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將國家級航天裝備數字化能力搬到制造業,需要幾步?

導語:如何讓“飄在空中”的工業互聯網云平臺落地?

那些能被國家排到日程上并進行多次演練的活動,一定是非常重要的活動。

國慶70周年閱兵典禮就是這樣一項活動,同樣也是中國武器裝備制造業頂級技術能力的一次公開演練。

國慶閱兵上歷來展出的頂級武器裝備有很多“幕后英雄”,航天科工作為中央直屬單位,是其中頂級航天裝備一個比較集中的出處。

將國家級航天裝備數字化能力搬到制造業,需要幾步?

中國航天科工集團有限公司早在2013年制定了“一主兩翼”發展戰略,即:航天防務為“主”,信息技術和裝備制造業為“兩翼”。

“信息技術與裝備制造業的融合就是工業互聯網的核心能力,”航天云網副總經理徐汕在接受雷鋒網采訪時解釋稱。

2015年,隨著國家級智能制造相關政策性指導文件的下發,6月15日,航天云網正式成立。

實際上,航天云網的成立帶有落實國家關于制造業產業數字化轉型升級的使命。

肩負使命的航天云網

工業互聯網這個當紅概念其實一共有三個版本,大洋彼岸的德國、美國各自有一個版本,中國也有自己的一個版本。三個版本各有側重,打法不同。

總結三個版本的打法差異,徐汕從產業維度闡述了自己的看法:

  • 德國的「工業4.0」走的是一條自下而上的產業發展道路,以西門子為代表,首先西門子做了智能工廠,之后構建了MindSphere工業互聯網平臺,實現工廠之間的互聯;

  • 美國的「工業互聯網」走的是服務價值延伸的產業發展道路,以GE為代表,首先GE做了種類繁多的高價值智能設備,通過互聯網連接這些高價值設備,通過提供延伸服務將其服務的企業與自己建立更緊密的聯系;

  • 中國的「工業互聯網」走的是一條自上而下的產業發展道路。

“中國智能制造的水平相對較低,服務化智能產品還沒有達到世界先進水平,所以我們實際上走的是第三條路:自上而下的產業升級路線,我們搭建了一個公共服務平臺,先把所有企業連上來。”關于中國的工業互聯網產業發展路線,徐汕這樣理解。

2017年4月27日,國務院總理李克強在視察航天科工雍和航星科技園時指出,“要發揮央企引領輻射作用,通過‘雙創’走出大中小企業融合發展的新路子。”

將國家級航天裝備數字化能力搬到制造業,需要幾步?

隨后,在2018年11月26日,國務院印發《關于推動創新創業高質量發展打造“雙創”升級版的意見》,以及11月28日四部委(工信部、財政部、發改委、國資委)印發的《促進大中小企業融通發展三年行動計劃》都將“促進大中小企業融通發展”作為重要發展戰略進行落實。

與此同時,“大中小企業融通發展”也成為貫穿航天云網體系建設和整體發展戰略的一項國家賦予的使命。

作為央企的航天云網,我們需要帶動大中小企業轉型升級,落實國家產業數字化轉型的使命,而不僅僅是我們自己的轉型升級。

這是航天云網接下來要做的事情,當然,背后擁有航天科工這支擁有20年發展歷史的中央直屬特大型高科技企業的傾力支持,航天云網逐漸建立起自己的工業互聯網公共服務平臺。

具體就航天云網成立初期的業務推進模式而言,除了集團層面上的大力支持,也有鮮明的市場化特性。

我們前期打造了自己的工業互聯網公共服務平臺,通過集團的制造加工訂單(一年有上千億的訂單)需求吸引制造業企業上云。

“企業為什么要上云?這在國家推出相應發展戰略之前確實是一個問題,”徐汕告訴雷鋒網,“航天科工企業數眾多,企業需求也很清晰,同時能成為這些企業的供應商,對于制造業企業還是很有吸引力的。”

這是航天云網邁出關鍵的第一步、持續迭代其工業互聯網公共服務平臺的能力的一個有利條件。

云端再造企業數字化全流程:INDICS的三層布局,六大體系

2017年6月15日,航天科工董事長高紅衛在成都工業互聯網高峰論壇上對外正式發布INDICS工業互聯網云平臺。

將國家級航天裝備數字化能力搬到制造業,需要幾步?

