远程功能、加快和减慢模型操作、报警功能、自动化的培训练习或情景、操作员培训绩效监控、操作员培训绩效考评。调度优化系统（ORION）:该系统将炼油厂的计划进度与操作及油料转移相联系，通过将确定时间的工艺生产与原料供应及产品销售结合在一起，从

30、而能够实现计算机集成优化炼化过程。具体功能包括：原油调度、生产优化调度、中间产品调度、瓦斯调度、油品移动调度。在线优化控制系统（RTO）:实时优化技术是利用Aspen Plus的机理模型和Aspen Online在线优化技术，并充分融合生产装置工艺技术人员实践经验，通过技术方和应用方密切合作共同实施。实验室信息管理系统（LIMS）: LIMS是一套以数据管理为核心的实验室管理系统，是实现试验数据采集、信息网络化共享、实验室无纸化作业、资源与成本管理、人员量化考核、工业大数据分析等先进管理的理想平台。同时保留了实验过程中的人员、仪器、材料、方法、环境等全面的记录信息，使质量追溯准确有效。先进控制

31、系统（APC）:采用先进的控制理论和控制方法，以工艺过程分析和数学模型计算为核心，以工厂控制网络和管理网络为信息载体，使生产过程控制由原来的常规PID控制过渡到多变量模型预测控制，最终实现增强装置运行的平稳性并提高装置经济效益之目的。主要内容包括：过程变量的采集与处理、多变量动态过程模型辨识技术、软测量技术，工艺计算模型、先进控制策略、故障检测、预报、诊断和处理、工程化软件及项目开发服务。无线移动巡检系统：依托移动互联网信息技术，建立一套安全生产智能管理平台，根据企业实际巡检业务实现巡检数据实时传输、巡检路线制定、巡检定位跟踪、巡检事务短信报警、巡检结果考核等，有效保障生产调度等人员及时掌握真

32、实巡检情况及结果，及时有效指挥生产。加工环节数字化系统：主要是负责对加工工件、人员、工序、流水线、权限、统计、任务分配等工作的管理和维护。自动化检测系统：用各种检测仪表对生产过程主要工艺参数进行测量、指示或记录的系统称为自动检测系统。柔性装配系统：柔性装配系统具有相应柔性，可对某一特点产品的变性产品按程序编制的随机指令进行装配，也可根据需求，增加或减少一些装配环节，在功能、功率和几何形状允许范围内，最大限度地满足一簇产品的装配。具体模块包括：柔性装配单元、多工位的柔性同步系统、组合结构的柔性装配系统。电商和物流仓储，包括两部分，一是工业商城服务，将本地企业的产品通过工业商城向全市、全国进行推广，二是展现服务资源，向全地企业提供可使用的服务目录。物流管理，包括智能输送系统，智能仓储系统，智能分拣系统，智能包装系统，智能搬运系统等服务。智能输送系统：智能输送系统应用于自动化仓库的库前和库后区域，为完成托盘货物、货箱货物的运输和传递，通常采用滚筒输送机、链条输送机、皮带输送机、板链输送机等构成托盘货物输送系统，结合形位检测、拆叠盘机、顶升、