DT时代的工业互联网生态

马铁宝　阿里云解决方案总监田　丰　阿里云研究中心副主任刘云璐　阿里云研究中心专家，高级工程师



DT时代的工业互联网生态

马铁宝阿里云解决方案总监
田丰阿里云研究中心副主任
刘云璐阿里云研究中心专家，高级工程师

DT时代，互联网与传统工业的深度融合是必然的趋势，互联网技术必将给传统工业带来颠覆性革命。本文从DT时代的工业互联网产品、服务与技术角度，深入剖析了基于互联网、云计算、大数据技术的云端一体化架构体系，全面勾画了网络化的工业互联网生态，并在此基础上，指出了工业互联网未来发展趋势。

工业互联网；互联网+；云计算；大数据；平台

1　引言

DT时代的到来，给各行各业带来了全新的机遇，“互联网+”已经深入到各行各业，给很多传统行业产生了颠覆性影响。2014年的政府工作报告，首次提出制定“互联网+”行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展，引导互联网企业拓展国际市场。

传统工业经过几次工业革命，已经进入瓶颈期，单纯从工业内部发展很难突破，DT时代，必将引领新一次革命，给工业带来全面的革新。德国主导的“工业4.0”，将大数据分析、云计算等互联网技术引入了工厂，推动智能工厂的发展，以提高生产效率，降低能源消耗。美国倡导的“工业互联网”理念，采用先进的互联网技术打造新型的产业生态，旨在用互联网对产业进行全面革新。中国早在2013年9月就发布了《信息化和工业化深度融合专项行动计划（2013—2018年）》，将促进实体经济实质性和持续发展的重任放在了“两化深度融合”，提出了互联网与工业融合等创新行动。2015年3月，李克强总理在全国两会上作《政府工作报告》时首次提出“中国制造2025”的宏大计划，其根本目标在于改变中国制造业“大而不强”的局面，通过10年的努力，使中国迈入制造强国行列，2035年制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平，新中国成立一百年时制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国前列。工业和信息化部部长苗圩在解读《中国制造2025》时指出，工业互联网是顺应新一轮工业革命和产业变革的重点发展领域，也是“互联网+”最早实现的行业之一。新技术的蓬勃发展，也给制造业注入了新的活力，推动了工业互联网的发展，显示了新技术成指数级的发展趋势（见图1）。

本文将从DT时代的工业互联网产品、服务与技术角度出发，分别从个性化、拟人化的服务能力、云端一体化架构、生态网络化等几个方面进行深入剖析，并在此基础上，给出了工业互联网未来发展趋势。

2　DT时代的工业互联网产品、服务与技术

2.1个性化、拟人化的服务能力

随着经济的发展和人民生活水平的提高，从以往的需大于供，到趋于供需平衡，到供大于需，大量的同质化商品已经不能满足消费者多样化、个性化的需求。因此，新一轮工业革新，需要聚焦C端消费者和管理节点的特点和需求，利用好“中国的人口网络红利”，打破“顺序”思维，融入“需求定制”和“孵化思维”，以提供个性化、拟人化的服务能力。

（1）体验拟人化

云计算是实现体验拟人化的核心，传统的产品受计算和通信能力的局限，仅能提供简单有限的交互功能，很难满足用户多样化、个性化需求。以电饭煲为例，简单的开关键式的电饭煲早已被多样化煮饭模式的智能电饭煲取代。然而，随着人们生活水平的不断提高和生活节奏的加快，固定模式的电饭煲也已经不能满足需求。电饭煲是否能像驻家的厨师，实时智能地制定菜单，提供个性化、拟人化服务，云计算给出了答案。

图1　新技术的发展趋势

图2　智能厨电：美食所见即所得

如图2所示，美的集团与阿里智能生活合作，在短短一个月内即完成了电烤箱、微波炉、电饭煲、压力锅等核心品类的“智能化”全面升级接入，形成了以“阿里小智”为核心，阿里智能云为架构基础的，包括用户、商品、设备、食谱、达人的全厨房设备、广用户联接的厨房生态。云食谱所传递的“一键智能烹饪”理念，得到了移动互联网时代“原住民”80后、90后消费者的普遍欢迎。很多消费者在积极尝新体验后，与其他用户在食谱讨论区中热烈讨论和交流，并与厂商的美食专家在线互动，学习美食制作中的小窍门。云食谱的一键制作新功能，也带来了用户的口碑传播和二次购买。

