作者
譚彰
浙江藍卓工業網際網路資訊科技有限公司總經理、工業網際網路產業聯盟副理事長
在過去幾年，“工業網際網路”不僅在全球引發了一場技術風潮，更成為政府在當前複雜多變的政治經濟局勢下，打造中國工業強引擎、構建產業新生態、引領經濟高質量發展的重要武器。
當今世界，資訊化浪潮席捲全球，資訊通訊技術與製造技術交叉融合，人類社會正在進入萬物互聯、虛實結合、數字智慧、開放共享的新時代。工業網際網路與我國加快轉變經濟發展方式形成歷史性交匯，為我國實施創新驅動發展戰略提供了難得的重大歷史機遇。
近日，國家統計局公佈我國國內年度生產總值首次突破百萬億，成為主要經濟體中唯一實現正增長的經濟體。製造業的快速復甦為我國經濟的增長和穩定做出了非常突出的貢獻，資料顯示2020年1-11月份，全國規模以上工業企業實現利潤總額57445億元，同比增長2.4%。在工業網際網路技術的助力下，各地工業企業快速復產復工，反映了中國製造業門類完整齊全、產業鏈韌性強、靈活度高、自我恢復能力強的優勢。工業網際網路產業經過4年多發展，也在這場突如其來的疫情中，交出了一份令人滿意的答卷。
目前製造業在向數字化、網路化、智慧化轉型過程中，其生產、管理、運營各環節逐步暴露出許多問題。工業企業的真實需求，主要體現在資料融合，生產計劃排程，工業裝置管理，生產協同等方面。
在資料融合應用方面
普遍存在多元資料採集、異構系統整合、資料融合應用的需求。在生產製造過程中生產資料、管理資料、化驗資料、安全監控資料、環保監測資料、氣象環境資料、原材料質量、人員定位資料和影片監控資料等如何進行有效地加工和應用是目前工業企業面臨的共性問題。在企業的實際經營和運維過程中，又強烈地要求這些資料能夠無縫融合。
在生產計劃排程方面
企業急需應用門檻低的行業工廠模型、物性資料庫及演算法庫。由於現代工業企業，生產環節多，協作關係複雜，生產連續性強，情況變化快，某一局部發生故障，或某一措施沒有按期實現，往往會波及整個生產系統的執行。因此，加強生產排程工作，對於及時瞭解、掌握生產進度，研究分析影響生產的各種因素，根據不同情況採取相應對策，使差距縮小或恢復正常是非常重要的。
在工業裝置管理方面
企業缺乏智慧化、視覺化、一體化的管理工具。製造業企業存在大量動裝置和靜裝置，包括罐類、塔類、閥門類、管道類、儀表類、化驗分析類等。這些裝置的智慧化程度不一，維護、保養和管理要求不同。很多企業針對這些裝置並沒有實現電子化全生命週期管理，僅靠人工和紙面臺賬的方式進行記錄，對單個裝置的維護僅靠計劃性的週期性保養和維修。然而，這些裝置在生產環境中，均有長期執行和穩定執行的要求，如果某個裝置因為故障而無法及時修復，將影響裝置的正常執行，導致停車整修。
在工業生產安全管理方面
隨著工業自動化的發展，生產裝置變得越來越自動化、連續化、大型化、複雜化，企業生產過程處理和儲存的易燃、易爆、有毒的危險物規模也越來越大，一旦這些物質的正常執行狀態遭到破壞，就有可能造成人員傷亡、財產損失和環境破壞。災害影響範圍大，事故的發生具有突發性、災難性、複雜性和社會性。因此製造業對安全管理的要求極為嚴格。
在生產協同方面
當下越來越多工業企業已經認識到數字化轉型的必要性，對於數字化的應用落地也非常迫切。工業作業系統可以有效連線工廠內部各種各樣的裝置和系統，實現互聯互通和整合融合，另一方面，可以實現企業和企業之間、產業鏈上下游的協同，透過開放平臺，工業智慧軟體實現去技能化。工業作業系統還可以把工業軟體構建起來，實現工業知識的有效沉澱、共享和複用，驅動企業的業務模式轉型、管理的變革和商業模式的創新，增強企業的核心競爭力，進而助力產業的高質量發展。
在充分了解、認識，並且深入一線整理了企業的數字化需求之後，藍卓在2018年推出了國內首個具備自主智慧財產權的工業作業系統——supOS。在我們的體系架構中，工業作業系統是一個“承上啟下”的通用平臺，假如把一個工廠看成一個手機，為每個工廠裝上智慧的作業系統，管理工廠裡的每一個硬體、生產要素，就像安卓或iOS管理手機裡的晶片等元素一樣；原先工廠當中垂直煙囪式的大型軟體變成了智慧作業系統上的APP，來自不同廠家的APP可以運營在統一平臺上，實現OS+APP的智慧工廠新模式。
