工业互联网基础 课件 3.2典型云平台介绍

第三章工业互联网网络互联《工业互联网基础》/工业互联网系列课程3.2典型云平台介绍>>《工业互联网基础》目录平台功能模块02平台架构01《工业互联网基础》/工业互联网系列课程平台架构制造企业选择的工业互联网平台是要能够快速解决问题的解决方案提供商和合作伙伴，想要的工业互联网平台具备的能力有：树根互联股份有限公司是工业互联网企业，将新一代信息技术与制造业深度融合，开发了以自主可控的工业互联网操作系统为核心的工业互联网平台--根云平台。这里以根云平台为例，对工业互联网典型云平台进行讲解。根云平台由5个部分组成：根云边缘服务、根云基础平台、根云数据智能、根云应用赋能、根云工业可视化。平台架构图3.1根云4.0平台全局图基础平台主要涵盖接入与建模、身份和访问控制、统一门户、基础服务、应用管理、API网关、文档中心、统一运维平台，为工业互联网的业务开展提供基础建模、数据分析、应用集成与开发服务，为平台的安全运营提供保障：平台架构图3.2根云基础平台架构图1.基础平台（1）接入与建模：旨在实现物理设备在平台的数字化映射和管理，涵盖设备接入、设备建模和数据管理三大功能，解决设备数据采集协议复杂的难题，实现设备在线化、数字化、智能化管理。（2）身份和访问控制：实现企业组织与人员数据的统一管理，以“统一授权（Authorization）、统一账号（Account）、统一审计（Audit）、统一认证（Authentication）”4A体系为核心，能够帮助你安全的控制对根云平台资源的访问。（3）统一门户：为企业构建以用户为中心、体验融合一致、架构开放敏捷的集统一门户、统一待办、应用可插拔为一体的企业级数字化平台。平台架构1.基础平台图3.2根云基础平台架构图（4）基础服务：基础服务面向平台用户和业务应用开发者提供消息推送与接收、数据订阅、业务报警通知等能力，实现平台与应用之间的消息协同。（5）应用管理、API网关、文档中心：面向平台用户和开发者提供一个开放的应用服务平台，实现海量工业应用的快速构建与运营。平台架构1.基础平台图3.2根云基础平台架构图数据智能产品基于对海量IT和OT数据的集成，实现对数据的有效治理，形成高价值的优质数据资产，并通过对IT和OT数据的开发和联合分析形成行业指标，辅助企业管理决策。平台架构2.数据智能图3.3根云数据智能架构图根云应用赋能依托根云平台的基础平台的设备物联接入能力、基础服务、模型和指标计算能力，为应用开发者和管理者提供高效易用的工业组件、应用集成、应用开发以及能力开放等工具,赋能新型组件式工业APP的快速开发、拼装和管理。平台架构3.应用赋能图3.4根云数据智能架构图根云工业可视化旨在通过三维可视化、大屏可视化、BI数据分析、报表等产品，以图形化的方式直观地向观者展示工业数据结果，为理解工业数据提供一个人机融合的接口，实现工业数据价值感知。平台架构4.工业可视化图3.5根云工业可视化架构图根云平台联邦架构支持对多工厂分布式部署的集中管控，例如集团统一的权限管理、统一的设备模型管理、统一的计算规则，统一的IT集成等。联邦架构能让分布式部署的根云平台独立支撑业务闭环，例如本地化指标计算和应用报表开发等，在分布式计算的基础上，实现集团多工厂数据标准一致，集中数据分析，与数据应用。平台架构5.联邦架构图3.6根云工业联邦架构根云工业可视化旨在通过三维可视化、大屏可视化、BI数据分析、报表等产品，以图形化的方式直观地向观者展示工业数据结果，为理解工业数据提供一个人机融合的接口，实现工业数据价值感知。平台架构5.联邦架构图3.6根云工业联邦架构目录平台功能模块02平台架构01《工业互联网基础》/工业互联网系列课程个人中心用于管理个人基本信息、组织信息和登录信息。个人信息：查看和管理当前登录根云平台账户的基本信息，例如头像、用户ID和用户名等。平台功能模块1.基础平台功能--个人中心控制台图3.7个人信息(1)个人中心控制台登录设置查看和管理当前登录账户的密码和绑定的第三方账户。