【編者按】當前， 全球工業互聯網正處在格局未定的關鍵期、規模化擴張的視窗期、搶佔主導權的機遇期。 作為工業互聯網三大要素， 工業互聯網平臺是全要素連接的樞紐， 是工業資源配置的核心， 正成為領軍企業競爭的新賽道、產業佈局的新方向、製造大國競爭的新焦點。 為此， 中國電子報特推出“工業互聯網平臺建設與推廣專欄”， 工信部信軟司、業界專家受邀對推動工業互聯網平臺建設進行系列解讀， 共同探討工業互聯網平臺未來發展。
加快建設發展工業互聯網， 促進新一代資訊技術與製造業的深度融合創新，
國務院關於《深化“互聯網+先進製造業”發展工業互聯網的指導意見》明確需加快工業互聯網平臺建設， 提出“突破資料集成、平臺管理、開發工具、微服務框架、建模分析等關鍵技術瓶頸”， 並“開展工業互聯網平臺適配性、可靠性、安全性等方面試驗驗證， 推動平臺功能不斷完善”。
01
新型資訊技術推動工業互聯網平臺發展
工業互聯網平臺需要解決多類工業設備接入、多源工業資料集成、海量資料管理與處理、工業資料建模分析、工業應用創新與集成、工業知識積累反覆運算實現等一系列問題，
PaaS技術、新型集成技術和容器技術正加速改變資訊系統的構建和組織方式。 一是基於通用PaaS的二次開發成為工業PaaS主要構建方式， 為上層工業APP開發遮罩設備連接、軟體集成與部署、計算資源調度的複雜性。 二是新型集成技術成為平臺能力開放的重要手段，
邊緣計算技術極大地拓展了平臺收集和管理資料的範圍和能力。 一是邊緣側多協議轉化技術應用強化平臺資料接入能力， 實現感測器、控制系統、管理軟體等不同來源的海量資料在雲端的集成與彙聚。 二是邊緣資料處理和緩存技術有效提升平臺承載能力， 正成為當前主流平臺的共同選擇。 三是邊緣分析技術顯著增強平臺即時分析能力， 通過邊緣分析以及與雲端的協同， 更好滿足工業用戶對即時性和可靠性的要求。
微服務等新型開發框架驅動工業軟體發展方式不斷變革。 一方面， 基於微服務的開發方式支援多種開發工具和程式設計語言， 並通過將通用功能進行模組化封裝和複用， 加快應用部署速度， 降低應用維護成本。 另一方面， 基於圖形拖拽的開發方式降低了對開發人員程式設計基礎、開發經驗的要求， 使其可以專注於功能設計， 從而降低應用開發的門檻。
工業機理與資料科學深度融合則正在引發工業應用的創新浪潮。 一是對工業機理的深入理解是進行工業資料分析的重要前提， 工業經驗知識成為工業互聯網平臺的核心能力與競爭優勢。 二是大資料、機器學習技術驅動工業資料分析能力跨越式提升， 大資料、機器學習、人工智慧等方法成為平臺必備工具。
02
測試驗證規範工業互聯網平臺建設應用
工業互聯網平臺核心功能包括三個方面：一是基礎支撐能力， 能夠基於先進的計算架構和高性能的雲計算基礎設施， 支撐海量異構資料的採集、接入、存儲、處理和計算;二是工業作業系統能力， 能夠向下對接海量設備、自身承載工業知識， 對外開放開發環境與介面， 向上承載工業APP， 實現工業資源的優化配置與製造體系的智慧驅動;三是應用服務能力， 能夠基於工業資料、知識、資源等的彙聚，實現軟體工具共用、雲端業務集成應用、製造和服務能力交易、業務和模式創新以及合作生態構建。工業互聯網平臺測試驗證主要圍繞這三方面核心能力展開。
