工业互联网平台：智能制造的核心技术
工业互联网平台是智能制造的核心技术之一，对智能制造的发展起着至关重要的作用。
中国工业互联网网络领域和平台领域的多项标准近日发布，标志着中国工业互联网体系建设迈出了坚实的一步。
10月25日，中国工业和信息化部官方网站披露，国家标准化管理委员会近日批准发布《工业互联网总体网络架构》国家标准，这是全国工业互联网网络领域发布的首个国家标准。
该标准围绕工业互联网网络规划、设计、建设和升级改造，规范了工业互联网工厂内、工厂外网络架构的目标架构和功能要求，提出了工业互联网网络实施框架和安全要求，有助于加快构建高质量的工业互联网网络基础设施。
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工业互联网及其层次结构
工业互联网（industrial internet）概念最初由通用公司提出，它集成了大数据技术和各类分析工具，并通过无线网络将工业设备连接起来。
工业互联网将能快速适应不同任务的人工智能模型应用于分布式系统，通过云计算优化控制过程，实现更高程度的自动化。
其核心含义与德国提出的“工业4.0”、中国提出的“中国制造2025”相同，即借助飞速发展的信息技术，在更高的层次将生产所涉及到的离散信息联结起来，利用大数据分析技术，优化生产过程，提高智能制造水平。
工业革命以来，机器生产取代人力，大规模工厂化生产取代个体工场手工生产。传统手工生产时，人通过视觉、听觉、触觉等方式感知生产要素信息，在大脑中对信息进行整合、分析，以生产需求为驱动，对生产要素进行配置，从而满足生产要求。
进入机器大生产时代以来，生产分工越来越细致，一种产品往往是多家工厂共同协作生产而来。生产设备的大幅度增加，导致生产涉及到大量的生产要素。同时，生产设备朝着精密化、智能化的方向发展，描述单一设备的状态需要大量的信息，因此，传统的通过人的知觉感知全部生产要素是十分困难的。
此外，生产要素之间通常是跨越空间和时间的，人们感知到的信息通常具有局限性和延迟性，基于感知到的信息制定的决策，通常不是全局最优的策略。
随着智能传感器的广泛应用，人们可以实时感知离散的生产要素信息。而物联网时代，能将这类信息在云平台上进行整合、分析，来优化制造过程，实现智能化生产，工业互联网平台也就应运而生。
工业互联网通过智能传感器，实时感知生产要素信息，并通过无线网络传输到工业互联网平台，工业互联网平台对信息进行分析、优化，然后对生产要素进行最优化配置，从而实现智能制造。
工业互联网层次结构可以分为4层，主要包含边缘层、平台层、应用层以及IaaS层。
边缘层解决数据采集的问题，其通过大范围、深层次的数据采集，以及异构数据的协议转换与边缘处理，构建工业互联网平台的数据基础。
平台层解决工业数据处理和知识积累沉淀问题，依赖大数据分析技术，提供最优策略，形成开发环境，与之前不同的是会有云化的软件的应用。
应用层解决工业实践和创新的问题，主要面向特定工业应用场景，激发全社会资源推动工业技术、经验、知识和最佳实践的模型化、软件化、再封装（即工业APP），用户通过对工业APP的调用实现对特定制造资源的优化配置。
IaaS层通过虚拟化技术将计算、存储、网络等资源池化，向用户提供可计量、弹性化的资源服务。
02
工业互联网平台应用场景
总的来说，工业互联网平台有三大应用场景。
加工过程优化
工业互联网平台能够实时感知加工过程中设备运行数据、加工工艺参数，同时将其与原材料信息、人员配置、设备状态、质量检测数据等信息关联起来，因此，工业互联网平台可以实现工艺参数优化和提供设备维护决策支持。
工业互联网平台可以利用大数据分析技术，挖掘产品质量与加工工艺参数之间的关联关系，通过建立产品质量与工艺参数之间的映射，获取能提高产品质量的工艺参数。