在这里可以将根云账户与第三方应用账户（例如钉钉）进行绑定，然后在登录控制台的时候，选择以其他方式登录（例如使用钉钉登录），就可以通过扫码，直接登录到控制台页面，方便快捷。为了提高账户安全性，平台还提供了双因子验证功能。开启该功能后，按照界面提示注册双因子身份验证器，获取验证码。在登录控制台时，即可使用账号加密码加验证码安全登录。平台功能模块1.基础平台功能--个人中心控制台图3.7个人信息我的组织查看和管理当前登录账户的组织资料和关联组织列表。支持修改组织的基本信息，查看组织管理员和上传营业执照，对组织管理员而言，还可以添加和移除组织子管理员。关联组织列表呈现本组织所有关联组织及其基本信息，也可以进入详情页面，查看关联组织所授权给本组织的应用和设备。平台功能模块1.基础平台功能--个人中心控制台图3.7个人信息门户设置：根云平台的统一门户包括：全局工作台、业务工作台和门户组件等内容。平台功能模块1.基础平台功能--个人中心控制台图3.7个人信息根云统一门户致力于为企业构建以用户为中心、体验融合一致、架构开放敏捷的集统一门户、统一待办、应用可插拔为一体的企业级数字化平台。通过统一企业门户，将企业、生态伙伴、第三方开发者等提供的分散、异构的应用聚合，实现数据的接入和集成。向企业客户提供丰富的应用集，满足其不同业务场景和发展阶段的业务数字化落地，帮助企业提升业务效率、降低管理成本。平台功能模块1.基础平台功能--个人中心控制台图3.8统一门户架构图根云统一门户围绕以下几个层次向客户赋能：应用集成与开发根云平台为应用开发者提供了便捷的应用集成方式，生态伙伴研发的APP可以通过平台的应用开发服务与根云平台无缝集成，包括：应用在平台注册后可通过平台颁发的密钥调用平台服务的OpenAPI，开发相关功能。支持应用通过平台规范实现应用的单点登录，实现快速使用应用的需求。支持应用的创建、上线、下线、删除及授权等生命周期管理行为，满足企业对应用的统一管理、集中管控需求。支持应用的组织、用户及功能权限与平台权限体系集成，实现企业对应用权限的统一管理。平台功能模块1.基础平台功能--统一门户图3.9全局工作台统一认证鉴权根云平台权限管理服务基于角色控制访问的权限模型可以实现对服务、应用、设备等资源进行访问控制，支持企业管理员管理组织内的部门、用户、角色。平台功能模块1.基础平台功能--统一门户图3.9全局工作台统一消息待办支持第三方系统和应用接入，用户可在门户内对消息和待办进行集中处理，提高工作效率。平台功能模块1.基础平台功能--统一门户图3.9全局工作台多维度工作台提供企业全局工作台（企业门户）、业务工作台（部门或项目门户）、自建工作台（员工工作内容集合）及其权限控制，满足不同维度成员的工作需要。平台功能模块1.基础平台功能--统一门户图3.9全局工作台通过门户个性化配置配置，可以修改登录页背景图、浏览器图标、系统logo、自定义首页等，满足企业用户个性化使用需要。用户可以根据自身需求对工作台界面进行拖拉拽式的简单灵活配置，使得门户界面实现千人千面的效果。平台功能模块1.基础平台功能--统一门户图3.10登录页多自定义门户组件除了使用根云平台默认提供的系统组件，企业可以根据自身需求创建自定义门户组件并配置到工作台进行统一使用。平台功能模块1.基础平台功能--统一门户图3.10登录页①总览，在任意页面点击总览按钮可回到根云门户首页。平台功能模块1.基础平台功能--统一门户图3.10登录页②服务及应用，点击展开当前已经订阅并有权限使用的服务及应用，选择任意服务或应用点击可进入服务或应用界面。平台功能模块1.基础平台功能--统一门户图3.10登录页③若当前环境已部署文档中心则点击可进入根云平台文档中心。平台功能模块1.基础平台功能--统一门户图3.10登录页④点击查看导入导出任务。平台功能模块1.基础平台功能--统一门户图3.10登录页⑤系统语言切换，支持在简体中文和英文间进行切换。平台功能模块1.基础平台功能--统一门户图3.10登录页⑥鼠标悬浮查看服务通知，点击进入消息通知可查看服务、待办通知和平台公告。平台功能模块

