近两年，我国工业互联网平台产业市场需求的不断增长，但同时工业互联网平台数量也快速增长，同类企业激烈竞争态势初显。对于制造企业来说，数字化转型已经成为必修课，应用工业互联网平台成为快速开启数字转型之路的有效手段，也是消除数据孤岛进行数据统一汇聚分析科学决策的有力工具。建平台、用平台是数字经济时代的必然趋势，构建建设与应用互促迭代的正反馈机制有利于加速推动产业繁荣发展。在工信部和国家标准委的支持下，我国在工业互联网领域研制了一批国家标准，为凝聚产业共识、促进工业互联网平台产品和解决方案推广提供了有效支撑。本文聚焦工业互联网平台产品选型，分析工业互联网平台的发展趋势、核心能力、存在的问题，研究提出该国家标准的工业互联网平台的选型与评估思路，探索国家标准 GB/T 42562—2023《工业互联网平台选型要求》的深化应用。业界对工业互联网平台基本形成统一认识。工业互联网是新一代信息通信技术与现代工业融合发展催生的新事物，通过实现人、机、物的全面互联，构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型工业生产制造服务体系，形成工业经济发展的全新生态，加快工业经济数字化转型，支撑服务一二三产业、大中小企业融通创新，实现经济高质量发展。工业互联网平台是工业互联网的核心，是工业全要素、全产业链、全价值链全面连接、汇聚、配置的枢纽。其中，泛在连接是基础，通过对工业设备、产品、系统、服务的全面连接，打通消费与生产、供应与制造、产品与服务之间的数据流，推进数据端到端的综合集成，实现研发设计、生产制造、运维服务等海量工业资源的在线汇聚 ；资源优化配置是目标，依托平台聚合制造商、供应商、消费者、开发者等主体，实现更大范围的数据流动，形成基于平台的业务协同、能力共享、市场拓展等开放式发展方式，实现社会化资源网络化动态配置 ；模式业态创新是趋势，通过工业互联网平台加快培育网络化协同、个性化定制、服务化延伸、智能化生产、数字化管理等新模式新业态，孵化智能产品、智能设备、智能服务等数字化新产业，拓展数字经济发展新空间。工业互联网平台产业规模不断扩大。从总量看，我国工业互联网产业规模突破 1.2 万亿元；从结构看，国家级、行业级、企业级多层次的工业互联网平台体系初步构建，具有一定影响力的工业互联网平台达 270 余家 ；从效果看，全国重点连接工业设备超过 8900 万台。广度方面，工业互联网平台的应用从企业内部单点应用、单业务场景应用，逐渐向纵向集成和横向集成发展，助力供应链上下游、产业链协同发展，当前工业互联网已在 45 个国民经济行业分类的大类中得到应用；赋能企业方面，工业互联网平台在研发设计、生产制造、运营管理、运维服务等各个环节广泛应用；赋能行业方面，不仅促进了单个企业的降本增效提质，也带动了产业链上下游协同高效运转。深度方面，5G、人工智能、数字孪生等新一代信息技术与工业互联网平台融合，出现了 5G+ 工业互联网平台、区块链 + 工业互联网平台、人工智能 + 工业互联网平台等新技术融合模式，可以开展事前预测性管理，从而实现管理模式的根本性变化。厚度方面，工业互联网平台 PaaS 厚度增加，工业机理模型不断沉淀，微服务组件工具愈发丰富，发展出自动化流水线模型训练、低代码开发平台新产品，产生了一批“低成本、快部署、高智能、易运维、强安全”轻量化应用，有效降低了企业数字化转型门槛，有力促进产业数字化转型。精度方面，工业互联网平台与工业控制、工业智能的深度结合，实现了业务流程的在线监测、实时计算，不断提高了业务精细化管理程度。工业互联网平台的繁荣发展态势下，目前仍存在平台的应用方“不会选平台”，平台建设方“不会宣平台”，工业互联网平台供需难以精准匹配。对工业互联网平台建设方来说，一方面，各类平台技术强项不同，国内工业互联网平台厂家往往由 IT 厂商、软件企业、工业企业等转型而来，由于其技术背景，所建设的工业互联网平台具有不同的技术强项，例如 IT 厂商转型而来的服务商在 IaaS、人工智能等方面具有先发优势，工业企业信息化部门分拆独立运营的服务商的产品对于特定制造场景有更深刻的认识。