何積豐:工業網際網路APP的現狀與發展

何積豐:工業互聯網APP的現狀與發展

中國科學院院士、華東師範大學教授 何積豐

工業互聯網作為新一代信息技術與製造業深度融合的產物,日益成為新工業革命的關鍵支撐和深化“互聯網+先進製造業”的重要基石,對未來工業發展產生全方位、深層次、革命性影響。目前在我國,這個工作剛剛開始,未來發展潛力巨大。

工業互聯網的本質

首先,工業互聯網是工業體系向數字化、網絡化、智能化的全面轉型,將是一次意義深遠的經濟社會轉型與生產力革命。其次,工業互聯網是支持數字經濟發展和實體經濟全面轉型升級的新的基礎設施。第三,工業互聯網意味著產生新的平臺、新的模式、新的業態,也意味著ICT的新的封裝,從而轉化為企業生產管理中的使能要素。

工業互聯網發展思路

要支持高校和研究院所在基礎理論方面做更深入的研究。這包括三大領域,第一是人機物深度融合機理,第二是數據建模分析與驗證,第三是工業軟件的測評與分析。這些基礎理論研究如果不做,很難推動其他方面的共性技術。

從共性需求來說,分為三大類,包括數據處理的技術、安全技術,以及工業APP的開發。以這些工具作為支撐,從而在技術標準、示範應用、支撐平臺方面,產生擴充性的行業應用。

什麼是工業互聯網APP

傳統行業長期以來積累了很多企業知識,包括管理,也包括技術;以及很多技術訣竅,他們是能工巧匠長期工作實踐積累起來的;最後還有很多實踐經驗。我們希望這些已有的知識通過網絡化、模塊化、標準化、輕量化的方式,變成新的技術模式,這就是工業互聯網APP(以下簡稱:工業APP)。根據中國電子技術標準化研究院制定的首個工業APP團體標準《工業APP培育指南》,工業APP應是基於軟件或硬件平臺之上能夠獨立運行的,其輸入、輸出與工業活動緊密相關的應用軟件,也就是說,工業APP的應用場景可以是工業活動中的研發、生產、過程管理、設備管理、運維、客戶、網絡、交易、供應鏈、服務、再製造等各個環節,服務對象很豐富,不僅是生產線,還有管理、業務等等。

工業APP的分類

《工業APP培育指南》對工業APP的分類也做了界定,給出了3個維度的分類方式:

第一是從適用範圍的維度分類,包括基礎共性工業APP,行業通用工業APP,企業專用工業APP。其中,基礎通用工業APP關注於結構、強度、動力、電磁、材料、流體、化學等基礎通用學科領域的共性技術,將這些技術封裝成工業APP,在工業應用領域發揮著基礎作用,適用範圍廣。行業通用工業APP,面向汽車、航空航天、石油化工、機械製造、輕工家電、信息電子等具體行業及其細分子行業的通用業務,封裝成工業APP。

該類工業APP適用於特定行業,在行業相關的領域和活動中發揮作用。企業專用工業APP,聚焦企業自身提質增效和轉型升級過程中的個性化需求,通過個性化定製將企業的核心技術軟件化形成專用工業APP,並經過不斷傳承、積累和發展,提升企業核心競爭力。

第二是從業務環節的維度分類,依據工業場景的業務環節將工業APP大致分為四類:研發設計類工業APP、生產製造類工業APP、運營維護類工業APP和經營管理類工業APP。

第三是從知識來源的維度分類,包括業務信息化類、數據分析類、知識建模類。其中,業務信息化類,面向企業各實際業務場景,將業務管理規範、業務流程管控、業務信息流轉等以信息化解決手段封裝為工業APP,實現各項業務的信息化管理;數據分析類是基於企業各業務環節中所產生數據的集成,將數據挖掘、數據分析、數據處理等方法封裝為工業APP,實現以數據支撐業務管理與決策優化。知識建模類。基於特定應用場景下歸納提煉的工業經驗或機理,通過建立問題求解模型形成工業APP,實現知識的複用和傳承。

“平臺+APP”:生態發展

工業互聯網平臺是面向製造業數字化、網絡化、智能化需求,構建基於海量數據採集、匯聚、分析的服務體系,支撐製造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業雲平臺。工業互聯網平臺依託高效的設備集成模塊、強大的數據處理引擎向下接入了海量的工業裝備、儀器、產品和系統,能夠提供豐富的數資源,通過構建開放的開發環境、微服務組件以及開發工具,向上提供了面向需求定製化快速開發和部署的能力。

工業APP是工業互聯網平臺實現價值提升的手段。工業APP直接面向特定的工業應用場景,是平臺與用戶之間的橋樑,通過藉助平臺資源推動工業技術、經驗、知識和最佳實踐的模型化、軟件化和封裝,用戶通過平臺上的工業APP實現資源協同配置、優化管理決策、優化生產過程以及產品生命週期管理。可以說工業APP是工業互聯網平臺持續良性發展的關鍵。

國內發展現狀

我國工業互聯網APP市場態勢開局良好。我國工業領域門類齊全,基礎雄厚,規模龐大,在製造業數字化、信息化和智能化過程中積累了大量的數據資源、知識資源,同時我國軟件相關產業綜合實力持續增強,在雲計算、大數據、人工智能等前沿領域發展勢頭強勁,而且消費領域APP成功的技術模式、商業模式不斷出現,開發者社區不斷成熟,對工業APP的發展具有重要的借鑑意義,這些都是我國發展工業APP的基礎。

