談?wù)劰I(yè)互聯(lián)網(wǎng)!工業(yè)互聯(lián)重塑企業(yè)數(shù)字化能力!

德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國制造2025，這一在同一時(shí)期提出的國家戰(zhàn)略，目的都是振興工業(yè)產(chǎn)業(yè)。但是他們比較抽象的概念，所以咱們還是更多談?wù)劰I(yè)互聯(lián)網(wǎng)。在工業(yè)行業(yè)的互聯(lián)就形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)什么？工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來又是什么？

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)什么

傳統(tǒng)意義上工業(yè)領(lǐng)域分為3個(gè)環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、流通銷售。

研發(fā)設(shè)計(jì)可以被分成設(shè)計(jì)、仿真、工藝及試制，實(shí)現(xiàn)這四個(gè)環(huán)節(jié)縱向集成。任何一個(gè)環(huán)節(jié)對數(shù)據(jù)的修改，都可以及時(shí)、高效的和其他環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。但是如何實(shí)現(xiàn)每個(gè)環(huán)節(jié)互聯(lián)、如何實(shí)現(xiàn)集成經(jīng)驗(yàn)沉淀，目前還沒看到比較好的解決方案。

設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)歷史設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、新產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求之間的互聯(lián)，目前更多企業(yè)有一個(gè)模型庫，新的設(shè)計(jì)依靠工程師在企業(yè)自身歷史庫中尋找借鑒。

工程師與工程師之間的互聯(lián)，新、舊工程師之間的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)之間更好的傳承?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代，人們是否有更加高效方式實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)傳承，當(dāng)然人的生物本性使然，人與人之間實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)的無保留互聯(lián)比較困難，但人與機(jī)器的互聯(lián)，通過工程師的經(jīng)驗(yàn)，不斷訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)，是有可能實(shí)現(xiàn)從人到機(jī)器之間的經(jīng)驗(yàn)互聯(lián)。

生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，主要是人、機(jī)、料、法、環(huán)，五個(gè)方面。這幾個(gè)方面通過MES已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全部互聯(lián)，這一塊也是國內(nèi)發(fā)展比較快的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面。

流通銷售環(huán)節(jié)，是產(chǎn)品走出車間，面向最終用戶的環(huán)節(jié)。通過產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與用戶的互聯(lián)，在這個(gè)過程中，產(chǎn)品最終變成一種服務(wù)。在這個(gè)產(chǎn)能過剩的時(shí)代，不是所有生產(chǎn)出的產(chǎn)品都能賣出去，實(shí)現(xiàn)用戶的互聯(lián)，發(fā)覺用戶新的需求，唯有將產(chǎn)品變?yōu)榉?wù)才能實(shí)現(xiàn)。和用戶的互聯(lián)之后，下一步就是滿足用戶的個(gè)性化需求，工業(yè)軟件也是同樣的道理。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的未來

人工智能起源于1956年，但直到最近才爆發(fā)，這期間核心在于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，催生的大數(shù)據(jù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，千萬臺設(shè)備的互聯(lián)，邊緣計(jì)算植入，都將催生更高級的智能。

可能單個(gè)機(jī)械臂所具有的計(jì)算處理能力有限，但互聯(lián)之后，這些龐大群體就有可能產(chǎn)生所謂的群體智能。

所謂群體智能，是指無智能或僅具簡單智能的個(gè)體通過分布式、自組織式的群體協(xié)作，涌現(xiàn)出高級宏觀智能行為的特性。人腦其實(shí)也是無數(shù)智愚部分相互連接而出現(xiàn)的高級智能。大腦皮層的每一個(gè)不同部位，都能控制人體不同功能，有的部位專門控制視覺、有的部位專門控制聽覺。

