工业互联网平台概述

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工业互联网系列课程工业互联网平台党中央、国务院高度重视互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术与实体经济的深度融合发展2017年11月，在国务院印发的《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》中，对发展工业互联网做出了重要部署，通过系统构建网络、平台、安全三大功能体系，推动制造业质量变革、效率变革。2018年6月，工业和信息化印发了《工业互联网发展行动计划（2018-2020年）》和《工业互联网专项工作组2018年工作计划》，鼓励企业形成有侧重、协同集聚发展的工业互联网平台体系。工业互联网平台综合应用工业互联网平台2020年6月，中央全面深化改革委员会第十四次会议审议通过《关于深化新一代信息技术与制造业融合发展的指导意见》，强调要加快工业互联网创新发展。在2021年，《工业互联网平台白皮书》中提出企业工业互联网平台应开展大数据分析，帮助企业实现更高层次的价值挖掘。在2022年的第十三届全国人民代表大会第五次会议中，李克强总理在政府工作报告中提出：“要加快发展工业互联网，培育壮大集成电路、人工智能等数字产业，提升关键软硬件技术创新和供给能力。完善数字经济治理，释放数据要素潜力，更好赋能经济发展、丰富人民生活。”工业互联网平台综合应用工业互联网平台工业互联网工业互联网平台综合应用实现第四次工业革命的重要基石通过人、机、物的全面互联，全要素、全产业链、全价值链的全面连接，对各类数据进行采集、传输、分析并形成智能反馈正在推动形成全新的生产制造和服务体系，优化资源要素配置效率充分发挥制造装备、工艺和材料的潜能提高企业生产效率，创造差异化的产品并提供增值服务，加速推进第四次工业革命。工业互联网平台数据指采集来自制造系统中设备、业务系统、产品模型、生产过程及运行环境的海量数据。模型是技术、知识、经验和方法的数字化载体（机理模型、数据模型、业务模型等，旨在完成物理世界隐性数据的显性化。服务指基于模型对各种数据进行分析、挖掘、处理、展示，以满足协同研发设计、生产设备优化、企业运营决策、设备预测性维护、生产设备优化、产品质量检测和产品全生命周期管理等场景需求。工业互联网产业联盟对工业互联网平台的定义：“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。”工业互联网平台综合应用工业互联网平台的本质是“数据+模型=服务”。工业互联网的三大价值质

量产品良率直通率生产合规收

入计划准确率生产效率产品创新后市场服务成

本生产运营成本动力成本人工成本资产折旧研发费用安全经营合规安全环保盘活物理资产提升现有生产要素（设备、人员等）效率确保工艺标准执行合规盘活信息化资产提升数据及时有效性、数据标准一致性快速实现新型业务场景盘活知识资产人力资产（员工才能与经验）传承人治+经验向数智+规则升级当今经济大环境下，企业经营者关注点与工业互联网环环相扣企业经营者关注点 传统手段无法回答的问题实际的产品良率和直通率和汇报上来的数据差异多少？SOP是否真正执行到位？生产瓶颈、冗余设备到底在那里？生产节拍是否可以进一步优化？产品、服务的知识和经验能够否固化？生产成本和制造费用核算精准吗、能否进一步优化？设备利用率到底如何？工人的生产效率最优了吗？能否提前预知风险事件，而非事后纠偏？安全环保的要求是否真正满足？工业互联网平台综合应用1

盘活物理资产：更科学的决策存量资产和采购需求在传统管理决策中，数据层层上报、组合分析，通过层层人工判断后，最终做出决策通过工业互联网，获取直接生产效率数据，决策设备的采购及封存我们以小树汽车的案例为例，后续会进一步展开相关技术细节小树汽车：IIoT针对领导决策管理问题将设备分为待机、生产及关机状态，自动采集相关数据，发现实际生产时间只占设备总体的40%，结合视频分析，发现30%时间在等料，生产节拍有问题开机 待机 关机分析结论传统IT管理做法基于IIoT的做法数据依赖人工统计，层层加工汇报，准确性，耗时耗力，决策效率低提升设备利用率，满足了订单生产要求，节省了请购费分析结论数据交叉分析车间产能数据设备生产数据设备生产数据工人计件、班长核件，均为手工统计部分企业MES统计车间产能数据手工收集汇总统计，部分企业MES统计数据交叉分析一般为手工汇总统计自动运算自动采集设备经理近期订单量激增，每天要完成操作2500件，但冲压产线生产设备10台，一天完成2000件，无法完成任务综合未来订单与产能数据分析，要补齐产能短板、消

除瓶颈，申请购买5台设备（400万） 车间经理检查排产计划和历史产量后，发现关键工艺产能不足，影响订单交付，需要购买5台设备（400万）设备购买申请书（400万），签还是不签？买还是不买？生产总经理小树汽车：内部申请审批流程董事长报告自动导出基于IIoT的典型分析指标交期：产出、CT成本：生产量饱和度成本：OEE质量：质量损失率（不合格品数量）其它（在制品库存，生产交付周期，产品一次交验合格率等）交期：计划准时完成率工业互联网平台综合应用2