這時的INDICS平臺已經上線運行了2年,據當時官方公布數據顯示,INDICS平臺注冊企業數近80萬個,包括3000多個境外企業,平臺注冊企業中,中小微企業占比超過90%,線上協作需求發布約1000億元,協作成功約400億元。

作為最早一批成立的工業互聯網企業,同時又是央企中的代表企業,航天云網在一定程度上代表著中國工業互聯網發展的“大盤”方向,這也可以以航天事業中一個重要概念來做注解:系統工程。

當然,航天云網INDICS平臺的這套系統工程也可以通過云服務的三層架構簡單理解:

  • IaaS層,航天云網在內蒙古、常州、南昌建設了三個具有自主知識產權的數據中心,部署了航天天域系列超級服務器、數據庫管理系統等;

徐汕就此也特別向雷鋒網強調,“我們的網絡設備、安全設備、服務器軟件、數據庫系統等都是完全擁有自主知識產權的,與此同時三個數據中心互為災備。”

  • PaaS層,INDICS平臺下行API支持多種協議、多種設備的數據采集,支持企業信息系統的數據采集,上行通過制造中臺、業務中臺、數據中臺解決供銷、生產、技術問題。

不同于美國GE的設備遠程維護、預測性維護為主的商業模式,我們的商業模式是在云端再造企業的數字化全流程,所以我們不光要采設備數據,還需要采ERP、MES、PLM等信息系統的數據。

  • SaaS層,航天云網在今年6月對外發布了“一腦一艙兩室兩站一淘金”系統級工業應用(工業APP)。

具體包括,

為企業決策者打造的「企業大腦」,拓展實時管理數據的維度和深度,“企業大腦”進一步縱向融合了歷史數據,橫向融合了行業數據,幫助企業決策者深入分析,進行決策;

為企業管理者(從班組到企業經理)打造的「企業駕駛艙」,實時監測企業內實現互聯互通的設備及軟件系統數據;

兩室應用包括「云端應用工作室」和「云端業務工作室」,「云端應用工作室」負責設計、研發、生產、服務整套流程,「云端業務工作室」負責供應和銷售。“通過兩個工作室,實際上是將企業運行全生命周期數據進行了融合。”

此外,「兩站」、「一淘金」分別是指企業上云服務站、中小企業服務站和數據淘金軟件產品。

由此可見,出身于系統工程行家航天科工集團的航天云網,圍繞工業互聯網公共服務平臺已經逐漸構建出完整的、擁有自主知識產權的產品體系架構。

值得注意的是,2018年6月,航天云網發布了云制造支持系統CMSS,集成原有INDICS云平臺上行三大中臺能力,也就有了現在航天云網著力打造的「INDICS+CMSS生態體系」。

產品體系架構在不斷完善的過程中,航天云網在業務方面也逐漸形成了自己大到國家平臺、小到企業平臺的六大業務平臺體系。具體而言,包括:

  • 國家平臺,今年6月15日,在2019世界工業互聯網大會上,由國務院國資委領導,中國航天科工聯合中國石油、中國石化、國家電網、中國聯通等28家中央企業共同建設中央企業工業互聯網融通平臺。

具體28家中央企業名單,雷鋒網整理如下:

將國家級航天裝備數字化能力搬到制造業,需要幾步?

