一、什么是工业互联网？

 

     工业互联网分为广义的工业互联网和狭义的工业互联网。广义的工业互联网就是第四次工业革命的代名词。和德国工业4.0以及中国制造2025类同，都是工业体系转型的国家发展规划。我们首先论述狭义的工业互联网，狭义的工业互联网仅仅指的是设备的联网。

 

     设备联网指的就是产品研制过程中设计用的设备（包括硬件和软件，其中软件叫软设备）、工艺设备、生产制造中用的装备、以及保证生产制造过程的水暖电气等等环境设备；当然，制造出来的零件、组件、部件、全机产品；都要做大量的物理实验和测试计量工作；这些用于物理实验和测试计量的各类设备也是工业设备。因此狭义的工业互联网：包含了设计工艺、生产制造、环境控制、实验室测试、计量等等用的各种设备。这些设备的连接就是狭义的工业互联网连接。

 

     而现在我们国家推动的工业互联网行动计划，实际上指的是广义的工业互联网。广义的工业互联网就复杂了。不仅仅包括设备的联网。核心是提升一个国家的工业能力和工业水平，当然也是我们国家制造业转型升级的一个重大推手和抓手。

 

二、广义的工业互联网

 

     我们来看一看到底什么是广义的工业互联网。

 

     从1946年第一台计算机的出现；到1956年提出人工智能的概念；再到1967年美国国防部预研局为连接几台不同的大型计算机建立的ARPA（阿帕网，国际互联网前身），到90年代国际互联网的推广和应用。这些都是连接。设备连接起来了，我们就可以快速的互通信息、快速的交流。连接的网络点数越多，我们所能交流的信息量就越大，这个在国际互联网的很多书中都有论述。

 

     当然，我们所能掌握和控制的设备、信息以及材料和他们之间的物流交通就越便利。这个是国际互联网。国际互联网连接的是PC机、各种Ipad、以及移动的手机等等，工业互联网的连接要素是工业制造中的生产要素。不是国际互联网上的IP、不是地址、更不是带宽。

 

     生产要素是什么？它是世界上各类工业设备和装备上用的总线和通信协议；关注的是工业设备；关注的是底层的工业总线和通讯协议。据我不完整的统计数据，工业总线现在有120多种；在此上衍生的通讯协议超过5000种。这些总线和协议构成了我们的基础。

 

     我们现在在工业部门和制造业部门采用的各种控制器，各种设备，它的基础连接靠的是总线和通讯协议。这些总线和通讯协议对下连接了世界上各类复杂的传感器，对上连接到了设备。他有硬件接口标准和通讯协议，也有软件标准和通讯协议；这样的硬件接口和软件接口才能够连接各类各种设备，形成统一的交流控制和反馈机制。

 

三、工业互联网的特征

     工业的三个工业特征决定了工业互联网的特殊性：

 

     第一个特征是行业特征；工业同行业内，每个企业都是产品的竞争关系。比如说美国GE公司的工业互联网，它的predix自己和下游企业以及配套企业，以及产品交付后的用户企业，都可以用这个网；但是英国的罗罗、美国的普惠以及相关企业；不会用这个工业互联网。因为有工业产品的技术秘密，商业秘密等，它不可能把自己的企业的生命线交给同类的竞争企业。拿国内来说，同样，三一重工、徐工、中联重科等，海尔、美的、格力等等家电巨头，他们不可能用同一张工业互联网来解决问题。

 

     第二个特征就是产品的复杂度。我们把国际互联网形容成X轴的话，网上可以接入任何人员和任何电脑类设备，沟通的是信息流，接入的数量越大就越有价值，他是被平的。但是工业互联网就不一样了，它像Y轴，做的越深、垂直深入越深越好。

 

     为什么呢？行业特征，就是说产品的复杂度，比如说拿海尔的产品来讲，他们的家电复杂的产品可能就几十个传感器，就可以深入检测需要的零组件工作状态。据我了解工程机械产品传感器一般来说有100多个，这100多个传感器的整体感知，深入检测需要的零组件工作状态，判断诊断机器设备的健康情况，它连接的复杂度、传输的复杂、应用的复杂度、管理的复杂度、工业APP开发的复杂度。就和家电复杂度不一样。

 

     查阅相关的材料可知，目前单一产品传感器是空客A380飞机；380飞机，每个发动机有2000个传感器，他有四台同样的发动机，每架飞机上总共有超过2万个传感器。因此应用于飞机的工业云平台以及工业互联网平台，和汽车，工程机械以及家电的工业互联网平台复杂度完全不在一个层级。

     个人认为：工业互联网平台降维可用；升维非常困难。就是说为复杂产品研制的工业互联网平台可以降维用于简单产品；为简单产品研制的工业互联网平台没有升维用于复杂产品的机会。

 

     第三个就是工业产品的安全性。众所周知：在伊朗核电站的问题上，在工业设备中植入了病毒，就使的核电站运行不灵，铀浓缩机工作不了。因此工业互联网的安全性是国际互联网的安全性所不能比拟的。一个国家的工业安全是国家命脉，不能有任何疏忽。

 

工业互联网平台架构

（来源：工业互联网平台白皮书）

 

     工业互联网边缘层对接工业设备和设施，中间平台层重点就是工业机理模型，应用层是工业SAAS。类比计算机的操作系统，可以参考下图。

 

   操作系统和工业互联网

（工业操作系统）

 

     工业互联网有三大系统需要系统思考：1.工业机理模型，是中国的薄弱环节；2.工业APP的建设；3.前端传感器以及工业总线、通讯协议的自主化。工信部苗部长多次讲过：推动中国制造业百万工业APP建设，也安排了多项研究项目，以此推进工业互联网的建设。

 

   工业互联网APP建设架构

（来源：工业互联网APP发展白皮书）

 

四、工业互联网APP

 

     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。

 

     工业APP是面向工业产品全生命周期相关业务（设计、生产、实验、使用、保障、交易、服务等）的场景需求，把工业产品及相关技术过程中的知识、技术诀窍封装成应用软件。其本质是企业知识和技术诀窍的模型化、模块化、标准化和软件化，能够有效促进知识的显性化、公有化、组织化、系统化，极大地便利了知识的应用和复用。

     工业APP作为一种新型的工业应用程序有6个典型特征：

 

     （1）完整地表达一个或多个特定功能，解决特定问题；

     （2）特定工业技术的载体；

     （3）小轻灵，可组合，可重用；

     （4）结构化和形式化；

     （5）轻代码化；

     （6）平台化可移植。

 

     工业互联网是实现智能制造的抓手，推动工业互联网是长期的工作，我们相信：在工信部的领导下，正确规划，努力前行，避免或者减少“无用功”。我们一定能够循环渐进，攀登工业互联网的技术高峰。

 

     本文作者：宁振波，中航工业信息技术中心首席顾问，工信部首批两化融合专家，国家智能制造重点实验室学术委员会委员，国内新工业革命与智能化创新的专著《三体智能革命》合著作者。翔正国际首席专家。