在基礎支撐能力測試方面，一是多類資料接入和協定轉換測試，支援感測器、控制器、工業設備、智慧產品、工控系統、智慧閘道、工業軟體等來來源資料的格式轉換和統一。二是工業資料邊緣處理測試，在設備和雲端邊緣側提供一定的資料預處理、存儲和分析能力，並且可實現平臺對接入設備的控制。三是連接管理測試，支援有線、無線網路接入，並能滿足工業場景所需的併發能力和即時接入需求。四是雲計算服務能力測試，能夠提供多種計算、存儲和資源配置能力，以及提供負載均衡、彈性伸縮、容器等多種服務。
在工業作業系統能力測試方面，一是開發環境測試，提供多種開發語言和多種開發工具，實現應用的快速創建和擴展。二是資源管理測試，能夠即時監控雲端應用需求並自動分配相應的底層資源，實現不同租戶應用和服務的隔離。三是資料管理測試，通過不同資料管理引擎實現海量工業資料的分區選擇、存儲、編目與索引等。四是工業資料分析測試，提供批次處理計算和流處理計算框架，支援海量資料清洗和預處理以及分析計算。五是工業演算法模型測試，具備各類典型機器學習和深度挖掘演算法庫，提供基於專業知識和經驗的工業機理模型庫。六是微服務架構測試，支撐基於微型服務單元集成的“松耦合”應用開發和部署。
在應用服務能力測試方面，一是工具軟體服務測試，提供雲化的研發設計、生產管理、運營管理等軟體。二是業務集成應用服務測試，支援製造企業橫向、縱向和端到端的資料、系統、資源等集成共用和協同交互。三是製造和服務交易能力測試，支援研發設計和生產能力進行線上對接與交易，促進製造企業資源最優配置和使用效率最大化。四是系統解決方案集成應用測試，提供大量可複用的工業微服務和豐富的工業APP，構建數位化、網路化、智慧化整體解決方案。五是基於工業PaaS的創新應用服務測試，支援開發者利用平臺進行創新應用開發和發佈，形成持續創新生態。
03
推進建議
突破工業互聯網平臺共性技術。一是提升平臺異構資料接入能力，突破智慧傳感、邊緣計算、資料協定轉換等關鍵基礎技術。二是構建雲計算與大資料基礎，進行雲基礎設施、資料庫管理、分散式運算等共性技術集成應用。三是強化平臺工具與服務支撐，促進工業知識與資料分析方法深度融合創新，構建支援多種語言的開發環境和微服務架構，提供各類創新開發工具及工業微服務。
構建工業互聯網平臺標準體系。統籌推進工業互聯網平臺標準體系建設，完善平臺功能參考架構，加快關鍵技術標準研製，支援行業應用標準制定，形成一批基礎共性標準、技術性能標準、行業應用標準及安全保障標準。組織開展標準試驗驗證工作，促進標準試驗驗證環境建設、模擬系統及相關測試工具開發與應用。
開展平臺基礎共性能力測試。面向設備接入、邊緣計算、雲計算、API介面等支撐工業互聯網平臺構建的基礎共性技術，以及對平臺資料管理、大資料處理、微服務和應用開發環境等不同類型工具，支持科研院所、高校與企業合作開展測試驗證系統建設工作，搭建具備通用性和擴展性的平臺測試驗證環境，開發針對多源異構資料集成、邊緣資料處理、資料網路傳輸、雲計算拓展等能力或場景的測試用例，促進工業互聯網平臺技術創新，加速平臺構建。
加快平臺應用服務能力驗證。聚焦工業互聯網平臺解決方案及服務能力，支援工業企業搭建工業應用驗證場景，對平臺軟體工具共用、業務系統集成和工業APP等基礎服務能力開展驗證，並進行基於平臺的個性化定制、網路化協同、智慧化生產等完整解決方案驗證和示範，支撐工業互聯網快速應用推廣。
(作者余曉暉，系中國資訊通信研究院總工程師)
相關推薦：工業互聯網平臺建設與推廣專欄
