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工业互联网:工互平台虽好,工业爱普当家

发布时间:2022-10-17作者来源:金航标浏览:476


20171127日国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》(以下 “指导意见”),给出了明确的长远规划:“到2035年,建成国际领先的工业互联网网络基础设施和平台,形成国际先进的技术与产业体系,工业互联网全面深度应用并在优势行业形成创新引领能力,安全保障能力全面提升,重点领域实现国际领先。到本世纪中叶,工业互联网网络基础设施全面支撑经济社会发展,工业互联网创新发展能力、技术产业体系以及融合应用等全面达到国际先进水平,综合实力进入世界前列。”

此后,工业互联网开始加速发展。时至今日,热度不减。但是,各界对工业互联网平台的关注度非常高,而对工业APP(也称工业爱普)的关注度还明显不够。

1.工业APP的定义与意义

工业APP是一种新型工业应用软件,是工业软件快速崛起的新势力。

在工信部《工业互联网APP培育工程实施方案(2018-2020年)》(以下 “实施方案”)中将工业APP定义为:“工业互联网APP(以下简称工业APP)是基于工业互联网、承载工业知识和经验、满足特定需求的工业应用软件,是工业技术软件化的重要成果。”该方案指出:“实施工业APP培育工程,有利于发挥软件赋能、赋值、赋智作用,推进两化深度融合;有利于将制造业企业内部原本分散、隐性的工业技术挖掘出来、传播开来、传承下去,破解国内工匠不足难题;有利于汇聚海量开发者、提升用户粘性,打造资源富集、多方参与、合作共赢、协同演进的工业互联网平台应用生态;有利于更大程度激发‘双创’活力,培育产业发展新动能,带动形成新的增长极。”

2.必须高度重视工业APP

一架飞机,如果没有多用途航弹和空空导弹,就失去了战斗力;一艘航母,如果没有足够的舰载机、海空导弹和万发炮,基本上是一个海上靶子;同理,一个工业互联网平台,如果没有功能丰富的工业APP,这个工业互联网平台也就失去了实用价值,工业互联网的发展就会受到阻碍。

因此,对工业APP的认识,必须提高到整个工业互联网产业发展和价值提升的角度来重新定位和诠释。无论是工业互联网平台厂商,还是企业用户,都应该特别重视工业APP的开发与应用问题。

没有数量巨大、丰富多彩的工业APP作为功能支撑,任何一个工业互联网平台(或类似平台)能发挥的作用都是有限的。笔者公开讲过很多次:工业APP是工业互联网平台的试金石,是工业知识的数字化容器,是工业软件的新势力,是工业技术软件化的神来之笔。

3.工业APP与平台的关系

现在不少的工业互联网企业和用户,对工业互联网平台和工业APP的区分一直不是很清楚。在历年工业APP大赛中,不少参赛团队特别喜欢把自己的工业APP参赛项目命名为“XX平台”“XX云平台”“XX大系统”等,感觉这样写就能够较好地显示出自己所申报的工业APP的重要性和成功性。笔者作为多年的大赛评委,一再提醒参赛团队注意这一点,不要把工业APP说成平台,但是似乎没有引起参赛企业的足够注意。

工信部有关部门为此专门发文予以提醒,在2021917 日,工信部在发布《工业和信息化部办公厅关于开展2021年工业互联网APP优秀解决方案征集遴选工作的通知》(工信厅信发函〔2021224号)文件中,在“二、申报要求”中特别指出:(一)优秀解决方案须结合实际应用场景,依托工业互联网平台解决工业实际需求,可由一个或一组工业APP构成,充分体现工业APP“小轻灵、可组合、可重用”等特点,禁止上报“大系统、大平台

工业APP与其所运行的平台之间的关系,是必须要澄清的一个技术要点。工业互联网的结构由信通院发布的工业互联网平台白皮书(2017)所确立,已经成为事实上的行业标准。由边缘层(Edge)、基础层(IaaS)、平台层(PaaS)、应用层(SaaS)组成的四层结构一直延续至今。工业APP部署在应用层(SaaS)是业内共识。

平台层(PaaS)支撑应用层(SaaS),即工业APP运行在工业互联网平台上,是一种理想的、符合有关白皮书和规范的形式。但是从工业APP发展的历史来看,工业APP所运行的“平台”,是泛指的平台,是企业在开发工业APP时有条件采用的平台。笔者在《铸魂:软件定义制造》一书中表达这样的看法:“……在其发展过程中,工业APP运行载体呈现多样化特征,如工业APP既可以安装、部署和运行在诸如工业互联网平台、工业大数据平台、工业通用设计软件平台、生产管控平台等系统平台上,也可以单独使用在电脑单机上。”