同樣，如果只是把某一部分拿出來，它的智慧不會和一只螞蟻有太大區(qū)別，正式由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，才出現(xiàn)了意識、記憶、邏輯判斷等高級智慧行為。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過將全球所有設(shè)備互聯(lián)，每一臺設(shè)備、每一個(gè)邊緣計(jì)算器，它所擁有的智慧極其有限，但當(dāng)他們實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模協(xié)作后，它們也必將實(shí)現(xiàn)某種智能。當(dāng)然現(xiàn)有人工智能也在不斷的進(jìn)化，通過工業(yè)互聯(lián)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，不斷喂食，現(xiàn)有小學(xué)水平的人工智能，也將很快進(jìn)化到大學(xué)、研究生水平……

工業(yè)互聯(lián)也是我國的國家戰(zhàn)略，也已經(jīng)出臺了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展白皮書》。但作為企業(yè)來說，不能為了互聯(lián)而互聯(lián)，互聯(lián)不是目的，降本、增收才是目的。

工業(yè)互聯(lián)重塑企業(yè)數(shù)字化能力

01

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心理念與實(shí)施步驟

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)出發(fā)點(diǎn)是利用互聯(lián)網(wǎng)的孿生核心技術(shù)——計(jì)算和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，把實(shí)體（包括傳感器、產(chǎn)品和裝備等）、信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)流程和人員連接起來，從中收集大量的數(shù)據(jù)；利用數(shù)據(jù)分析和人工智能等能力，實(shí)現(xiàn)對物理世界的實(shí)時(shí)狀態(tài)感知，在信息空間通過計(jì)算做出最佳的決策，動態(tài)地優(yōu)化資源的使用；其最終的目的是為了創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)成效和社會價(jià)值。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具有廣泛的應(yīng)用，幾乎可以涵蓋所有的工業(yè)領(lǐng)域，但制造業(yè)，由于其體量之龐大，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個(gè)重要的和富有創(chuàng)造價(jià)值潛力的領(lǐng)域。同時(shí)，由于其高度的復(fù)雜性、多樣化和高度的差異性，也是一個(gè)最具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的興起，是為了解決當(dāng)前制造業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)。隨著全球化的經(jīng)濟(jì)體系的形成和互聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)文化的興起，全球性市場競爭進(jìn)一步加劇。在這個(gè)格局下，制造業(yè)要關(guān)注的傳統(tǒng)的基本要素：成本、效率、質(zhì)量，并沒有改變，但要求更高。企業(yè)還必須考慮資源使用效率和環(huán)保的要求。怎樣在可持續(xù)發(fā)展的前提下，低成本、高效率、優(yōu)質(zhì)地完成短周期，多品種、小批量的生產(chǎn)，是制造業(yè)面臨的一個(gè)大挑戰(zhàn)。

要應(yīng)對這個(gè)挑戰(zhàn)，一個(gè)可行的方法是完善對業(yè)務(wù)經(jīng)營和生產(chǎn)過程的數(shù)字化，并向智能化推進(jìn)，在業(yè)務(wù)經(jīng)營、產(chǎn)品研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)執(zhí)行和過程控制等方面，以最佳決策，最優(yōu)的資源調(diào)配和使用，動態(tài)響應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境，供應(yīng)鏈和市場需求的不斷變化，實(shí)現(xiàn)最佳的成本、效率、質(zhì)量生產(chǎn)要素。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對制造業(yè)數(shù)字化和智能化有著推動作用。對于制造業(yè)企業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程，簡單而言，完善對各個(gè)業(yè)務(wù)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)字化是第一步，如在以ERP為主線的價(jià)值鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)和以PLM為主的產(chǎn)品鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，使用相應(yīng)的專門工業(yè)軟件，還有在這兩條鏈的交叉點(diǎn)上的生產(chǎn)環(huán)境里實(shí)施MES，這些都是基礎(chǔ)性的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。

第二步是要把這些環(huán)節(jié)的專門工業(yè)軟件互聯(lián)互通，打通各環(huán)節(jié)的信息孤島，在價(jià)值鏈和產(chǎn)品鏈上逐步實(shí)現(xiàn)流程的自動化，并使能對各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的收集。例如，產(chǎn)品鏈上，整合產(chǎn)品生命周期功能環(huán)節(jié),建立數(shù)字主線，并建立產(chǎn)品數(shù)字模型——數(shù)字孿生體，集成數(shù)據(jù)。