同时，工业互联网平台可以基于设备历史运行数据和历史状态，分析监测参数与设备状态之间的关系，进而推理出设备状态的演化规律，为智能设备的预防性维护、远程寿命预测及状态监测提供决策支持。
资源管理优化
工业互联网平台不仅可以感知设备级、车间级的数据，同时能将跨部门、跨层级的生产要素之间的信息关联互通，对生产过程的描述也不局限于加工过程，而是从更深的层次、更细的粒度、更全面的角度对生产制造的全过程进行描述，能从更全面的角度对资源配置进行优化。
此外，用户的需求也能更直接地反馈到生产端，为更快适应的柔性制造提供配置方案。
工业互联网平台能更全面准确的描述生产要素在加工过程中的状态，尤其是资源利用情况，如能耗、空间占用、运输成本等等。
受益于生产要素信息的全面互联，工业互联网平台能统筹考虑多方面要素，给出更接近于全局最优的资源配置方案。
工业互联网平台能感知生产要素在制造系统中流转的影响，面对新模式生产场景和个性化生产需求，工业互联网平台能给出快速响应的柔性制造配置方案，从而满足定制化的产品要求。
市场决策优化
工业互联网平台将供应商、制造商、销售商及消费者联系起来，市场行为本质上是由需求驱动，商业行为与制造过程有着密不可分的复杂耦合关系，对于历史消费数据的分析，可以用于预测市场需求，同时，通过对短期市场行为的分析，可以预知可能发生的风险，做好风险管控。
工业互联网平台感知到的产品全生命周期信息，能从中分析出从原材料—制造—销售—使用中各个要素之间的复杂耦合关系，通过对历史信息的分析，能对未来需要的产品种类及产能进行预测。
工业互联网平台的优势在于全局信息感知，对于全局信息的实时掌握，能用来预测未来市场可能发生的风险，进而快速对生产制造进行调整，对资源配置进行优化，从而合理地规避风险。
03
工业互联网平台能力进化
工业互联网平台所追求的，就是提高工业知识封装、扩散的效率，传统的项目定制化开发、部署、运营的比重要越来越低，开箱即用且满足企业个性需求的产品级解决方案的比重越来越高，这是工业互联网平台所要追求的核心竞争力。
无论美国、德国，还是中国，在工业互联网的赛道上，企业经营都无比艰难。事实上，工业互联网的技术和业务拓展，就像是大航海时代的一艘航船，在无人区航行，没有什么可以借鉴。
今天，对于工业互联网的市场而言，主要矛盾是供给端的技术解决方案能力不足，需求是现实的、急迫的。
工业互联网平台企业的挑战，就在于面向复杂的业务需求，不断找到多种新技术组织的最佳方案，找到技术上的可行性，实现商业上的闭环。如果做一个比喻的话，工业互联网人可能手里只有一张地图，知道大概方向，但没有指南针，每向前走一步都是一次艰难的探索。
从这个意义上看，工业互联网从一个项目公司、产品公司到平台公司，其能力的跃升一定是走向了一个“无人区”，是一次脱胎换骨式的蝶变，能进化出来的一定是凤毛麟角的。
工业互联网的市场空间，不是替代旧市场，而是创造一个新市场；IT与OT系统连接融合，不是IT系统功能叠加的物理反应，而是技术体系和功能重构的化学反应；工业互联网的意义，不是传统IT方案的升级，而是重新定义技术价值、解决方案和商业模式。
走向工业互联网的新赛道，我们需要找到新的大陆，需要面向角色场景重新定义时代。这是一场马拉松，而不是百米跑。起点不重要，重要的是企业要能够从项目公司、产品公司进化到平台公司。这种进化的速度和能力才是关键。
编辑：孙浪
监制：李红梅
文章参考：
1.《中国工业互联网领域多项标准发布》中国新闻网
2.《工业互联网平台核心能力的三次跃迁》阿里研究院
3.《智能制造的核心技术之工业互联网平台》智造范
4.《工业互联网生态系统模型研究与应用》中国工业报
5.《提升工业互联网创新链整体效能》中国经济网
6.《工业互联网，融合创新亮点多》人民日报