我國工業APP市場前景也很廣闊。我國工業場景眾多,對應潛在的工業APP業務需求量大。而隨著眾多製造業企業開展轉型升級,製造業新模式、新業態的不斷湧現,工業APP市場空間也將不斷擴展。目前在一些高端領域和重大工程實踐中,工業APP已經開展了初步的實踐。

國內各類企業都競相佈局工業APP領域。國內眾多工業互聯網平臺領軍企業,基於自身平臺,結合特定行業開發了各類功能的工業APP。另外,傳統的軟件企業、自動化企業結合自身的軟件技術優勢,也都在向工業APP領域開拓業務。

總的來說,在政策和行業需求的雙重推動下,我國工業APP的發展已經起步,但相比於發達國家而言,尚未形成有效的生態格局。下一步,我國工業APP發展應充分發揮工業門類齊全、規模龐大的先天優勢,充分整合各方力量和資源,形成平臺提供商+應用開發者+海量用戶的生態體系。

工業APP發展模式分析

不同的工業APP主體企業會選擇差異化的發展模式,就目前的行業態勢來看,主要有3類:

模式一:傳統的定製化開發模式。製造業企業採用軟件外包的方式解決自身的信息化需求,軟件企業通過軟件人員派遣和駐場的方式定製化開發工業軟件。這種模式簡單傳統,能夠促進軟件企業和製造業企業的緊密聯繫。製造業企業可以獲得一系列的企業專用軟件產品,提高業務質量和效率;而軟件企業能夠積累製造業專業領域的知識和經驗,作為業務拓展和產品複用的基礎。但這種模式畢竟效率較低,將逐漸被其他模式所取代。

模式二:製造業企業依託自身信息化部門自主研發模式。一批優質的製造業龍頭企業為尋找新的利潤增長點,圍繞滿足日益多元的用戶消費需求、快速的市場投放效率、高質量的產品品質以及良好的產品用戶體驗,逐漸向個性化定製、網絡化協同、智能化生產以及服務型製造等新模式轉變,在此過程中有實力的企業自身組建信息化團隊進行智能化改造,自主開發一些工業軟件和工業APP,不僅解決了工業場景中的實際問題、滿足自身的需求,而且進一步把軟件產品市場化,面向通用領域提供增值服務。

模式三:軟件開發平臺模式。一些信息化和軟件科技企業將軟件工程的知識技術進行封裝,針對軟件定製化開發過程中遇到的業務功能開發難度大、代碼規範程度低以及類似功能反覆開發等現象突出的問題,開發了軟件開發支撐平臺,能極大緩解技術和業務之間的鴻溝,降低了工業軟件、工業APP的開發門檻,使得製造業企業實現工業軟件、工業APP的自主開發成為可能。

發展趨勢分析

國內外工業APP發展將呈現出平臺+應用開發者+海量用戶的發展趨勢,根據目前工業APP發展基礎、發展主體和發展模式來看,工業APP發展趨勢將呈現以下3點。

一是線下定製開發的模式向“平臺+軟件”的線上模式轉變。隨著工業互聯網平臺、軟件開發平臺以及智能製造雲服務平臺正在不斷推廣,平臺的優勢不斷顯現,軟件產品開發模式也將由線下定製向“平臺+軟件”的線上模式轉變。首先眾多中小規模的製造業企業智能化改造投入能力弱,而平臺的建設是一項長期投入的事情,因此更多製造業企業會使用平臺以及平臺上的應用和服務來提高企業效益,這就形成了平臺運營者和平臺用戶聯合開發工業APP的模式。對於軟件開發企業來說,除了採用與製造業企業進行合作開發的傳統模式,也將圍繞平臺開發出自己的工業APP產品,而製造業企業也可利用平臺開發工業APP實現自己的業務需求,眾多通用的工業APP會逐步市場化推廣,形成海量、開放的工業APP資源。

二是海量的第三方開發者將成為工業APP發展的主要推動力。軟件開發平臺、工業互聯網平臺微服務框架推廣應用,大大降低了工業APP開發的難度和門檻,大量的開發者和創客也都可以參與到工業APP的開發中,軟件開發者將不在侷限於平臺的運營者和平臺客戶,大量的工業工程師、軟件工程師乃至數量更多的技術人員都能夠依託平臺進行自主開發,有限、封閉的軟件開發方式將向海量的、開放的第三方開發方式過渡。

三是軟件化能力強的製造業企業將成為工業APP培育的一大主體。製造業企業的信息化意識越來越強,智能製造的理念不斷深入,製造業企業開始用深厚的製造知識沉澱,逐漸培育信息化團隊、規劃軟件研發能力,有計劃地自主開發工業APP,將自身的製造經驗、技術和知識採用軟件的形式作用於工業過程,從而將成為工業APP培育中的骨幹和先鋒。

標準化建設

標準是維護行業最佳秩序、快速推廣應用新技術的重要手段。工業APP作為新理念,新技術,對我國的工業互聯網創新應用和智能製造發展有著舉足輕重的作用,必須通過開展統一的標準化研究和制定工作,來規劃發展方向,規範基礎要求,指導整個行業健康、高水平發展。根據中國電子技術標準化研究院的研究,工業APP標準體系可以從基礎、開發、應用、服務和安全5個方面來開展。基礎類標準,解決方法論和落地實施的問題;開發類標準,圍繞工業APP的全生命週期,為工業APP研發、設計提供方法和指導,重點解決共性關鍵技術問題;應用類標準,圍繞工業APP間的協調集成,重點解決工業APP集成應用和平臺部署運行等問題;服務類標準,重點解決工業APP運維、測試、產品評價和交易流通等典型服務的規範問題;安全類標準,重點解決工業APP研發、設計、應用過程中的安全問題。


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