另一方面，各类工业互联网平台具备的业务经验不同，工业互联网平台在服务企业客户的过程中，由于行业特点不同，往往在设备运维、生产管控、计划调度等场景中沉淀了不同程度的实施经验和优势。对工业互联网平台应用方来说，一方面，制造企业具有特定行业需求，不同行业对工业互联网平台的技术能力需求不同，例如装备制造业对数字孪生能力有较高的要求、边缘节点较多的企业对具有边缘管理能力、工业大数据能力方面具有较高的要求 ；另一方面，不同制造企业具有不同的具体业务需求，流程型和离散型制造业具有不同的业务场景，对工业互联网平台的实践经验有不同的要求。工业互联网平台是开放性的工业操作系统，支撑“数据 + 知识 + 经验”的深度融合，并实现快速工具化、软件化，赋能企业重新定义产品功能、业务流程、管理模式，实现快速精准决策与大尺度资源优化配置。工业互联网平台逻辑架构如图 1 所示。
GB/T 42562—2023 是我国首个工业互联网平台产品选型领域的国家标准，该标准从技术、业务、部署、安全 4 个维度梳理 29 个能力，以及相应的能力要求。基于该标准，我们总结梳理了工业互联网平台核心能力，包括 9 项关键技术能力、18 项业务支持能力、1 项部署实施能力、1 项安全防护能力，能够全面反映工业互联网平台的核心要素。从工业互联网平台技术架构来看，标准中提出的关键技术能力包括边缘管理能力、基础设施适配能力、工业大数据管理能力、工业模型开发能力、工业模型管理能力、工业数字孪生能力、应用开发与部署运维能力、用户与开发者管理能力、工业App 服务能力。这 9 项能力覆盖了工业互联网平台技术架构的边缘层、IaaS 层、PaaS 层、SaaS 层，各项能力与工业互联网平台技术架构各层次的对应关系如图 2 所示。
图 2 工业互联网平台关键技术能力与其技术架构各层级对应关系从工业互联网平台技术赋能应用看，9 项关键技术能力可以划分为 3 类能力。(1) 关键核心能力。工业互联网平台显著区别于传统的信息化系统，在于实现了多源异构数据的全面采集与统一汇聚分析，此功能的实现有赖于 IoT边缘管理平台与工业大数据平台 / 数据治理平台，边缘管理能力和工业大数据管理能力分别对应的就是IoT 平台和工业大数据平台 ( 数据治理平台 ) 的核心功能，依托这两个平台，制造企业可以实现工业设备、业务系统等各类数据的全面采集与统一汇聚，研究认为边缘管理能力和工业大数据管理能力是工业互联网平台的关键核心能力。(2) 支撑保障能力。工业互联网平台作为一个面向多角色用户、多场景赋能的新型基础设施，需要构建基于平台的开放生态，需要基础设施适配、应用开发与部署运维、用户与开发者管理、工业模型管理、工业 App 服务 5 项能力作支撑保障。基础设施适配能力强调将各类云资源整合在一起，打破云厂商的壁垒，实现多云协同，构建坚实的数字底座；应用开发与部署运维能力支撑工业 App、云化软件的开发部署和运维，要求工业互联网平台提供相应的开发工具、示例代码、测试工具、封装工具等 ；用户与开发者管理将个人开发者、企业用户接入进来，有助于持续丰富平台服务生态 ；工业模型管理对平台内的工业机理模型、数据科学模型、AI 算法模型等进行统一管理 ；工业 App 服务将研发设计类、生产制造类、经营管理类、运维服务类工业 App 和云化软件进行有序管理，方便用户检索和在线购买使用，提升平台应用的便利性。(3) 创新服务能力。工业 AI、数字孪生是当前工业互联网平台的弱项，同时也是下一步重点发展方向。工业模型开发能力强调基于平台的 AI 模型开发和训练，以及工业机理模型的有效沉淀，工业数字孪生是在数据互联互通的基础上，将物理实体与数据、AI 模型、机理模型深度融合，并有效辅助业务科学决策。工业互联网平台应用已实现研发设计、生产制造、经营管理、设备运维等全价值链覆盖，推动生产模式变革、组织管理创新。数字化管理、平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸等新模式新业态不断成熟。通过对业界平台应用场景的梳理，总结了 18 个典型的应用场景，构建了业务支持能力图谱，并分为关键能力、核心能力、创新能力。