第三步，作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)的應(yīng)用，首先對設(shè)備進(jìn)行連接，收集設(shè)備運(yùn)營和產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)，通過實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析，在線優(yōu)化生產(chǎn)過程；其次，對產(chǎn)品、設(shè)備以及生產(chǎn)過程和業(yè)務(wù)流程中收集的數(shù)據(jù)，對不同周期和跨越生產(chǎn)和業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)以及跨域組織范疇的綜合性的大數(shù)據(jù)分析，識別和消除效率與績效瓶頸，使能最佳化的業(yè)務(wù)決策，對整個(gè)生產(chǎn)過程和業(yè)務(wù)流程進(jìn)行宏觀性的優(yōu)化。

在這個(gè)過程中，連接和數(shù)據(jù)采集是基礎(chǔ)，通過模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到對生產(chǎn)過程的洞察是關(guān)鍵，而通過專門工業(yè)應(yīng)用，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)則和業(yè)務(wù)目標(biāo)，將洞察轉(zhuǎn)換成最佳決策，并得以精準(zhǔn)執(zhí)行，以閉環(huán)反饋實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化則是核心目標(biāo)。

第四步，打通在生態(tài)圈內(nèi)企業(yè)之間的信息系統(tǒng)的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)之間的業(yè)務(wù)和生產(chǎn)的協(xié)同，把優(yōu)化的范疇擴(kuò)展到生態(tài)圈以及客戶端，對客戶部署了的產(chǎn)品實(shí)行連接，通過對產(chǎn)品的全生命周期的管理實(shí)現(xiàn)服務(wù)延伸，為企業(yè)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型開拓機(jī)遇。

由此可見，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有的數(shù)字化成果，如ERP、PLM和MES等基礎(chǔ)工業(yè)軟件的使用相輔相成，并增強(qiáng)其基于狀態(tài)感知和數(shù)據(jù)分析做出最佳決策的能力，是實(shí)現(xiàn)智能制造的一個(gè)必不可少的步驟。

2

平臺技術(shù)對工業(yè)軟件架構(gòu)和應(yīng)用演變的推進(jìn)

由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得益于最新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，包括云計(jì)算（如虛擬和容器等計(jì)算資源管理技術(shù)）、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能（AI），以及最新的應(yīng)用開發(fā)與運(yùn)營（DevOp）技術(shù)和方法論（如微服務(wù)），因而，基于這些技術(shù)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，將加快面對特定行業(yè)和特定場景的機(jī)理以及包括AI在內(nèi)的數(shù)據(jù)模型和工業(yè)應(yīng)用的開發(fā)，并把模型和應(yīng)用耦合在一起，為解決特定的生產(chǎn)問題，建立由數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能化專屬工業(yè)解決方案。在這些平臺上運(yùn)行的工業(yè)應(yīng)用，也將具有更高的可靠性和可擴(kuò)展性，而計(jì)算資源的使用效率也更高。

可以預(yù)測，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的部署，將促進(jìn)工業(yè)軟件的快速發(fā)展，加快工業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的模型化和軟件化，有利于工業(yè)知識的積累、提升和創(chuàng)新。

不少業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的實(shí)施，也將引入一個(gè)新型的工業(yè)軟件架構(gòu)，從目前垂直分層的架構(gòu)向扁平的工業(yè)應(yīng)用網(wǎng)格過渡。在應(yīng)用方面，目前不少工業(yè)軟件系列是由多個(gè)功能模塊聚合而成的大型專有應(yīng)用，復(fù)雜度高和封閉性強(qiáng)，缺少可操作性且難以拓展，又難以適應(yīng)多樣易變的生產(chǎn)需求。

為了解決這些問題，越來越多的工業(yè)軟件將在新的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上，以微服務(wù)的方式實(shí)現(xiàn)，小而精，易于敏捷開發(fā)，獨(dú)立更新和管理。