平台层(PaaS)、应用层(SaaS)是两个层面的事物。平台以多种系统资源支撑工业APP,工业APP丰富平台应用软件功能和拓展平台的实用价值。二者的关系必须澄清,不可混淆。切不可在参加工业APP大赛时把工业APP项目名称命名为“XX平台”,更不要在工业APP的项目介绍中出现大量介绍工互联网平台的内容。

4.工业APP该从哪里来

做好工业技术软件化工作,是丰富和发展工业APP的重要途径。工业技术软件化的定义:工业技术软件化是一种充分利用软件技术,实现工业技术/知识的持续积累、系统转化、集智应用、泛在部署的培育和发展过程,其成果是产出工业软件,推动工业进步。“实施方案”中认为工业APP是“承载工业知识和经验,满足特定需求的工业应用软件,是工业技术软件化的重要成果。”工业APP与工业技术软件化具有强烈的因果关系。

供给侧的工业互联网平台厂商和需求侧的工业APP用户,应该共同发力,共襄盛举。工业互联网平台厂商一定要想用户所想,急用户所急,在自己的平台上尽量开发和部署更多、更实用、契合制造业特点的工业APP;企业用户也应该从行业需求出发,不断给平台厂商提出建议和要求,告诉他们用户需要什么样的工业APP,形成需求导向和牵引。另外,作为有一定开发能力的工业企业,也应该以各种方式鼓励自己的员工,把在本企业积累的研发秘笈、工艺诀窍、业务知识、专家经验等,写到软件中。

工业APP的低代码化和可移植性是目前工业互联网平台上的软件研发重点。中国工业从业人员1.2亿,其中只有大约十万软件开发人员,而且绝大多数不从事工业APP开发工作。如果能够以低代码的“拖拉拽”方式开发工业APP,加入开发人员行列的人数就可能达到千万,这是工业APP的重大发展潜力。

关于工业APP来源的完整论述,读者可参阅《铸魂:软件定义制造》第七章。

5.工业APP的三种类型

行业不同、工业产品和工业技术不同,导致工业APP各不相同。工业技术覆盖了工业41个大类、207个中类、666个小类等各种相关技术知识。其中基础性、共用类工业技术软件化为基础共性APP,行业通用的工业技术软件化为行业通用APP,企业型号和产品专用的工业技术软件化为工程专用APP。以上分类简称“基、通、专”

基础共性APP

基础共性APP常常是基于自然科学、社会科学进行改造世界的一般通用性技术软件化形成的应用软件。这些通用技术一般不形成特定的工业产品,但是却常常通用于多种工业产品的研发、生产和保障等过程之中。如摩擦轮传动、带传动、链传动、螺旋传动和齿轮传动等各种机械传动技术,依据的是多种自然科学知识。它们可以使用在大量的工业产品之中,是一种典型的技术科学。依据这些传动技术,可以形成摩擦轮传动APP、带传动APP、链传动APP、螺旋传动APP和齿轮传动APP等各种机械传动APP

GB/T 13745-2009 学科分类与代码》中描述了部分技术科学,常见的技术科学包括测绘科学技术、材料科学、矿山工程技术、冶金工程技术、机械工程、动力与电气工程、能源科学技术、核科学技术、电子与通信技术、计算机科学技术、化学工程、纺织科学技术、食品科学技术、土木建筑工程、水利工程、交通运输工程、航空航天科学技术、环境科学技术、资源科学技术和安全科学技术等。这些技术科学都可以发展相应的基础共性APP

基础共性APP在工业领域发挥着基础作用,单个基础共性APP适用范围最广。

行业通用APP

行业通用APP是依据技术科学形成的工业APP。行业通用APP按照不同的顶层行业进行划分,包含冶金APP、非金属产品APP、机械APP和交通工具APP等。顶层行业较粗,可以根据子行业进行细分,如交通APP分为航空APP、航天APP、铁路APP、汽车APP和船舶APP等,并进一步细分为飞机APP、航空发动机APP、卫星APP、火箭APP、高铁APP和舰船APP等。

