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何积丰院士:工业APP是推动工业互联网的重要手段

工业互联网的价值在于先进制造业与互联网的深度融合,可以推动我国工业体系进行数字化、网络化和智能化的转型,可以为我国构建支撑数据信息发展与实体经济转型的新型基础设施提供保障,在这个过程中可以推动企业构建新的平台,从而促进新经济、新模式、新业态的生成。——何积丰

 

我报告的题目是工业互联网与工业APP,从软件的角度看看工业互联网还缺什么东西。整个报告分4个部分,讲讲什么叫工业互联网,然后讲讲工业APP发挥什么怎么作用,第三分析工业APP需要的生态有哪些。最后发展的展望。

工业互联网实际上从物联网的角度看,他实际上是当中特殊的一个品种,是企业里面的物理系统和虚拟系统怎么和人结合,物实际上是讲企业生产线上的东西。这个前面关于物联网专家大家都知道,关心的物联网笼统讲讲物物相连,现在讲工业系统怎么相连的可能性,需求刚才也谈了,我们从国家发展和国际发展都有强烈需求,国际上说二类产业链,一种是纵向,一种是面向个性化需求横向的,都要工业互联网提高他本身产业的品质和提高服务的质量,这个是他很清楚的一个导向。另外我们也研究生产过程和物理过程当中的互联互通。

目前国内对于工业互联网的需求主要表现三个方面:第一是因为我国正处于经济转型的重要阶段,工业互联网在其中发挥了重要的支撑作用;第二,目前数字经济的发展建设成为当前中国企业升级转型发展的重要途径,工业互联网能够提供有效支撑;第三,发展工业互联网是我国实现自主可控的安全系统制造的必然需求。

接下来讲讲我们遇到什么问题,搞技术的人至少有三个方面和通常讲的互联网有差别的。第一个工业大数据处理比较复杂,刚才贵宾室大家讲到,翻译比较困难,我们搞IT的人读不懂工业大数据的语意是什么,他的场景复杂非常,采集过程当中也不是太高,噪音比较多,又要求高通量,今天我请教了张平同志,5G网络对工业互联网有什么大的支撑吗?他告诉我,5G网络无非是铺了一个道路,每个行业要搞工业互联网之外还要搞5G的技术,我们遇到问题不像想象中一竿子到底,第二公共网络的信任是大问题。高新技术治理在工业互联网里面网络信息安全变成公共系统是不是安全了。这个问题我们过去做了没有?哪些做了,哪些没有做,今天和李总在说,和新华控制(音译),工业控制器是不是安全,工业控制器占工业互联网非常小的节点,小节点都不安全,连上之后会安全吗?

第三工业互联网的软件,我们设计比较复杂,设计过程不是依赖IT人才,是依靠企业人才,这个里面可以想象他的开发周期相对比较长,质量难以保证,而且维护成本比较高。这个三个方面我们看到的困难,和其他的困难人才怎么培养,从哪里来,这个和我们技术距离还比较远。

从最简单的解释,工业互联网的价值,把先进制造业+互联网,他主要希望信息技术和制造业深度融合,我是来自信息技术行业的,我们对制造业是没有话语权的,怎么和他深入融合是一个困难。我们希望他可以成为互联网+信息制造业的基础,对工业发展产生新的影响。我们提到全方位深层次革命性影响,是不是可以做到,现在还没有看到,无非是一个期望。

工业互联网可以从三个不同的角度看,对我们带来什么推动。第一个从工业革命本身来说,我们是工业体系向数字化、网络化、智能化转型,因此我们很希望看到经济社会转型与生产力革命是一个角度,战略层面上两化融合会走到智能化的地步。第二我们从基础设施角度来看,我们希望可以构建一个支撑数据信息发展与实体经济转型的新型基础设施,我们像建高速公路一样,我们有自己的公路。第三就是对企业来说,我们意味着有机会构建新的平台,新的经济模式,新的业态。从我们搞IT的人来说,希望把IT封装,转化企业管理流程中,拼在一起看到一个比较完整的图画。

从发展思路来说,我们还是按照过去传统的想法,我们要搞基础理论,主要任务是在研究院和高校做,人机物深度融合怎么做,这个问题没有这么简单,几百个小型无人机在空中,协同工作可以做吗?更不要说未来几万个颗粒的工作。可建模分析和认证,在IT讲了很多年了,在工业界设计要降低成本提高质量,仿真虚拟技术要大幅度推广,我们缺乏工具。工业软件还有学习测评的分析,我们希望数据技术,安全技术,工业APP三个方面应该有所突破,做到基础标准的应用,示范应用的应用,还有支撑平台方面的开发。是这样的一个发展路径。大家可以看看工业APP是什么概念。他的出发点是企业,他有很多技术,有很多实践经验,实际都有,首先做成标准化,然后做成轻量化的模块挂在网上,没有标准化将来人家模块用起来比较困难。服务的行业链条是非常长的,他可以用在研发上面,用在生产上面,用在库存,用在安全部门,运维控制,下面很多关于客户网络交易供应链服务再制造,每个环节都会用到工业APP,他不是一种通用的,每个环节有他自己特殊需要的工业软件。这个和我们手机上的APP性质比较相似,不同方面应用的APP是不同的。