1.基础平台功能--统一门户图3.10登录页⑦点击可进入个人中心和退出登录。平台功能模块

1.基础平台功能--统一门户图3.10登录页⑧工作台标签，点击可切换不同工作台，拖拽工作台标签可调整工作台前后顺序。平台功能模块1.基础平台功能--统一门户图3.10登录页根云平台依据管理权限的不同，分为组织管理员、组织子管理员和组织成员三种系统角色。（1）组织管理员：由根云管理员或运维人员依照需求在运营管理中心新增组织时添加，每个组织有且仅有一个组织管理员，组织管理员在整个组织管理的业务流程中具有最高权限。（2）组织子管理员：由组织管理员从组织成员中添加。一个组织下允许存在多个组织子管理员，组织子管理员无法新增其他组织子管理员。组织子管理员的权限由组织管理员配置。（3）组织成员：由组织管理员或组织子管理员新增或向已有账号邀请。组织成员对平台的权限，由组织管理员和组织子管理员配置。平台功能模块1.基础平台功能--身份和访问管理部门管理，管理员可以执行创建/编辑/删除部门，添加/移除管理员，添加/移除角色等操作。用户管理，管理员可以执行创建/编辑/删除用户，导出/导入/邀请用户，添加/移除角色，添加/移除部门，添加/移除用户组等操作。用户组，管理员可以执行为创建/编辑/删除用户组，添加/移除用户，添加/移除角色等操作。平台功能模块1.基础平台功能--身份和访问管理图3.11组织管理使用流程角色管理，管理员可以根据业务需求创建业务角色，编辑/删除角色，分配至用户/用户组/部门等操作。物资源包，创建/编辑/删除物资源包。完成设备属性、指令、基本信息的查看和操作权限设置。日志，可以查看用户的操作日志以及登录日志信息。平台功能模块1.基础平台功能--身份和访问管理图3.11组织管理使用流程工业企业转型过程中，设备接入时常伴随工业通讯协议众多、设备接入情况复杂和数据传输通道容易堵塞等问题，且传统物联网热点数据、常规数据和归档数据分开治理，管理成本高。为了解决上述问题，帮助企业快速转型，平台提供了接入与建模服务。接入与建模服务主要用于构建物模型和物实例，实现设备物联接入，并提供设备的实时数据、历史数据、报警、指令下发等功能，为设备全生命周期管理、后市场服务管理数字化、工业可视化大屏等提供基础条件。平台功能模块1.基础平台功能--接入与建模图3.12接入与建模服务的物资源总览页直接连接的设备上数创建并发布设备的物模型，基于新创建的设备物模型注册物实例，根据物实例的连接信息（认证标识和认证密钥），设备通过根云4.0协议接入平台，设备完成接入后，可以向平台上报数据。通过网关连接的设备上数创建并发布类型为网关的物模型，基于新创建的网关物模型注册网关的物实例，根据网关物实例的认证标识和认证密钥，网关通过根云4.0协议接入平台，网关就可以向平台上报数据了。平台功能模块1.基础平台功能--接入与建模图3.13设备接入操作流程动态组网的设备上数无法联网的设备，经由其他设备与网关连接，动态组成通信网络。复合物上数复合物的数据来源于直接连接的设备和通过网关连接的设备，因此，复合物上数首先需要创建直接连接的设备和通过网关连接的设备模型和实例，然后创建复合物的模型和实例。设备和网关模型的属性都可以在复合物模型中进行复用，复合物模型可以实现跨模型的计算。平台功能模块1.基础平台功能--接入与建模图3.13设备接入操作流程模型建立部分：抽象模型抽象模型是多个模型的共同的引用来源，可以对引用创建的模型实现一定的权限控制。作为集团下发给事业部的模型标准，抽象模型定义的内容，引用的物模型无法再修改。根云平台还提供了将集团侧统一配置的模型模板自动同步给园区IoT平台的功能，即构建抽象模型作为统一标准发布与共享。平台功能模块1.