一、什么是工業互聯網？

 

     工業互聯網分為廣義的工業互聯網和狹義的工業互聯網。廣義的工業互聯網就是第四次工業革命的代名詞。和德國工業4.0以及中國制造2025類同，都是工業體系轉型的國家發展規劃。我們首先論述狹義的工業互聯網，狹義的工業互聯網僅僅指的是設備的聯網。

 

     設備聯網指的就是產品研制過程中設計用的設備（包括硬件和軟件，其中軟件叫軟設備）、工藝設備、生產制造中用的裝備、以及保證生產制造過程的水暖電氣等等環境設備；當然，制造出來的零件、組件、部件、全機產品；都要做大量的物理實驗和測試計量工作；這些用于物理實驗和測試計量的各類設備也是工業設備。因此狹義的工業互聯網：包含了設計工藝、生產制造、環境控制、實驗室測試、計量等等用的各種設備。這些設備的連接就是狹義的工業互聯網連接。

 

     而現在我們國家推動的工業互聯網行動計劃，實際上指的是廣義的工業互聯網。廣義的工業互聯網就復雜了。不僅僅包括設備的聯網。核心是提升一個國家的工業能力和工業水平，當然也是我們國家制造業轉型升級的一個重大推手和抓手。

 

二、廣義的工業互聯網

 

     我們來看一看到底什么是廣義的工業互聯網。

 

     從1946年第一臺計算機的出現；到1956年提出人工智能的概念；再到1967年美國國防部預研局為連接幾臺不同的大型計算機建立的ARPA（阿帕網，國際互聯網前身），到90年代國際互聯網的推廣和應用。這些都是連接。設備連接起來了，我們就可以快速的互通信息、快速的交流。連接的網絡點數越多，我們所能交流的信息量就越大，這個在國際互聯網的很多書中都有論述。

 

     當然，我們所能掌握和控制的設備、信息以及材料和他們之間的物流交通就越便利。這個是國際互聯網。國際互聯網連接的是PC機、各種Ipad、以及移動的手機等等，工業互聯網的連接要素是工業制造中的生產要素。不是國際互聯網上的IP、不是地址、更不是帶寬。

 

     生產要素是什么？它是世界上各類工業設備和裝備上用的總線和通信協議；關注的是工業設備；關注的是底層的工業總線和通訊協議。據我不完整的統計數據，工業總線現在有120多種；在此上衍生的通訊協議超過5000種。這些總線和協議構成了我們的基礎。

 

     我們現在在工業部門和制造業部門采用的各種控制器，各種設備，它的基礎連接靠的是總線和通訊協議。這些總線和通訊協議對下連接了世界上各類復雜的傳感器，對上連接到了設備。他有硬件接口標準和通訊協議，也有軟件標準和通訊協議；這樣的硬件接口和軟件接口才能夠連接各類各種設備，形成統一的交流控制和反饋機制。

 

三、工業互聯網的特征

     工業的三個工業特征決定了工業互聯網的特殊性：

 

     第一個特征是行業特征；工業同行業內，每個企業都是產品的競爭關系。比如說美國GE公司的工業互聯網，它的predix自己和下游企業以及配套企業，以及產品交付后的用戶企業，都可以用這個網；但是英國的羅羅、美國的普惠以及相關企業；不會用這個工業互聯網。因為有工業產品的技術秘密，商業秘密等，它不可能把自己的企業的生命線交給同類的競爭企業。拿國內來說，同樣，三一重工、徐工、中聯重科等，海爾、美的、格力等等家電巨頭，他們不可能用同一張工業互聯網來解決問題。

 

     第二個特征就是產品的復雜度。我們把國際互聯網形容成X軸的話，網上可以接入任何人員和任何電腦類設備，溝通的是信息流，接入的數量越大就越有價值，他是被平的。但是工業互聯網就不一樣了，它像Y軸，做的越深、垂直深入越深越好。

 

     為什么呢？行業特征，就是說產品的復雜度，比如說拿海爾的產品來講，他們的家電復雜的產品可能就幾十個傳感器，就可以深入檢測需要的零組件工作狀態。據我了解工程機械產品傳感器一般來說有100多個，這100多個傳感器的整體感知，深入檢測需要的零組件工作狀態，判斷診斷機器設備的健康情況，它連接的復雜度、傳輸的復雜、應用的復雜度、管理的復雜度、工業APP開發的復雜度。就和家電復雜度不一樣。

 

     查閱相關的材料可知，目前單一產品傳感器是空客A380飛機；380飛機，每個發動機有2000個傳感器，他有四臺同樣的發動機，每架飛機上總共有超過2萬個傳感器。因此應用于飛機的工業云平臺以及工業互聯網平臺，和汽車，工程機械以及家電的工業互聯網平臺復雜度完全不在一個層級。

     個人認為：工業互聯網平臺降維可用；升維非常困難。就是說為復雜產品研制的工業互聯網平臺可以降維用于簡單產品；為簡單產品研制的工業互聯網平臺沒有升維用于復雜產品的機會。

 

     第三個就是工業產品的安全性。眾所周知：在伊朗核電站的問題上，在工業設備中植入了病毒，就使的核電站運行不靈，鈾濃縮機工作不了。因此工業互聯網的安全性是國際互聯網的安全性所不能比擬的。一個國家的工業安全是國家命脈，不能有任何疏忽。

 

工業互聯網平臺架構

（來源：工業互聯網平臺白皮書）

 

     工業互聯網邊緣層對接工業設備和設施，中間平臺層重點就是工業機理模型，應用層是工業SAAS。類比計算機的操作系統，可以參考下圖。

 

   操作系統和工業互聯網

（工業操作系統）

 

     工業互聯網有三大系統需要系統思考：1.工業機理模型，是中國的薄弱環節；2.工業APP的建設；3.前端傳感器以及工業總線、通訊協議的自主化。工信部苗部長多次講過：推動中國制造業百萬工業APP建設，也安排了多項研究項目，以此推進工業互聯網的建設。

 

   工業互聯網APP建設架構

（來源：工業互聯網APP發展白皮書）

 

四、工業互聯網APP

 

     工業互聯網APP（以下簡稱工業APP）是基于工業互聯網，承載工業知識和經驗，滿足特定需求的工業應用軟件，是工業技術軟件化的重要成果。

 

     工業APP是面向工業產品全生命周期相關業務（設計、生產、實驗、使用、保障、交易、服務等）的場景需求，把工業產品及相關技術過程中的知識、技術訣竅封裝成應用軟件。其本質是企業知識和技術訣竅的模型化、模塊化、標準化和軟件化，能夠有效促進知識的顯性化、公有化、組織化、系統化，極大地便利了知識的應用和復用。

     工業APP作為一種新型的工業應用程序有6個典型特征：

 

     （1）完整地表達一個或多個特定功能，解決特定問題；

     （2）特定工業技術的載體；

     （3）小輕靈，可組合，可重用；

     （4）結構化和形式化；

     （5）輕代碼化；

     （6）平臺化可移植。

 

     工業互聯網是實現智能制造的抓手，推動工業互聯網是長期的工作，我們相信：在工信部的領導下，正確規劃，努力前行，避免或者減少“無用功”。我們一定能夠循環漸進，攀登工業互聯網的技術高峰。

 

     本文作者：寧振波，中航工業信息技術中心首席顧問，工信部首批兩化融合專家，國家智能制造重點實驗室學術委員會委員，國內新工業革命與智能化創新的專著《三體智能革命》合著作者。翔正國際首席專家。