我們認為符合現代工業發展需求的工業作業系統，需要具備如下特性：
1️⃣ 用於工廠全資訊的整合 可有效地融合工廠的生產、管理和運營資料。將傳統工廠DCS、MES、ERP等系統金字塔式的資料傳遞方式，（補充一下：不僅是系統裡的資料，還包括裝置資料，影片監控、溫溼度等異構系統資料）回覆：這裡講的是金字塔式資料傳遞方式，不是指資料結構，異構系統在第二條轉變為“扁平化”結構，實現基礎自動化各系統之間的互聯互通與最佳化控制，真正發揮工業企業在工廠自動化層面所建系統的協同、最佳化及放大作用，為工廠“安、穩、長、滿、優、智”的高效執行提供基礎性的核心支撐作用。
2️⃣ 作為工廠的通用聯結器 相容各類主流工業協議，可實現工業資料的全整合與標準化管理，如資料標準化和物件資訊模型的執行期管理，多元資料預處理、儲存、壓縮處理，提供實時和歷史資料查詢服務，計算資源管理和服務治理，業務流搭建，提供一個資訊融合、多元資料混合的快速資料分析構建平臺。
3️⃣ 提供組態式的APP開發環境 具有資料分析和挖掘所需的演算法模組和展示模板，支援介面DIY，使用者透過滑鼠拖拉拽就可以完成報表的製作和業務流程的落地，支援使用者對簡易工業APP快速設計和開發。
4️⃣ 提供智慧引擎服務 支援主流演算法如聚類分析、迴歸分析、決策樹、隨機森林、樸素貝葉斯、遺傳演算法、深度學習、神經網路等，同時提供面向行業共性的機理模型、知識圖譜等，全面提高智慧應用的靈活性，降低大資料和人工智慧應用的門檻和難度。
5️⃣ 提供平臺開放服務 開發工具集、開發包、介面及認證釋出服務，簡單易用。具備完整全面的工業APP商店和開發者中心，技術上支援生態合作伙伴的發展，能夠繁榮工業網際網路應用的生態圈。
6️⃣ 提供平臺開放服務 提供安全可控的分層多點資訊保安防護，支援深度防禦安全，將安全防護能力分佈在平臺中的各層架構。實現訪問控制、資料分割槽隔離、通訊安全加密、入侵檢測等資訊保安防護功能。
在產品應用規模上
supOS工業作業系統經過從V1.0到V3.0三個大版本迭代，已經實現以“平臺+工業智慧APPs”的應用模式，賦能17個行業，包括石化化工、建材等流程行業和金屬製品加工、汽配、裝備製造等離散行業，應用專案覆蓋了全國27個省市地區，以及白俄羅斯、泰國、沙特等國家。建設了寧波、嘉興、安慶、紹興等區域級的工業網際網路平臺，還有汽車零部件、金屬製品、箱包、膠囊等行業級平臺，融通上下游產業鏈條和產業叢集，打造區域特色產業。同時藍卓正在積極建設以化工園區、小微型工業園區為主的園區級平臺，增強園區業主方的數字化運營管理能力。
在產品成熟度層面
supOS已成為具備邊緣智慧平臺、工業資訊全整合平臺、工業資料湖、工業資料資產管理平臺、工業APP開放平臺、工業大資料分析平臺、Open API、SDK、工業智慧演算法、應用商店、開發者中心、藍卓雲等一體的完整的作業系統。可為企業提供以工業大資料為核心的全生命週期服務；提供工業大資料和人工智慧的整合、分析、挖掘和視覺化展示的一整套IT工具集和模板庫，為工廠的生產者、管理者、經營者和業務專家們提供了資料和應用場景創新的平臺；提供開放的資料服務、計算服務、儲存服務和安全服務，支援原生開發、遷移與整合，幫助工業APP開發者聚焦業務本身的開發與設計，降低基礎服務的技術門檻和開發成本；提供雲、企、端的統一架構，可實現工業智慧APP和資料的快速遷移，滿足企業不同時期的應用部署場景和要求。
圖1、supOS工業作業系統架構圖
目前，藍卓正面向區域、行業、園區、企業四個層次參與各個地方的工業網際網路平臺體系建設。聯合本地服務商和全國的優秀服務商生態，面向地方的優勢產業賦能。同時藍卓也聯合生態合作伙伴，以supOS工業作業系統為基礎平臺，和生態合作伙伴在行業方面進行合作，藍卓的生態合作伙伴都具備行業的積累以及面向專業領域的行業性產品，基礎平臺結合以後，已面向多個行業推出了行業級的子平臺，透過平臺賦能中小企業的數字化轉型。
圖2、多級工業網際網路平臺體系建設
在流程行業