  • 公共服務平臺,具體指航天云網INDICS云平臺;

  • 區域服務平臺,航天云網針對區域部署的工業互聯網服務平臺,包括航天云網現已建設的貴州工業云平臺,常州工業互聯網平臺等;

  • 行業服務平臺,航天云網針對區域行業部署的工業互聯網服務平臺,包括南康家具工業互聯網平臺,四川重裝云平臺,常州紡織工業互聯網平臺;

  • 園區服務平臺,針對區域產業集群構建的工業互聯網服務平臺,已經建成四川產業園區云平臺;

  • 企業服務平臺,為集團化企業建立的工業互聯網專有云平臺,目前已在航天科工內部開展建設和運營。

三層平臺架構,六大業務體系,這就形成了航天云網實現云端再造企業數字化全流程的基礎支撐體系。

將國家級航天裝備數字化能力搬到制造業,需要幾步?

這樣近乎閉環的業務邏輯和平臺體系,終究還是差了小半圈,而這小半圈正是關乎網絡基礎建設。

云邊協同下,云化和本地化的拉鋸戰

為了滿足工業互聯網對低時延、高安全的網絡環境的要求,制造業數字化轉型中的典型應用方案都應用到了邊緣計算,云邊協同成為當下主流。

就網絡層能力構建而言,航天云網在工業互聯網中的部署有公有云,以及在企業內部署私有云,在航天科工內部署的稱為專有云(商密網云服務)。

航天科工在2018年針對工業互聯網的安全、可控、可靠特性提出了《商密網云服務運營方案》,該運營方案構建了以云數據中心硬件、軟件、人工、管理等成本核算為基礎的成本化運營新模式,并在2018年11月正式上線。

由此,航天云網建立起自主知識產權的公有云+專有云的混合云服務模式。“我們會將企業相關信息匯聚到專有云上,航天云網的公有云通過一個雙向網閘與專有云進行打通,這是我們整體網絡架構。”徐汕告訴雷鋒網。

基礎網絡構建完成后,也就有了接下來包括數據治理、數據分析的一系列當下企業數字化轉型需要進行的工作,在這過程中,等待工業互聯網企業的則是第二個問題:數據孤島。

前文提到,云端再造企業信息化全流程是航天云網的目標,為此,航天云網也搭建了包括云端應用工作室和業務工作室在內的基礎架構,將云端信息實現打通。

在有這樣的體系架構后,難的不再是云端的數據打通,而是企業現場的另一個“流程”。

企業現場一般會有兩種現狀:

  • 第一類,企業現場信息系統不夠完備,諸如現在國內很多中小企業還沒有搭建完整的信息系統,這時需要將現場設備聯網上云,所有信息系統都可以通過在云端APP搭建來實現,幫助企業低成本、快速實現數字化、網絡化、智能化;

  • 第二類,企業現場信息系統比較完備,這就需要在設備聯網上云的同時,還要打通云端和現場的信息系統,通過云邊協同實現數字化運營管理。這也是當下企業數字化轉型的主流模式。

企業數字化轉型過程中,當下也面臨著許多歷史遺留問題,包括此前企業信息化過程中,部分企業構建了數十個信息系統,這也使得原本用來提高企業工作效率的信息系統,各自之間形成了信息孤島。這些問題,也都期待在當下這波工業互聯網浪潮中得到解決。

5G、TNS或將補全閉環體系

前文提到一個問題:當下工業互聯網要形成閉環體系在網絡層還欠一個“補天石”。

航天云網現在的解決方法是基于自己商密網,通過云邊協同間接解決了這一問題,這也是當下主流解決方案。

從端側的數據采集,到云側的數據處理、數據分析、數據優化,最后再將控制結果返回到端側。“這樣的數字化體系,此前沒有邊緣系統,由于存在時延問題是無法實現的,”徐汕告訴雷鋒網,“現在有了邊緣系統,更重要的是5G和TSN網絡的出現,使得構建工業互聯網的閉環體系成為可能。”

此前,中國互聯網協會理事長、中國工程院院士鄔賀銓院士在接受雷鋒網(公眾號:雷鋒網)采訪時也表示,“實際上工業互聯網在我們國內已經喊了有幾年了,現在來看,5G來臨正好為工業互聯網帶來了一個很好的無線網絡。”