一方面建立具有通用性的基本制造服務(wù)，將其功能作為API暴露出來，讓其他應(yīng)用調(diào)用。另一方面，針對特定的問題，以搭積木的方式，組合調(diào)用基本制造服務(wù)，創(chuàng)意出新的，輕量型的專屬工業(yè)應(yīng)用。這些工業(yè)服務(wù)和應(yīng)用構(gòu)成了一個(gè)具有活力的工業(yè)軟件服務(wù)和應(yīng)用網(wǎng)格。

這樣，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺也就成為一個(gè)工業(yè)模型和應(yīng)用的開發(fā)和運(yùn)營環(huán)境，承載數(shù)據(jù)驅(qū)動的工業(yè)應(yīng)用的工業(yè)操作系統(tǒng)（OS）。在這樣一個(gè)體系下，可以孵化出一個(gè)新的工業(yè)軟件的生態(tài)，不管是傳統(tǒng)的工業(yè)軟件供應(yīng)商，還是新生的第三方的應(yīng)用開發(fā)者，都能比較容易開發(fā)出更加切合客戶需求的應(yīng)用，并能敏捷地演變，響應(yīng)對生產(chǎn)環(huán)境和需求的快速變化。

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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)現(xiàn)場的應(yīng)用

現(xiàn)在回到生產(chǎn)現(xiàn)場，也就是工廠車間的環(huán)境，初步探討一下一些潛在的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用案例。生產(chǎn)管控是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，牽涉到多個(gè)相互關(guān)聯(lián)和約束的、跨部門和工廠的業(yè)務(wù)和生產(chǎn)流程及其眾多的管理環(huán)節(jié)，以及大量的物理系統(tǒng)，包括物料、產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)備和環(huán)境。下面對生產(chǎn)管控作了一個(gè)抽象簡化的概括。

生產(chǎn)管控的主要環(huán)節(jié)包括工藝設(shè)計(jì)、計(jì)劃調(diào)度和生產(chǎn)執(zhí)行，計(jì)劃調(diào)度是其核心。生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度在工藝規(guī)程和其他生產(chǎn)規(guī)則的約束下，根據(jù)客戶訂單的要求，在現(xiàn)有產(chǎn)能的范圍內(nèi)，統(tǒng)籌優(yōu)化質(zhì)量、產(chǎn)量、交期、物流周轉(zhuǎn)、能耗、生產(chǎn)效率和綜合成本等多項(xiàng)目標(biāo)，制定生產(chǎn)計(jì)劃和任務(wù)。

生產(chǎn)執(zhí)行，一般由MES的軟件實(shí)現(xiàn)，是將知識產(chǎn)權(quán)（產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)）轉(zhuǎn)為業(yè)務(wù)價(jià)值的樞紐，它管理的對象是生產(chǎn)能力和資源，是制造業(yè)企業(yè)資產(chǎn)的核心，對實(shí)現(xiàn)企業(yè)價(jià)值起著舉足輕重的作用。它對上承接生產(chǎn)計(jì)劃的要求，對下統(tǒng)管車間場景里的生產(chǎn)人員、工藝、設(shè)備、物料、能源的生產(chǎn)要素，實(shí)現(xiàn)動態(tài)的、精準(zhǔn)的、最優(yōu)化的配置和調(diào)度，高績效、高質(zhì)量、低成本地完成生產(chǎn)任務(wù)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)現(xiàn)場的應(yīng)用關(guān)鍵在于如何利用或加強(qiáng)對生產(chǎn)環(huán)境的數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)或增強(qiáng)對生產(chǎn)過程的狀態(tài)感知，并通過對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析，做出最佳決策，通過獨(dú)立或輔助現(xiàn)有的工業(yè)軟件系統(tǒng)（如MES的功能模塊）進(jìn)行精準(zhǔn)執(zhí)行，完成對生產(chǎn)過程的閉環(huán)優(yōu)化。

這里對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)現(xiàn)場關(guān)鍵環(huán)節(jié)的潛在應(yīng)用分別作一些初步的討論，通過圖示概要性地描述一下相應(yīng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案，最后導(dǎo)出一些為解決這些問題和需求所建立的一些新的能力。