我們應用工業作業系統+APP的方式為海螺水泥構建了企業級平臺。透過打通ERP系統、物流系統和DCS系統、質量系統實現雲邊協同應用，透過大資料和人工智慧的技術，實現關鍵裝置的狀態檢測和預測預警，提高裝置利用率，減少現場人工的巡檢，實現現場的少人化，有效滿足了大型水泥集團需要全國性異地辦廠、集中管控的需要。
圖3、海螺水泥智慧工廠資料中心示範
在離散行業
我們為安慶一枝梅打造了基於工業作業系統的數字化車間。透過產線裝置的數字化改造，透過點線實現工廠各裝置的互聯互通，透過打通ERP系統和工業APP之間的資料閉環，實現生產計劃、控制、反饋、調節的閉環管理。例如，透過車間、產線、工序全過程視覺化，實現基於工業和裝置的透明工廠。透過訂單拉動產線和庫存，實現智慧的生產和智慧的倉儲物流，並且透過產線當中生產能力的分析以及和生產相關重要裝置執行狀態的監測以及匹配生產計劃和加工量的統計，實現基於大資料智慧的生產排程等。
圖4、安慶一枝梅車間產線工序全生命週期視覺化
在園區層面
我們基於supOS建設智慧工業園區平臺，透過平臺連線園區內的各種工業企業，一方面可以為園區提供統一的平臺進行安全的監管、環保、節能減排的監管功能，另一方面透過平臺為園區內的企業提供公共的生產管理、裝置運維、倉儲物流等公共服務，提升園區的數字化整體競爭力。
先進企業的數字化創新和驅動成果，會不斷引領行業發展的整體走向。工業網際網路是走向未來工業發展的必須使用的手段。而先進企業需要的平臺必須能幫助其實現企業內部互聯互通，塑造基於資料驅動的業務模式、管理模式、商業模式。
從技術發展的角度來說，工業網際網路產業正呈現以下趨勢：
1️⃣ 第一，在資料互聯和整合方面，以泛在介面卡和業務服務軟匯流排的方式，實現工廠多業務系統協同、全系統整合，具備對常見工業協議和工業裝置的支撐能力，實現全域資料，統一管理的能力。
2️⃣ 第二，針對市場普遍存在大企業更關注私有化部署，中小微企業更關注雲上使用的現象，雲化部署和混合雲部署將成為主流實施方式，一方面既滿足企業對即插即用、彈性擴容以及降低實施門檻的要求，一方面也滿足企業對於資料安全、完整、保密以及許可權管控的需要。
3️⃣ 第三，平臺型產品支援對資料進行全域組態化建模，面向各種各樣場景提供開放的資料服務，包括綜合展示、業務APP、智慧APP等。為工廠的生產、管理提供視覺化支撐，大大降低工廠的資料門檻，實現自助的資料融合應用。
4️⃣ 第四，發展低程式碼開發工具，同時針對大量傳統工業軟體向工業網際網路架構轉移的現狀，提供快速的工業軟體整合遷移工具，透過弱整合、淺整合、深整合的方式，使平臺上的APP更豐富。
從產業發展的角度來說，未來的工業網際網路產業還呈現以下趨勢：
1️⃣ 第一，透過企業的智慧製造、數字化建設，將工藝專家的知識經驗等轉換成智慧工業軟體，實現“去技能化”。從企業的角度來講，現在很多工藝質量的精準控制，或者一些高水準生產管控，在很大程度上還是依賴一些熟練的工藝專家，而有經驗的老工人越來越稀缺。透過建設企業工業網際網路平臺，構建承載工廠全生命週期的PT（工藝技術）、ET（裝置技術）、OT（運營技術）、AT（自動化技術）、IT（ABC資訊科技）的知識融合平臺，可以將工業知識和經驗沉澱下來，用軟體來輔助人的操作，將複雜的製造過程konw-how沉澱下來。
2️⃣ 第二，工業網際網路平臺化和開放化的重要性將越來越凸顯。業主方會避免建設一些封閉式的、煙囪式的，以後很容易推倒重建的系統，並且重視平臺的延展性和開放性。只有這樣做，才能持續地讓企業的知識、經驗和技能得到不斷髮展。
3️⃣ 第三，亟需構建面向於生態體系的開放平臺。工業網際網路的發展會使得工業軟體共性的內容下沉到平臺上面，面向垂直領域的APP將由很多行業裡面的專家、生態合作伙伴共同開發，最終來實現整個由平臺商、工業軟體商、實施服務商、工業使用者，共同參與的一種工業智慧應用的生態體系。
4️⃣ 第四，針對工業網際網路的網路安全和資訊保安得到空前發展。隨著聯網化和各種生態型APP的出現，現在已經有非常多的定向對於工業企業的攻擊，對於資料的安全、生產的安全，無論是企業還是國家頂層層面都將非常重視。
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