除了智能厨房，拟人化服务还正广泛推广到公共服务、智能家居、医疗康复、养老助残等领域，成为未来产业发展的重要趋势。

（2）产品服务化

线下萎靡，外销大幅下滑，传统制造业产能严重过剩，消费模式发生变化，个性化小批量订单需求快速增长，亟需从当前的大批量同质化生产到提供贴合用户需求的产品模式的演进。

对于生产制造企业，目前面临大型企业由于收益率很低，不愿意接小订单，而小型企业客户又担心产品质量或交货不准时，造成一些小量的服务化产品需求无法得到满足。针对此问题，阿里巴巴在2013年12月启动了“淘工厂”项目，整合在全国1.5万家工厂，把生产商与卖家“在线”链接起来搭建的加工定制平台，其实质是将服装工厂的生产线、产能、档期移到互联网上，一方面解决电商卖家找工厂难、试单难、翻单难、新款开发难的问题；另一方面将线下工厂产能商品化，通过淘工厂平台推向广大的电商卖家从而帮助工厂获取订单，实现工厂电商化转型。开启了互联网加工新模式，一键发布订单需求，5min轻松搞定，由过去单纯“找厂”模式向“抢单”服务为驱动模式。如图3所示，智能派单是基于大数据库将买家发出的订单需求，实时输送给后端的工厂池，系统将根据买家需求从地域、品类、品质、工厂能力等多维度筛选匹配出最适合该买家的工厂，实现订单快速、精准、高效的达成，准时交付、品质保证建立良好交易生态体系，提升买卖双方的满意度。

如何利用云计算等互联网先进技术，提供更贴合业务需求的产品，是大中型制造企业需要面对的一个重要问题，转型的速度和效率，会直接影响在产业中的地位和存亡。中国石化利用阿里云提供的丰富云产品，快速地搭建起“易派客”电商平台，快速响应业务需求。使用公共云计算服务，大大降低了其IT的投资成本及运维成本，是大型企业工业互联网转型的成功案例，给其它企业的转型提供了样版。

图3　智能派单工厂体系

2.2云端一体化架构

云端一体化是支撑实现个性化、拟人化的服务架构基础能力，主要包括大数据、云、网、智能终端四大要素。其中，数据是工业互联网的核心资源，云计算是公共服务，互联网是加强服务化能力，移动智能终端是界面。图4所示为以阿里云为例，云端一体体系示意图。

（1）大数据

大数据是工业互联网的核心资源，主要由数据资源、大数据分析、全产业链打通可视化这几部分共同作用，构成基础的大数据服务。

如图5所示，以阿里云为例，在数据资源方面，对于所有的工业企业，阿里云可以提供消费端的大数据服务，通过这些服务可以指导客户生产，改进质量，提高服务品质，包括舆情分析、销量预测、正品溯源、企业社交；在大数据分析方面，对于已经完成工厂物联网改造的企业，阿里云可以提供云计算、大数据的支持服务，如不良品率分析、设备远程运维、智能诊断、装备寿命预测、质量改进分析等服务；在全产业链打通可视化方面，对于未进行物联网改造的企业，但是对工业互联网非常认可，阿里云可以联合ISV，对企业进行工业互联网改造，打通产业价值链和消费端，形成从消费到生产的柔性生产过程，达到工业互联网最先进阶段。

阿里云与某能源机构合作，利用阿里云的大数据分析能力，构建云端一体化架构，实现包括数据上云、良品率关键参数筛选、关键参数标准曲线模型、生产过程监控报警、良品率分析、备件损耗分析、单车间大屏看板、BI分析等功能，是工业大数据服务的典型案例。

图4　云端一体体系促进工业互联网产业升级

图5　阿里云大数据平台

（2）云计算

目前，以阿里云、AWS、Azure为代表的公有云在吞吐量、计算速度、安全性等方面已经可以满足大部分的商用需求。而针对工业应用，还需要结合工业互联网对于云计算和大数据平台的要求，完善公共云基础平台建设，包括大规模分布式存储管理、大规模分布式资源调度、大规模数据中心管理和服务监控管理、弹性计算、存储服务以及数据分析服务。并且，基于基础平台，结合工业企业的需求和特点，建设开放的工业云计算平台和工业大数据平台，并通过混合云的方式实现和工厂已有系统和数据中心的整合，实现以下功能目标：

●工业云平台解决制造业厂内系统、设备互通性，通过云端通信，联接系统、设备。设备端主要负责数据采集、工艺逻辑执行及控制；设备数据采集&控制输出通过云端通信；再通过云端数据分析规则，指引工艺流程执行工作，有效提升企业生产效率。