比如，質(zhì)量閉環(huán)優(yōu)化管控領(lǐng)域問題與需求通常是：產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性是否需要提高？產(chǎn)品合格率是否有提高的空間？缺陷產(chǎn)品返工成本是否高？廢品的損失是否大？質(zhì)量檢測的準(zhǔn)確率是否需要提高？是否需要實(shí)現(xiàn)在線質(zhì)量檢測？是否需要根據(jù)工藝和過程參數(shù)？是否需要建立產(chǎn)品數(shù)字孿生體，對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行全過程追溯？等等。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案為：

智能質(zhì)量檢測判定或分類——提高質(zhì)量檢測的準(zhǔn)確性和效率，降低檢測成本。

缺陷產(chǎn)品原因的挖掘——降低缺陷或廢品率。

在線質(zhì)量檢測或預(yù)測——動態(tài)尋優(yōu)調(diào)整生產(chǎn)過程，中斷廢品生產(chǎn)流程。

實(shí)現(xiàn)工藝、物料、過程和質(zhì)量的閉環(huán)關(guān)聯(lián)——綜合性地優(yōu)化工藝參數(shù)，并對物料品質(zhì)的控制提供反饋。

提供在線質(zhì)量數(shù)據(jù)，支持?jǐn)?shù)字孿生體 ——實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的全過程追溯。

提供在線質(zhì)量數(shù)據(jù)，支持在線成本核算和績效預(yù)測與評估，提高生產(chǎn)管理水平。

問題與需求通常是：能耗占生產(chǎn)成本的比例是否高？是否有強(qiáng)制性的節(jié)能減排目標(biāo)？能量（如燃?xì)夂驼羝┑墓┙o和使用的穩(wěn)定性和平衡性是否滿足不同工序生產(chǎn)的要求，或是需要動態(tài)調(diào)優(yōu)，保障生產(chǎn)，減少浪費(fèi)？生產(chǎn)過程中熱能的使用是否有提升的空間？對生產(chǎn)過程中能量的使用量和效率是否已實(shí)現(xiàn)在線或定期離線監(jiān)控？能耗數(shù)據(jù)是否需要與工藝、物料、生產(chǎn)過程關(guān)聯(lián)，為工藝和生產(chǎn)過程的優(yōu)化提供反饋？

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案為：

能量使用和效率的監(jiān)控——提高能耗的可見度，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排提供確切依據(jù)。

對能量的供給和使用根據(jù)實(shí)時(shí)工況實(shí)現(xiàn)動態(tài)尋優(yōu)，提高穩(wěn)定性——保障生產(chǎn)，避免浪費(fèi)。

對生產(chǎn)過程操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化控制，提高生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和實(shí)現(xiàn)最佳控制值 ——提高熱能使用效率，降低能耗和減少排放。

實(shí)現(xiàn)工藝、物料、過程、質(zhì)量和能耗的閉環(huán)關(guān)聯(lián)——綜合性地優(yōu)化工藝參數(shù)。

提供能耗和排放在線數(shù)據(jù)，支持在線成本核算和績效預(yù)測與評估——提高生產(chǎn)管理水平。

再比如，業(yè)務(wù)績效在線監(jiān)控和預(yù)測領(lǐng)域問題與需求通常是：生產(chǎn)過程管理是否依賴手工報(bào)表，效率低，周期長，難以支撐管理的優(yōu)化？生產(chǎn)過程管理是否需要實(shí)現(xiàn)在線的業(yè)務(wù)績效監(jiān)控，把握目前或預(yù)測近期的生產(chǎn)狀況，針對生產(chǎn)問題給予及時(shí)和有效的糾正？生產(chǎn)過程管理是否需要把績效KPI與過程數(shù)據(jù)結(jié)合，從績效問題入手，有效地追溯到生產(chǎn)過程中導(dǎo)致問題的根本原因，以使其得到及時(shí)的解決？