基础平台功能--接入与建模图3.14设备接入操作流程物模型建模是将物接入根云平台的重要步骤，物模型指将物理空间中的实体进行数字化，并在平台构建该实体的数据模型。开发者在根云平台构建一款设备的模型，使平台理解该物支持的属性、指令等信息。首先需要定义物的模型，然后注册物的实例，最后才能将实体物接入平台。物实例物模型创建并发布后，需要注册物实例，才能将物理设备与平台进行连接。物理设备接入平台后，用户在云端可以对相应类型的一个或多个设备进⾏远程控制和工况管理等操作。平台功能模块1.基础平台功能--接入与建模图3.14AIOT物模型工业数据编织服务基于传统的数仓建模和数据湖的概念进行优化，涵盖IT域和OT域，为用户提供数据建模和数据管理的能力，保障数据口径的一致性和标准性。为进一步数据开发和指标开发提供数据来源和支撑，辅助生产运营做出决策。平台功能模块2.数据智能功能--工业数据编织图3.15工业数据编织服务入口（左）工业数据编织原理（右）平台功能模块2.数据智能功能--工业数据编织业务报警中心是根云平台统一报警中心，对平台服务发生的报警事件进行汇总、展示、处理、通知等功能。警报处理包含平台中所有设备的警报信息，以列表形式展现，方便警报处理人员管理。报警中心预设了四个警报级别：紧急、重要、警告、一般，依次对应四种预设警报颜色：红色、橙色、黄色、蓝色。根据不同的级别、不同的报警策略进行通知。平台功能模块2.数据智能功能--业务报警中心图3.16报警策略设置数据订阅服务为应用开发者提供订阅平台数据的服务。通过该服务，开发者可订阅设备在平台上的数据，包括事件、工况和报警。平台功能模块2.数据智能功能--数据订阅图3.17数据订阅服务架构该服务可以对接入与建模事件、权限管理事件、设备的原始工况进行工况数据、事件数据、报警数据的数据订阅操作。管理员在控制台完成订阅规则的创建后，平台按照规则将指定数据，通过消息队列中间件同步到业务应用。平台功能模块2.数据智能功能--数据订阅图3.18创建数据订阅服务消息推送服务是将设备或应用服务产生的报警信息、业务通知等消息推送给终端用户的基础服务。已整合平台服务通知、短信、邮件、飞书、企业微信、钉钉等多种渠道，同一消息可同时推送多种渠道，满足平台租户及应用对不同消息渠道的需求。根云平台消息推送服务除了整合消息渠道外，还提供消息发送、消息模板、消息统计、消息日志，消息拦截策略等能力。例如：当维保到期但还没进行保养时，会给该设备的用户发送邮件通知。通知的内容格式可以提前定义好，后续可以使用这个消息模板通知用户安排保养，后续还能查看到消息请求的记录。平台功能模块2.数据智能功能--消息推送图3.19消息推送工业数据计算服务面向有数据分析背景的开发工程师和技术人员，提供了实时计算和离线计算可视化的开发和运维工具，是根云平台中重要的功能之一。项目交付人员可以快速构建基于设备IoT数据和外部业务数据的计算任务，提高项目交付效率。可以借助业务数据实时计算结果的可视化，对设备IoT数据相关的价值进行挖掘。数据计算服务主要提供了实时计算、离线计算和任务流计算可视化的开发和运维。平台功能模块2.数据智能功能--工业数据计算图3.20根云平台数据计算服务架构实时计算任务订阅数据平台的数据，把分钟级时间窗口计算的结果数据更新到外部关系型数据库和消息中间件中。离线计算任务读取数据平台中的数据和外部关系型数据库中的业务数据，把计算结果数据再写回到外部关系数据库中。任务流计算把多个有时间顺序和业务依赖关系的离线计算任务组织起来，任务调度器按组织拓扑顺序来执行离线任务。平台功能模块2.数据智能功能--工业数据计算图3.20根云平台数据计算服务架构平台功能模块2.数据智能功能--工业数据计算为了方便开发排查数据计算服务任务流的执行错误，平台提供了数据运维。数据运维能够查看在数据计算中已经完成数据开发，并且已经启动任务的执行状态。数据运维是对任务的统一管理界面，可以查看任务ID、名称、运行状态、开始时间和状态更新时间等任务信息，也可以对任务进行启动、停止、撤回、查看任务详情等操作。