能夠基於工業資料、知識、資源等的彙聚，實現軟體工具共用、雲端業務集成應用、製造和服務能力交易、業務和模式創新以及合作生態構建。工業互聯網平臺測試驗證主要圍繞這三方面核心能力展開。在基礎支撐能力測試方面，一是多類資料接入和協定轉換測試，支援感測器、控制器、工業設備、智慧產品、工控系統、智慧閘道、工業軟體等來來源資料的格式轉換和統一。二是工業資料邊緣處理測試，在設備和雲端邊緣側提供一定的資料預處理、存儲和分析能力，並且可實現平臺對接入設備的控制。三是連接管理測試，支援有線、無線網路接入，並能滿足工業場景所需的併發能力和即時接入需求。四是雲計算服務能力測試，能夠提供多種計算、存儲和資源配置能力，以及提供負載均衡、彈性伸縮、容器等多種服務。
在工業作業系統能力測試方面，一是開發環境測試，提供多種開發語言和多種開發工具，實現應用的快速創建和擴展。二是資源管理測試，能夠即時監控雲端應用需求並自動分配相應的底層資源，實現不同租戶應用和服務的隔離。三是資料管理測試，通過不同資料管理引擎實現海量工業資料的分區選擇、存儲、編目與索引等。四是工業資料分析測試，提供批次處理計算和流處理計算框架，支援海量資料清洗和預處理以及分析計算。五是工業演算法模型測試，具備各類典型機器學習和深度挖掘演算法庫，提供基於專業知識和經驗的工業機理模型庫。六是微服務架構測試，支撐基於微型服務單元集成的“松耦合”應用開發和部署。
在應用服務能力測試方面，一是工具軟體服務測試，提供雲化的研發設計、生產管理、運營管理等軟體。二是業務集成應用服務測試，支援製造企業橫向、縱向和端到端的資料、系統、資源等集成共用和協同交互。三是製造和服務交易能力測試，支援研發設計和生產能力進行線上對接與交易，促進製造企業資源最優配置和使用效率最大化。四是系統解決方案集成應用測試，提供大量可複用的工業微服務和豐富的工業APP，構建數位化、網路化、智慧化整體解決方案。五是基於工業PaaS的創新應用服務測試，支援開發者利用平臺進行創新應用開發和發佈，形成持續創新生態。
03
推進建議
突破工業互聯網平臺共性技術。一是提升平臺異構資料接入能力，突破智慧傳感、邊緣計算、資料協定轉換等關鍵基礎技術。二是構建雲計算與大資料基礎，進行雲基礎設施、資料庫管理、分散式運算等共性技術集成應用。三是強化平臺工具與服務支撐，促進工業知識與資料分析方法深度融合創新，構建支援多種語言的開發環境和微服務架構，提供各類創新開發工具及工業微服務。
構建工業互聯網平臺標準體系。統籌推進工業互聯網平臺標準體系建設，完善平臺功能參考架構，加快關鍵技術標準研製，支援行業應用標準制定，形成一批基礎共性標準、技術性能標準、行業應用標準及安全保障標準。組織開展標準試驗驗證工作，促進標準試驗驗證環境建設、模擬系統及相關測試工具開發與應用。
開展平臺基礎共性能力測試。面向設備接入、邊緣計算、雲計算、API介面等支撐工業互聯網平臺構建的基礎共性技術，以及對平臺資料管理、大資料處理、微服務和應用開發環境等不同類型工具，支持科研院所、高校與企業合作開展測試驗證系統建設工作，搭建具備通用性和擴展性的平臺測試驗證環境，開發針對多源異構資料集成、邊緣資料處理、資料網路傳輸、雲計算拓展等能力或場景的測試用例，促進工業互聯網平臺技術創新，加速平臺構建。
加快平臺應用服務能力驗證。聚焦工業互聯網平臺解決方案及服務能力，支援工業企業搭建工業應用驗證場景，對平臺軟體工具共用、業務系統集成和工業APP等基礎服務能力開展驗證，並進行基於平臺的個性化定制、網路化協同、智慧化生產等完整解決方案驗證和示範，支撐工業互聯網快速應用推廣。
(作者余曉暉，系中國資訊通信研究院總工程師)
相關推薦：工業互聯網平臺建設與推廣專欄