在国家统计局的官方网站中,有较为详细的工业产品分类。在国标《GB/T 4754—2017国民经济行业分类》对国家经济行业进行了细致划分,可以作为行业通用APP的重要划分依据。《GB/T 7635-2002全国主要产品分类与代码》是与上述标准匹配的产品目录,包含了大量的工业产品,可以作为行业通用APP的主要分类依据。此外,工业还包含国防科技工业,所以行业通用APP还包含各种武器装备和国防产品的研制APP

不同行业均需要不同的行业通用APP,所以行业通用APP的数量非常庞大。

 工程专用APP

工程专用APP是面向特定场景,针对特定产品线、产品型号甚至单个产品的应用软件,根据特定对象所具有的工业技术的不同,形成各自不同的APP

一般而言,针对产品线、产品型号的工程专用APP较多,针对单个产品的工程专用APP较少。如飞机型号研制一般跨越几年到十几年的时间,而每一种型号服役时间也长达几十年的时间,所以研制某种飞机型号专用的工业APP就显得非常必要。对于一些特定型号的机床、风力发电机、高铁轮毂等等,都可以由相关企业开发相应的专用APP。此外,对于一个海上石油钻井平台而言,具有个性化的产品结构和独特的外部环境,所以可以开发产品专用的工业APP

工程专用APP功能的收益[敏感词],并且成为企业在市场竞争中取得优势的一种关键要素。

6.通用型工业APP举例

[敏感词],笔者以“工业常州”上的一个通用型工业APP作为例子,说明工业APP的基本形式和具体功能,以及所带来的社会效益。

常州天正工业发展股份有限公司通过在设备上安装该公司开发的“电机上云传感器”和数据采集模块等,远程动态采集企业生产数据,形成面向中小微企业的跨地域、跨行业的工业互联网制造综合服务业平台,采集入网企业设备终端的开关机、用电、运行状态、无事故生产时间、数据波动等情况,通过持续采集,获得一定地域范围内的企业设备运行大数据。以“模型+数据”方式,推算出每个企业的“工业仪表盘”,形成通用型工业APP。如图1所示。

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企业仪表盘工业APP

在上图中,上面四个数据是企业关键运营指标:质量Q、成本C、交付D、能耗EQ由企业填报,CDE 由工业互联网平台采集和计算获得。QCDE综合在一起,表达了企业生产力水平,关乎企业运营成本,企业老板高度关注。企业生产力水平可之间换算为企业信用水平,银行可以据此发放贷款,政府可以定向提供信贷支持。

[敏感词]三个数据是企业宏观控制指标:事故S1、生产力信用PCI、潜在风险S2S1用于判断企业的安全控制水平,是否需要做出预警;PCIQCDE计算得出,代表企业信用水平;S2用于定向改善,降低企业潜在风险。这是政府、行业协会等有关部门高度关注的三个指标。七大仪表盘的含义和作用如表1所示。

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七大仪表盘分布表

第一步,通过“定向显差”方式,让企业通过各生产单元数据对比而了解到本企业的职工/设备/车间等内部生产要素的优劣,不同生产时间段的生产表现,本企业与其它企业的“同业排名+同城排名”等,从而知道本企业的努力方向。通过这个“企业仪表盘”通用性工业APP,时刻给企业“把脉”诊断,由于数据来源是客观、实时的,因此也是时空自证真实的,不仅可以洞悉企业的实际运营情况,还可以分步骤为企业提供改善服务指导,例如:

第二步,通过实时“把脉”诊断方式,以“标示运营水平”为切入点,以“显差”为主要目标,可精准分析和定位企业瓶颈问题,提供针对性服务。

第三步,通过各项针对性服务,能够逐步改善企业生产的质量Q、成本C、交付D、能耗E,稳步提升企业生产运营的各项指标。

通过形成“中小微企业改善流程图”来给企业提出系列化的配套改善措施,如图2所示。

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中小微企业运营改善流程图

“企业仪表盘“的功能和作用还可以进一步挖掘和放大,本文不再展开叙述。

7.小结

评价一个工业互联网平台功能多寡、适用与否,看其上运行的工业APP即可知概貌,没有工业APP的平台用处十分有限。工业APP的数量和质量代表了工业互联网平台的技术与应用水平。

平台以多种系统资源支撑工业APP,工业APP丰富平台应用软件功能和拓展平台的实用价值。二者的关系必须澄清,不可混淆。

笔者再次强调:工业APP是工业互联网平台的试金石,是工业知识的数字化容器,是工业软件的新势力,是工业技术软件化的神来之笔。

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