●工业云平台联通制造业产业链上下游信息协同，通过数据计算、分发，达到生产、仓储、物流等环节的渗透，有效提升企业价值空间。

●利用互联网、云计算、大数据分析等技术进一步挖掘产品生产过程中获得的数据，并通过智能诊断、故障分析、质量改进分析等方式，优化生产运行过程，降低生产设备和生产线的故障率，提升设备利用率，提高产品质量，降低成本和库存，逐步实现生产过程智能化，为精准营销提供决策依据。

●利用大数据分析处理技术，实现工业大数据从数据采集、计算引擎、数据加工、数据分析、机器学习到数据应用的全生命周期的管理。

徐州重工集团与阿里云合作，部署在阿里云之上的“徐工云平台”，采用了云计算、大数据等技术，基于阿里云平台的开发技术规范，具有“平台化、可配置、多语言、高并发、高扩展性”的特点，可接纳全球用户的访问及在线互动。徐工云平台实现了基于“云技术”的全球开放共享，是云平台的典型案例。图6是工业云实施框架示例。

图6　工业云实施框架示例

（3）工业网

互联网经济仿佛一块新大陆，正吸纳和改造着旧大陆的种种要素，塑造出日新月异的经济版图和商业生态。互联网经济则以技术为边界，将资源、要素、市场与技术整合，俨然涌现为一个巨型经济体。与主要依靠不断追加要素投入而实现增长不同，互联网经济体拥有巨大的网络效应和协同效应，能在相当一段时间内避免传统经济增长模式固有的边际报酬递减的困境。而互联网与传统工业的结合，将通过厂内与企业内厂际互联、价值链上所有企业互联、消费者与相关厂间互联这3步打通传统工业内部以及整个产业的联结，构织工业互联的大网。图7是阿里云基于企业级互联网架构的解决方案示例。

中国石化与阿里云合作，构建的“易派客”能源电商平台，在底层阿里云基础服务的基础上，搭建包括会员中心、商品中心、交易中心、评价中心、搜索中心、支付中心的中间服务层提供共享服务，将客户、物流、厂内管理等联结入网，是互联网与工业结合的典型案例。

在工业互联网大网之下，深入企业内部，构建物联网平台，连通企业内部各个环节。物联网并不是一个崭新概念，早在1990年，全球第一台物联终端“网络可乐贩售机”由施乐公司发明；1991年，美国麻省理工学院（M IT）的KevinAsh-ton教授首次提出“物联网”概念；此后的20年中被M IT实验室、比尔·盖茨等企业家多次提及与预测，但在产业界却一直未能全面推广。而最近5年全球消费市场与工业产业呈现出突飞猛进的商业化物联网浪潮，原因何在？

根本原因在于，物联设备所依赖的“云网端”关键要素成本快速下降、性能提升，让物联网产品以大众消费品价格走入千家万户，让每一个人买得起、用得起、享受得起科技带来的便捷，才能推动商业产品持续创新、迭代进化。

●云：2006—2010年间，AWS、Google、阿里云研发并分享云计算服务，成为大众公共的普适、普惠计算资源。

●网：4G网络自2010年开始在全球普及，30亿台设备利用W i-Fi联网。

●端：2007年，苹果发布iPhone一代，标志着全球进入“智能机”时代；2011年，小米等品牌的“千元智能机”迅速普及。

在2014年，伴随Google以32亿美金天价收购NEST，日趋便宜的充沛的公共计算资源，推动了IOT设备在智能家居领域迅速“井喷”，并向智能交通、智慧城市、智慧工厂等领域发展演进。

物联网由于不同行业的特定场景不同，造成物联设备组件差异性较大，但除上层特色应用外，底层通用功能占比较大，以阿里云开发出“IOT基础套件”为例（见图8），包括管理控制台、数据通道、规则引擎、设备快照、OTA管理、权限认证、设备分享、RCE管理、服务集成等，配套YoC云芯片，整合底层的云计算/云存储/数据分析平台、上层的阿里云物联网官网，联合阿里系服务市场（蚂蚁金服支付、高德/千寻定位、虾米音乐、个人助理+语音解析、打车服务等），共同构建出物联网平台的综合服务能力，而由解决方案商基于云端开发出行业特色的创新应用，抓住瞬息万变的垂直市场机遇，同时兼顾第二方、第三方平台物联网设备的自由选择。

图7　基于企业级互联网架构的解决方案

IOT套件就是物联网的操作系统，采用“两端一平台”模式，具体参见图9。

●智能平台：不论是哪一家厂商的智能平台，都可以与IOT套件相融合，并且在跨厂商的智能设备间互联通讯，实际上是“端到端”的云上打通，让企业用户、个人用户享受到统一整体的物联网解决方案。