工业APP目前有2种形式正在发展,一种是靠基于工业互联网平台和传统工业软件结合起来。这个工业APP可以利用已有的工业大数据,调用大数据和机器算法,服务感知能力,慢慢替代人工积累经验,并自动发现知识实现自动诊断预测和优化,利用现有的平台发展起来。第二我们希望构建另外一种架构,微服务的加工,实现灵活的构建。工业APP可以采用微服务的技术,通过工业互联网平台实现网络化的调用,换句话说他不是给一家一户自己专用的,大家可以共享,右边的图谈到趋势,他在软件上要求容易开发和松耦合,不能和专业一个硬件联结在一起,这样推广比较困难,我们希望松耦合,第二是容易开发。希望利用企业的人才开发,而不是靠IT的人才开发,这个变化也是比较大的。我们希望工业技术知识和实践都要慢慢IT化,变成软件,而不是一套经验。最后发展趋势来说,要做云化改造迁移,每个企业现有的APP搬到工业云共享,希望工具推广来降低成本。今天好几位老总谈到,软件看法很贵,我说主要问题是工具上的突破还不够。最后我们希望做基于工业互联网的平台,他和我们通常的平台还是有所差别的。

这个是2018年我们国家工业技术软件化产业联盟做的一个图片,工业APP有以下几个特征,第一个是完整性,每个工业APP可以独立工作,不要买整套,像手机APP一样。第二是技术载体,他把特定工业问题的流程、逻辑、数据、经验算法结合起来。和行业结合是非常紧密的。第三我们希望小轻灵,可组合,可复用,不能单他自己用。第四希望达到结构化和形式化,主要是希望图形化方式表示关系,可视化的输入和输出,和IT用的语言非常不一样的。希望轻代码化,做到平台化移植。我们说当前我们在发展数字经济,提人工智能,智能制造需要新的知识载体,因为人工智能是一个很广泛的技术,人工智能赋能给实体经济,需要把实体经济现有的知识软件化,智能化,在传统制造业有很多知识,他过去也积累了很多数据,也知道控制流程是什么样的,有他自己的工作经验,通过技术和产业升级,做成一批工业APP。产业界过去积累,他不是说把这个工作推给IT行业,IT行业自己是做不了的。这是一个方面,第二我们要把平台和APP两个东西同时推进,单有平台或者APP做不了,我们希望形成生态的概念。我们也工具工业互联网平台开放功能和数据,体系化规模化部署APP,汇聚APP开发的资源,构建新型制造业生态,我看临港已经在做了,上海也有不少工业互联网的联盟,平台方面的工作已经在推进。

第二方面我们希望把工业APP看成推动工业互联网的重要手段。工业互联网加上工业APP通过转型的方法可以达到4化,数字网络和智能化,还可以做到体系化,支撑我们的数据分析,智能决策,资源整合等等,这样在构成工业互联网生态。不是网就是生态这么简单。

我们说工业互联网对我们社会,对人的作用实际上要求更加高了。我们有这个体会,觉得有了工业互联网的需求,实际上进一步提升工业人才的自我价值,刚才陆老师和我说,职业高校怎么做,通过工业互联网,创造是人类特有的特征,把现有的工业特征转化成工业APP,工人工作从过去比较复杂的直接控制机器慢慢通过工业APP来控制机器。换句话说和机器打交道中间有一个助手。希望以后工业APP可以有自主性,可以做很多事。发展还分两步走。我们过去的劳动模式慢慢会从以体力劳动为主,逐步转变成知识创造工作,达到个体劳动价值的目标。我觉得还是比较有意义的,将来体力和智力劳动的差距慢慢缩小。

工业APP国外发展现状,基本上每个纵向块里面都有一些积累,而且国外的工业软件各公司都在关心工业APP可以做一些什么。然后看一下国内,既有优势又有短板,优势就是工业APP的市场空间比较巨大,需求大家都在说,很多企业都有需求,另外我们国家APP的基础还是比较雄厚,尤其是制造业部门比较健全,知识经验和工艺比较完整的数据。工业APP当前发展开局也比较良好,这个是我们的长处。但是也有短板,APP的数量很少,现在还不超过1万个,工信部提出一个数字要30万个,数量上就比较远,第二质量不是很高,很少做开源的社区,都是每家自己开发,没有共享,没有做成平台化的。技术能力不成熟,最后是商业模式不清晰。我做的东西给你用,收费怎么收?我们看一下APP发展的三个途径,第一个是给自己用的,称之为个体自我模式,班组自己搞一些小软件,解决流程操作和数据分析,这个是最小的颗粒。第二是企业自我模式,班组的东西形成生产线,和其他的班组连在一起,我国很多企业走到第二步,部门之间不愿意数据共享,我东西给你之后不安全了,这个问题怎么突破。第三步我们希望走到商业共有模式,工业APP给大家用,要共享,放在平台上,这个是对他发展阶段的期望。