盘活信息化资产：打破数据壁垒，通过新型技术支持业务快速变革的能力传统信息化架构痛点问题数据逐层传递，缺乏准确性、时效性、标准性系统底层架构与设计缺乏一致性、新信息化架构【数据侧】优化数据质量，统一数据入口【技术侧】统一技术架构；基于平台进行应用开发集成、迭代等；兼容传统信息化内容工业3.0Manufacturing

Operations Management Level

3Level

2Monitoring&

supervisingLevel

1Sensing&

manipulatingLevel

0Production

processMonthsLevel

4Days Businessplanning and

logistics HoursMinutesSecondsus/ms计划指令信息数据ERPMESSCADA/HMIPLCSensors

&Signals工业4.0新型工业APP新型工业APP新型工业APP新型工业APP根云OSIT数据ERP…MESWMS工业设备

控制器网关

直链设备…工业互联网平台综合应用3

盘活知识资产：挖掘业务经验，量化并固化至新型工业APP中挖掘工艺优化机会提升产品研发效率采集使用行为分析产品力运维知识图谱提升后市场服务研

发生

产销

售服

务物流调度减碳环保工业互联网平台综合应用根云平台连接物理、信息化与知识资产，构建新型APP和业务场景协议自研边缘网关协议协议第三方边缘网关ROOTCLOUD根云工业互联网操作系统数据智能模型库根云操作系统内核工业大数据引擎APIAPI智能制造IIoT

解决方案主要面向工业企业的生产制造，对企业生产现场的各类生产要素和生产数据，主要包括设备数据和信息系统数据，进行采集和建模，并基于数据和模型对生产设备、生产效率、产品质量、能源、现场安全等分析计算，形成数据和模型驱动的各类型工业应用。数据挖掘

&

知识图谱私有化部署公有云部署混合部署应用赋能开发服务工业互联网平台综合应用从而改变原有的业务流程，带来真正的业务变革升级高阶的、断开的、滞后的数据孤立的决策和行动可操作的、实时的、一致的信息整体洞察力驱动以价值为导向的决策进行增量式的、安全保守的尝试真正地转型业务工业互联网平台综合应用根云平台根云平台体系核心能力根云工业互联网操作系统是根云平台的核心，包括操作系统内核、工业大数据引擎、数据智能模型库和应用赋能开发服务四大组成部分工业边缘服务提供工业设备及生产要素的连接、数据采集和边缘计算等服务工业APP是数据驱动的工业应用工业互联网平台综合应用根云平台根云平台体系核心能力复合物多级复合物建模系统支持模型间组合形成复合物，且支持多层级的模型嵌套，在传统的数字孪生需求的基础上，增加数据计算与处理能力工业互联网平台综合应用工业AI工业AI系统专注于工业生产领域，聚焦机器学习、机器视觉方向，同时具备一定知识图谱、NLP/NLU等能力的一站式AI服务平台,快速完成从特征工程、模型训练到模型上线的机器学习全生命周期开发工作根云平台海量高并发数据收发引擎为海量设备数据接入，指令下发，OTA等南北向数据通讯需求，提供支持多连接、高可用、水平扩展、低延迟的接入方案根云平台体系核心能力工业数据链接引擎以低码搭建连接流的方式将平台原生应用、生态应用和企业自建系统进行统一连接、管理和编排，快速实现数据同步、数据融合转换、数据编排和资源整合等等数据接入流批一体计算流批一体计算引擎为设备工况实时的处理与指标的计算提供流式与批式两种执行模式，在确保计算逻辑一致的前提下，可以灵活应对数据乱序、服务器异常、计算规则调整引发的重算等需求。工业数据链接引擎工业互联网平台综合应用根云平台根云平台体系核心能力工业设备模型库工业设备模型库提供各行业通用、灵活的物模型模版来适配全行业的各式各样设备帮助快速创建物模型。工业可视化模型库工业可视化模型库涵盖基本通用素材、垂直细分的， 行业设备素材、图标素材、装饰素材等内容，通过不断扩充模型库以满足工业领域的用户使用需求工业组件模型库工业组件模型库按照规范化的组件开发协议和组件打包器将工业领域各类应用中复用性高的组件沉淀到模型库，提供开箱即用的组件给到开发者工业应用开发框架工业互联网平台综合应用工业应用开发框架通过容器化来屏蔽平台和终端的差异。将工业应用植入壳容器。容器提供上层标准统一的能力接口，从而屏蔽了各类型终端平台差异根云平台根云平台体系核心能力API生命周期管理，集API全生命周期管理、API对外运营管理、API调用策略管理等能力于一体，帮助API开发者快速、低成本、低风险的搭建高效稳定的、以API为运营产品的服务平台，以对终端客户提供形式多样的各类型能力服务。工业低代码组件服务，提供低代码的数据集成、应用开发、发布部署的应用全生命周期管理。通过可视化编辑器拖拉拽组件即可完成页面的设计开发，采用对话式的命令行完成页面间的逻辑关联实