●智能设备端（简称D端）：不同厂商不同型号的设备嵌入阿里物联云的SDK，实现与IOT套件的标准通讯与控制，将“端到云”打通。

●智能手机端（简称M端）：在用户手机上，嵌入阿里物联云的SDK，实现手机控制D端的状态数据查询、分析，保证“端到端”（M端到不同的D端）的打通。

图8　阿里物联云IOT套件架构图

图9　阿里云IOT套件工作示意图

（4）终端

所谓端，也就是互联网智能硬件，是指能够通过任意一种方式直接或者间接接入互联网的智能设备。

随着物联网和智能硬件的兴起，使用户所拥有的设备开始由桌面PC和移动智能终端转向范围更广的互联网智能设备，通过互联网智能硬件为前端交互加上背后云端服务的软硬件结合，可以给用户提供更加智能的服务。

以阿里推出的YunOS为例，图10为YunOS的体系图，其使用uRadar技术，建立一张设备网络。这个设备网络有实和虚两个方面：

●实体方面是指在某地部署或者用户随身携带的互联网智能设备以及互相连接、与云端连接的有线或无线通道。

●虚的方面是指在云端建立的各互联网智能设备为节点，可以即时感知设备状态和发送指令给各个节点的控制网络。通过设备网络的感知功能，YunOS应用大数据技术为某个用户建立当下场景上下文的需求，并选择满足需求的服务通过设备网络的控制功能推送给用户，从而提供贴合用户需求的服务。端与云结合，构成云端一体体系，将进一步促进工业互联网产业升级。

2016年7月，阿里巴巴将和上汽集团联合发布了全球首款YunOS互联网汽车。通过搭载YunOS for Car系统，它已经不再是一台传统意义上的SUV汽车。一方面，利用基于大数据和云技术的平台，将更强大而且务实的计算能力配置到汽车上面，为汽车实现人性化与个性化操作以及服务带来了基础；另一方面，YunOS本身作为操作系统，可以更合理地进行有效分析，并且调配以及利用这些资源。

2.3生态网络化

互联网的跨界融合正在加速“微笑曲线”向“全程协同”转变的进程。互联网时代为制造业升级发展带来了新的机遇。消费者体验式的参与正在颠覆传统生产的垂直分工体系，使企业获得超额利润。在“全程协同”模式下，构建平台型商业生态系统的能力将成为企业的核心竞争力。

如图11所示，阿里巴巴、富士康联手为创新者打造的收获财富与梦想的平台——“淘富成真”，将创意、创新能力转化为有广泛竞争力的智能产品。基于“淘富成真”平台，开放富士康世界级的设计、研发、专利、供应链、智造等能力，阿里云的云计算平台和大数据处理能力，阿里电商天猫淘宝的平台能力，同时引入银杏谷资本、云锋基金、猪八戒网、洛可可等企业为创业者提供全链路创新创业服务，帮助中小智能硬件的创业者迅速对标国际一流品质，做出优秀的智能产品。

图10　YunOS体系

3　结束语

工业互联网的进程还刚刚开始，随着互联网与传统工业的不断深入融合，传统工业的壁垒将逐步被打破，最终形成：所有的数据都沉淀在云上，所有的业务都跑在云上，所有的中小企业都是线上企业，所有的创新企业都是头脑产业，所有的消费品都是有“拟人化”体验的，所有的制造业都是智慧制造产业。具体针对大中型、小型、智能型企业，分别有不同的发展升级路径：

●针对大中型企业，打造企业级互联网平台，以大数据、云计算、物联网、智能设备为基础，打造贯通企业各个环节的互联网平台，实现需求快速响应，问题及时发现，资源大幅节省，效率显著增强。

●针对小型企业，通过有效利用“工业淘宝”平台提供的服务能力，完成小型企业精细化协同生产，实现快速虚拟下单，动态协同生产，质量统一管理。

●针对智能型创新企业，坚持创新驱动，以云计算、大数据为基础，聚焦业务创新，提供全产业链支撑，使得企业可以聚焦优势领域，打造明星产品。

Industrial Internet ecology in DT era

MA Tiebao，TIAN Feng，LIU Yunlu

In DT era， it is a trend to converge Internet and industry. The Internet technologies bring the evolution of traditional manufactories. In this paper， from the perspective of Internet product， service and technology， the uniform cloud and device architecture is analyzed based on Internet， cloud computing， big data technology， with the whole picture of industrial Internet ecology.The trend of industrial Internet is depicted based on the analysis.

Industrial Internet； Internet+； cloud computing； big data； platform

图11　“淘富成真”直通车：生产制造有保障

2016-07-26）