下面讲几个例子。第一个是北京公司,为高铁,做了基站系统,主要做预警问题哪些管理可以提前做,这个是比较成功的产品。第二家是做航空发动机,怎么设计的过程和流程,都软件化,从这两个产业来说是比较难的产业,中国已经有自己的公司开始做挺不错了。下面就不介绍,一个是关于预测服务,质量检测,都是国外的公司,我们现在有基础和大家一起竞争了,一起把工业APP做好。所以今天很高兴看到北京公司的专家也在。

我们说工业开发路线图,我们有一个想法,开发中间和我们通常的软件还是不一样的,有一个需求分析,然后可行性分析,因为很多需求有很多是在企业界,是不是可以IT化要讨论的,第三是方案设计,要靠企业自己完成。然后要做技术选型,这个问题我讲两句。现在做高技术往往讲高技术机械方面,很少说为高技术付出多少代价,用户是不是用得起了,我们智能电表,发展很快,但是对于一般家庭来说根本不需要配备智能电表1600块一个,每小时给一个数据给中心,如果用其他的技术,电表成本会大大降低,发展基建成本还是很重要的。然后是开发和封装,要变成智能微颗粒,不是单单一个软件,可以和其他的软件拼接在一起,然后才有测试验证和应用改进。现在我们提到4个技术,大家每个公司可以对照,你是做建模还是封装,还是集成还是数据管理的?我觉得一家公司不可能4个都做,还是有分工的问题。

工业APP生态到这个地步,我们可以看到所需要做的基本平台除了建模之外,我们的母板库,技术资源库和测试环境还是缺少,如果每个企业做比较困难,在临港地区是不是提供一些公共的库,给大家企业用,大家发展就快一点,而且可以降低成本,缩短周期。

下面在工业APP生态体系里面我们说有这样几个问题,第一个问题,APP产业链,我们APP的开发流通应用为主线,开发这个问题大家都知道,不开发没有APP,但是问题是要问自己,他下面流到哪里去。是不是只给自己用。还是有更加广泛的市场,所以流通和应用是一个发展的产业链的重点。第二就是我们讲的联盟,今天联盟王秘书长也在,我想特别谈一下,我们联盟要汇聚金产学研用,金融行业不参与是干不了的,国家过去建设多数投资靠政府,很少把社会资本引入进来,没有社会资本进来我相信政府是负担不了这么大的要求的,所以把产学研用我加了一个金。最后我们要构建标准质量安全三大体系。标准大家都知道,质量怎么管?安全怎么管,最近国家提出人工智能治理,安全体系上要找一些布局,不像互联网布局比较晚了,工作量特别大。接下来怎么搞流通的,我们流通讲一讲,一个是直接交易模式,我估计这个口子开通比较难,第二希望有一种代位开发模式,就是外包,把一些工作经验总结起来,请其他软件公司给你做,双方的结合点可能多一点。第三是使用付费模式,我做一个挺好,你也想用,买不起,我可以来用用看,每个月出一些租费,这个是比较容易推广的模式,成本就比较低了,价格比较低。最后是内容授权收费模式,我们不需要买你的专利,强调在中华人民共和国里面使用你这个东西的权利。

下面我们讲三个支撑体系,标准体系,质量体系和安全体系。

接下来怎么培育这个生态体系,这个里面我说有两条,一个是我们从技术上要支撑合乎夯实工业APP的基础,基础工作要做了,这个里面我们说标准体系,开发环境,工具,知识库都是属于基础的。另外一方面关心生态引领,优化工业APP的发展环境,这个我们过去在讲,但是提得不是很具体,我们说第一个很希望发挥联盟的纽带作用。现在我觉得联盟工作做得还比较虚,第一年还是开会,后来会越来越少,也不知道讨论什么主题,联盟应该发挥更大的作用。第二探讨工业APP交易配套制度,这个交易怎么做,过去很少讨论,这个应该是行业里面慢慢要把这个问题关心起来。第三我们要构建开源的开发者社区,不能按照过去的办法,一个项目做完所有的成果都是在一个企业里面,我们要开源,资源和成果共享。然后我们说学校和院企的人才培养合作渠道,单单学校是不够,我们的模式也不是很灵活,学校和企业和学院之间如何培养专业人才的渠道,不是非要一个证书,一个学位。然后就是关于怎么吸引社会资本,还有是不是可以举行每年工业APP开发者大赛,鼓励更多的年轻人投入这个战线上面来。

最后APP,关于发展的展望,有两个一个是对他的发展趋势,我们知道是大势所趋,不管是不是喜欢,不管发展哪一个阶段,这次车没有跟上可能后悔好几年。第二我们觉得前面困难还比较多。我们讲了很多技术要素还容易解决,但是还有很多是生态体系,尽管传统工业软件逐步变成工业APP,但是是非常艰苦细致和长期的工作,国家各个部门都关心这个事,他们都列了一些标杆性企业,把他们做的工业APP作为样本给大家作为对标,我相信如果说从工业知识的收集、梳理以后的管理和应用方面如果和企业和工作重点结合在一起,我们是可以看到工业APP推动我们国家经济的作用,我的报告完了,谢谢大家!

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