其中，关键能力包括仓储配送、质量管控、物流管理、生产管控、计划调度、设备管理 6 项，主要支撑制造企业应用工业互联网平台推进智能制造 ；核心能力包括客户服务、产品运维、供应链管理、园区管理 4 项能力，主要支撑企业应用平台实现服务化延伸和网络化协同 ；创新能力包括产品设计、工艺设计、营销管理、能源管理、财务管理、安全管控等 8 项，利用数字赋能实现平台化设计、个性化定制、网络化协同、数字化管理。制造企业选择合适的工业互联网平台，除了要考虑平台产品本身的技术能力和业务支持功能等性能之外，还需要对服务商的部署实施能力做考核。通过考察备选工业互联网平台的部署方式、对企业所处行业尤其是细分行业已经服务的客户数量、成功部署实施的案例成效，以及服务商所属区域、团队人员构成，判断其是否具有本地化服务能力、后期持续运维服务保障等，通过上述考量选择与自身匹配度较高的工业互联网平台服务商。数字化时代背景下，工业互联网平台与各行业各领域的深入应用，在带来巨大便利、提高生产效率的同时，也埋下了更加隐秘的风险隐患。工业互联网平台应用将带来工业信息安全潜在风险，数字化建设涉及系统、应用和设备种类繁多，系统漏洞会成为别有用心者的攻击手段。工业互联网平台应用将带来产业链供应链安全潜在风险，数字化转型下企业基于供应链协同平台能够与更大范围的供应商进行合作，这将带来对供应商资质与产品品质上的不可控风险。因此，安全防护能力是工业互联网平台选型的必要考量因素。建议企业依据相关的国家标准考察备选工业互联网平台，可查看第三方机构对工业互联网平台出具的信息安全相关的测试报告。工业互联网平台选型是基础性工作，如果企业选择了不适合自己技术需求和业务场景的平台，会导致平台技术能力不能满足业务需求，会出现问题频发和极不稳定的现象，提高平台使用的综合成本。工业互联网平台应用方可以依据 GB/T 42562—2023开展选型，工业互联网平台选型总体思路如图 3 所示。
开展工业互联网平台选型需要坚持目标导向、问题导向、价值导向，开展选型前做好 3 方面的准备工作。一是清晰界定选型工作目标，结合企业发展战略、政策导向、技术供给等因素，成立专业工作组充分研讨论证明确期望和价值。二是评估业务和信息化现状，以价值创造为导向，分析工业互联网平台与业务结合最佳的效益点，明确企业发展前景、资金规划投入、信息化人员能力等现实约束条件。三是明确平台建设模式，由于企业总体实力的差异，大中小企业建设模式不同，大企业建平台、中小企业用平台已成为普遍共识，企业应结合短期、长期规划，确定工业互联网平台的建设模式 ( 选择优势组件工具自建整套平台的模式、直接购买成熟平台的模式、仅仅应用平台工业 App 云化软件服务等 )，以提升数字化转型的成功率。该标准中给出了 4 类需求分析，本文认为技术需求与业务需求应协同分析，两者相互支撑彼此成就，且应在遵循企业实际生产制造特点上，瞄准工业互联网平台应用的平台化设计、智能化制造、个性化定制、网络化协同、服务化延伸、数字化管理6 大价值创造模式，构建适合自身发展的需求组合。安全需求和服务需求是基础的必选项，各类型的企业都应充分考虑。该标准中给出了工业互联网平台能力评价的要点，企业可参考相关内容、具体的评价方法根据数据可获取性和操作便易程度灵活选用综合指数法、层次分析法、TOPSIS 法、模糊综合评价等方法，进行综合评价时可基于实际业务和技术需求迫切程度，设置相应权重，最终选出业务适用、技术实用、经济合理的工业互联网平台。当前，我国制造业从数字化转型的认知到转型见效，需要走很长的路、迈过很多道坎，标准作为政策规划与企业落地实践的纽带和桥梁，加强标准应用是推动工业互联网平台创新发展和规模化推广应用的有效手段。由于制造企业对于工业互联网平台的认识不够深入，第三方服务机构可依托专业技术和专家资源，依据标准开展工业互联网平台第三方评估，对照标准条款，结合工业互联网平台各产品的功能、性能以及在行业企业应用案例，研究论证后给出工业互联网平台产品的整体等级和优势能力清单，为制造企业开展工业互联网平台提供有效支撑。
来源：原文刊载于《信息技术与标准化》2023年第10期 作者：中国电子技术标准化研究院 杜玉琳 王程安 张巍
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