平台功能模块2.数据智能功能--工业数据计算图3.21数据计算服务使用流程平台不仅提供数据维表的内容浏览功能，无需借助外部客户端工具，即可浏览维表数据和计算结果。数据维表包括在数据源管理中添加的外部数据源和平台内部数据源的所有维表。当启动编排的数据处理任务后，按照指定方式计算的数据结果就会存入相应的维表中，刷新维表即可查看。为了方便开发定位和监控整个服务的运行情况，平台还提供了可视化的运行日志查看功能。平台功能模块2.数据智能功能--工业数据计算图3.21数据计算服务使用流程数据计算服务主要的应用场景：数据平台分钟级时间窗口计算的结果按小时、天、周、月、年聚合输出到外部数据源。按30秒时间窗口统计设备的作业时长、待机时长、停机时长、离线时长、尖峰平谷的电能量和电费，通过数据计算服务按小时、天、周、月、年聚合统计输出到外部数据库中。数据集成功能，把数据平台的工况数据输出到外部数据源。计算设备的加工数据量、工况的变化次数、计量表的用量、设备满足设定条件的时长、满足设定条件的设备数统计，通过数据计算服务按小时、天、周、月、年输出到外部数据库中。平台功能模块2.数据智能功能--工业数据计算图3.22数据平台传统工业指标计算实现，在数据源接入、数据关联、指标逻辑实现、指标可视化等方面，存在数据建模复杂、实时性要求高、需求变更频繁、开发周期长等问题。指标分析服务（OTM，OperationTechnologyMetrics）以拖拉拽的方式生成指标模型，基于指标模型快速构建指标，高效实现OT与IT数据的融合分析，满足指标制作、指标呈现、指标沉淀、指标查阅等指标分析需求，提升用户配置指标效率。平台功能模块2.数据智能功能--工业指标分析图3.23工业指标分析服务架构(上）工业指标分析使用流程（下）平台功能模块2.数据智能功能--工业指标分析应用开发服务是应用与平台数据连通的桥梁，应用开发者通过应用开发服务创建应用后，平台会为应用颁发ClientId和ClientSecret，开发者可以通过这一对密钥调用平台提供的OpenAPI，应用创建完成后，开发者可以进行应用的生命周期管理，例如，应用的权限注册、上线、下线、删除和一键登录等，在运营赋能服务中，运营人员可以进行应用的权限组合，对应用进行外部授权，方便组织在平台开发的应用授权给另一个组织使用。平台功能模块3.应用赋能功能--应用管理图3.24应用流程管理运营赋能服务是对应用开发服务中创建好的应用的运营管理，提供应用的套餐管理和应用的跨组织授权。与本组织相关联的其他企业称为外部组织，可以通过运营赋能服务中的外部组织管理对外部组织进行统一的管理和授权。管理员在运营赋能服务中可以为应用提供粗粒度的套餐管理和外部组织管理，例如组织的上下游企业，并可以将指定套餐授权给外部组织。平台功能模块3.应用赋能功能--应用管理图3.25外部组织管理平台功能模块3.应用赋能功能--工业区块链用户只需要通过4个步骤就可以使用工业区块链。用户需要在联盟列表创建和管理联盟，并通过联盟详情页面创建和管理联盟下的机构和应用。在应用列表页面查看应用基本信息、授权对象、机构列表，可以在应用详情进行添加机构、进入应用、授权应用、部署合约、更新模板操作。平台功能模块3.应用赋能功能--工业区块链图3.26工业区块链使用流程工业组件服务是一个一体化低代码应用程序开发平台，它提供了一套全面集成的服务，可管理从应用构思到应用部署和运营的应用程序开发全生命周期，同时实现组织机构内部协同合作，以便创建共享管理组件，快捷搭建数据通道，并迅速开发应用。不同水平的开发人员无需编写任何代码即可创建应用，以帮助满足企业的解决方案需求。工业组件服务平台主要包括三大服务板块：组件服务、数据集成服务、应用搭建服务。平台功能模块3.应用赋能功能--工业组件服务图3.27工业组件服务业务架构组件服务是工业组件服务平台下的一个提供开箱即用组件，线上协同管理并沉淀组件资产的服务平台。组件市场提供了