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案為：

建立多層級的生產(chǎn)運(yùn)營監(jiān)控中心，提供短周期（每小時(shí)或更短）自動化的企業(yè)和工廠層級的生產(chǎn)和業(yè)務(wù)績效在線報(bào)告——實(shí)現(xiàn)高透明度的績效監(jiān)控和預(yù)測， 提升對生產(chǎn)和業(yè)務(wù)問題的響應(yīng)能力，向智能管理方向邁進(jìn)。

提供問題追溯能力，系統(tǒng)性地快速確認(rèn)問題的根源，并提出解決方案建議，提高及時(shí)有效解決問題的能力。

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制造業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的特定需求

上述解決方案明顯地共享著一條技術(shù)路線，包含幾個(gè)共同的功能模塊：數(shù)據(jù)采集和處理、（機(jī)理、數(shù)字和仿真）模型分析、通過應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的決策和執(zhí)行。不難預(yù)測，在同一個(gè)生產(chǎn)環(huán)境里將會同時(shí)實(shí)施多個(gè)以上所列舉的應(yīng)用。顯然，這些應(yīng)用不應(yīng)單獨(dú)重復(fù)地實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行這些通用功能模塊，而是應(yīng)在通用平臺上共享這些功能。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供的正是這樣一個(gè)平臺，在同一個(gè)平臺上，同時(shí)支持多個(gè)工業(yè)應(yīng)用的開發(fā)、運(yùn)營和管理，并系統(tǒng)地保障其安全性、可靠性和可擴(kuò)展性。

綜合其他考慮，制造業(yè)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺有如下特定需求：

生產(chǎn)數(shù)據(jù)全生命周期管理挑戰(zhàn)：設(shè)備數(shù)據(jù)多源異構(gòu)，高頻率，大批量，高并發(fā)，需要長周期保存；現(xiàn)有的數(shù)據(jù)湖形成信息孤島，無法有效利用。

能力：提供工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺, 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、分析和管理能力。

工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的模型和軟件化挑戰(zhàn)：工藝配置過于依賴經(jīng)驗(yàn)，難以與工況、品質(zhì)、成本和效率跟蹤反饋，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性積累和獲得最優(yōu)工藝參數(shù)；工業(yè)軟件需要簡易更新，以適應(yīng)生產(chǎn)的需求。

能力：提供輕量高效的工業(yè)模型和應(yīng)用敏捷開發(fā)框架，簡化軟件開發(fā)和迭代提升過程。

智能優(yōu)化的生產(chǎn)管理挑戰(zhàn)：生產(chǎn)計(jì)劃和排程未能根據(jù)現(xiàn)場的物料供應(yīng)、工況、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)出效率數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋動態(tài)調(diào)優(yōu)，并實(shí)現(xiàn)需求拉動的生產(chǎn)管理。

能力：提供先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析、AI、仿真能力，通過對生產(chǎn)資源、環(huán)境和流程的狀態(tài)感知，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能排產(chǎn)應(yīng)用。

設(shè)備和生產(chǎn)過程數(shù)字空間映射挑戰(zhàn)：設(shè)備和產(chǎn)品數(shù)字孿生體與仿真數(shù)據(jù)整合復(fù)雜、技術(shù)門檻高，不易實(shí)施。

能力：提供數(shù)字孿生體和仿真功能服務(wù)，降低難度，加快數(shù)字仿真在生產(chǎn)過程的應(yīng)用。

穩(wěn)定、可靠和先進(jìn)性挑戰(zhàn)：生產(chǎn)環(huán)境要求高度的可靠性、可擴(kuò)展性、魯棒性、低時(shí)延和技術(shù)的前瞻性。

能力：提供最新的機(jī)器學(xué)習(xí)、AI、仿真、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)優(yōu)化組合，滿足工業(yè)級特定的系統(tǒng)和技術(shù)要求。

自主、可控、安全挑戰(zhàn)：企業(yè)需要保障對系統(tǒng)的自主性和對數(shù)據(jù)、應(yīng)用、知識產(chǎn)權(quán)和商業(yè)機(jī)密的完全可控和安全性。

能力：靈活部署于企業(yè)內(nèi)部和邊緣的自主可控工業(yè)互聯(lián)平臺，保障系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全性和可控性。