盡管如此,盡管5G已經落地,但是在制造業領域的應用仍難以深入。

“5G技術本身沒有問題,現在面臨的主要問題還是基礎設施還沒有搭建完成。”對于5G在工業互聯網中的應用,徐汕很是看好。

其實5G是工業現場最完美的解決方案。由于不需要大規模組網,同時還擁有大帶寬、低延時、廣連接等特性,一個車間、一個工廠,乃至一個廠區,完全優于當下的WiFi等原有工業無線網絡方案。

此外,TSN是IEEE802.1工作組中的TSN任務組正在開發的一套協議標準。該標準定義了以太網數據傳輸的時間敏感機制,為標準以太網增加了確定性和可靠性,以確保以太網能夠為關鍵數據的傳輸提供穩定一致的服務級別。

將國家級航天裝備數字化能力搬到制造業,需要幾步?

目前,TSN與5G均為工業互聯網當下發展進程中較為重視的網絡。同樣也受到航天云網的高度關注。

牽手西門子,拓展中臺能力

2017年,是航天云網集中發力的一年。包括李克強總理視察航天科工、航天云網工業互聯網平臺INDICS的發布、都是在2017年。

同樣發生在2017年的“大事”還有航天科工與西門子的牽手合作。

2017年7月5日,在中國國家主席習近平和德國總理默克爾的見證下,航天科工董事長高紅衛與德國西門子總裁兼首席執行官凱颯在德國柏林簽署了工業互聯網與智能制造領域的戰略合作協議,雙方將基于工業云平臺共同打造面向未來的工業生態系統。

將國家級航天裝備數字化能力搬到制造業,需要幾步?

關于具體合作內容,徐汕解釋稱,“主要是西門子MindSphere部署在航天云網的數據中心,并與航天云網在PaaS層進行打通,雙方可以在對方平臺上部署應用。”

這也是航天云網INDICS平臺支持Cloud Foundry的原因(西門子的MindSphere平臺是基于Cloud Foundry架構)。

據悉,航天云網INDICS平臺除去支持Cloud Foundry,同時還支持Docker、K8S,以及微服務架構。“我們很多機理模型正是通過微服務模式向下部署的。”

K8S容器化部署最大的特性是可以實現彈性伸縮,而這樣的架構模式也讓我們未來能有創造更多新的商業模式可能性。

航天云網INDICS平臺與西門子MindSphere融通方面的進程,徐汕也向雷鋒網透露,“西門子的電機管理APP,已經可以通過航天云網的INDICS平臺提供服務。”

讓“飄在空中”的云平臺落地

據不完全統計,截止2018年年底,中國工業互聯網平臺廠商超過300家,2019年,這一數字再次突破400家。

然而,400+家工業互聯網平臺廠商面臨的一個共同問題是:如何讓“飄在空中”的云平臺落地?

在這其中,國家引導政策,各地的政府推動起到了一定作用。

“航天云網主要落地方式是通過與當地政府合作,成立合資公司來落地。”提及航天云網的落地方法,徐汕特別提及政府推動作用的重要性。

航天云網的工業互聯網相關工作落地有兩個特點:

  • 第一,與政府合作,依托與政府合作的產業基地為“橋頭堡”,將當地產業集群聚集起來,實現落地;

  • 第二,通過大數據工程實驗室(全稱:工業大數據應用技術國家工程實驗室)來處理數據治理、數據分析等問題。

“之所以我們與當地政府合作較順利,原因之一在于我們做工業互聯網產業集群落地工作早。”徐汕解釋稱,“在國家工業互聯網指導意見出臺之前,我們已經落地了常州工業互聯網云平臺。”

2017年9月,航天云網聯合常州天寧區地政府開始落地工業互聯網云平臺;

2017年11月,航天云網聯合廣州開發區地政府開始落地工業互聯網云平臺。

具體平臺落地后的推進工作,政府在其中也起到很大作用。徐汕特別向雷鋒網提到,“2017年10月,常州天寧區政府組織了五十個企業上云工作小組,政府派兩個代表,航天云網派一個代表,挨個工廠去推進,我們在常州采用的正是這樣的地推模式。”

據官方資料顯示,航天云網著力在全國「七個區域九個城市」展開部署,并與20余個省市簽訂戰略合作協議,協同打造「區域工業云+行業工業云」發展模式。落實這樣的部署規劃,也將是航天云網未來幾年的重要工作。

將國家級航天裝備數字化能力搬到制造業,需要幾步?

“航天云網以裝備制造業為核心,逐漸拓展到石油、電力、紡織、家具、汽車等行業領域,通過央企融通平臺我們也會服務于建筑、冶金、電子信息等行業。”提及航天云網的業務部署,徐汕這樣解釋。

將國家級航天裝備數字化能力搬到制造業

航天云網在工業互聯網相關工作落地過程中有遇到過問題嗎?

答案顯然是,有的。

我們遇到的問題是比較多的,因為我們是比較早做工業互聯網的。

談到航天云網在具體工業互聯網落地實踐過程中遇到的問題,徐汕就行業早期和當下遇到的主要問題向雷鋒網介紹了兩點:

最早我們遇到的是認知問題。什么是工業互聯網?工業互聯網有哪些實際價值?這是企業管理者當初問的最多的問題。這一問題隨著政府自上而下的大力推動,現在已經有很大的改善。

現在大家更關心的是安全問題。包括最初擔心數據端到端傳輸過程中的網絡傳輸安全問題,以及當下的數據隱私安全問題。這實際上是工業互聯網現行阻礙。

2018年8月3日,臺積電晶圓廠生產線遭WannaCry的變種病毒入侵,這是臺積電成立以來首次遭病毒侵入電腦。

當時的病毒進入較為原始的工業網絡環境如入無人之境,三座十二吋晶圓廠生產線遭到病毒入侵,據外媒報道稱,此次事故造成損失可達11.5億元,這是一個慘痛的教訓。

航天工程最大的一個特點就是系統工程,從現場設備到邊緣節點、IDC,各層安全防護我們完全有能力將之前在軍工、高端航天裝備上應用的安全體系搬過來用。

具體航天云網從航天工程的安全體系搬到實際制造業應用環境中的轉換過程,是“按需轉換”的。“我們有最安全的防護體系,具體落地什么級別的防護體系要看企業需要保護的數據價值及對安全的需求程度。”

當然即使我們有安全解決方案,但是用戶還是會有擔心。我經常講的一個例子是,就像錢放在家中,遠沒有放在銀行里安全。同樣的道理,工廠中的數據放在專業平臺上遠比放在工廠本地安全。

最后的主流:云端為主

中國工業互聯網發展進程經歷了2018年爆發式的繁榮后,2019年,不同的企業開始從技術、產業、生態等不同角度思考自身價值,思考未來發展方向。

然而,對于制造業企業,是先做好現場的信息系統,還是直接上云、上平臺,來一個炫酷的“彎道超車”?這仍是一個值得思考的問題。

從工業互聯網企業角度來看,從航天云網的角度來看,徐汕也給出了自己中肯的觀點:

現場信息設備、信息系統貴且難維護,與此同時,未來還存在一個互聯互通的問題。未來的企業數字化體系一定是云邊協同,替代現有的現場信息化系統架構。

但是就眼前來看,還是一個現場信息系統和云端信息系統的混合的現狀,要完全用云端信息系統代替現場信息系統,還是有一段路要走。

2019年,對于中國工業互聯網發展進程而言,才剛剛開始。云端和邊緣側的博弈還在繼續,數字化、智能化將會是一條很長的路,這條路對于制造業也尤其重要。

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