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工業(yè)操作系統(tǒng)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的終極形態(tài)工業(yè)操作系統(tǒng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) -杭州創(chuàng)馳藍天科技有限公司 說到操作系統(tǒng)，工業(yè)涉及到的類操作系統(tǒng)很多，工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)自動化系統(tǒng)和計算機操作系統(tǒng)等等，他們在各自領(lǐng)域都起到舉足輕重的作用。 下面做一下簡單的介紹： 1、工業(yè)自動化系統(tǒng)的定義是指機器設(shè)備、系統(tǒng)或過程（生產(chǎn)、管理過程）在沒有人或較少人的直接參與下，按照人的要求，經(jīng)過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制，實現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)的過程。 目前自動化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動化技術(shù)不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴展人的器官功能，極大地提高勞動生產(chǎn)率，增強人類認(rèn)識世界和改造世界的能力。因此，自動化是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著標(biāo)志。 2、工業(yè)控制系統(tǒng)是對諸如圖像、語音信號等大數(shù)據(jù)量、高速率傳輸?shù)囊螅执呱水?dāng)前在商業(yè)領(lǐng)域風(fēng)靡的以太網(wǎng)與控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。這股工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化浪潮又將諸如嵌入式技術(shù)、多標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、無線技術(shù)等多種當(dāng)今流行技術(shù)融合進來，從而拓展了工業(yè)控制領(lǐng)域的發(fā)展空間，帶來新的發(fā)展機遇。 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從最初的CCS（計算機集中控制系統(tǒng)），到第二代的DCS（分散控制系統(tǒng)），發(fā)展到現(xiàn)在流行的FCS（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)）。 3、計算機操作系統(tǒng)定義是管理計算機硬件與軟件資源的計算機程序。操作系統(tǒng)需要處理如管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入設(shè)備與輸出設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本事務(wù)。操作系統(tǒng)也提供一個讓用戶與系統(tǒng)交互的操作界面。 目前，底層的自動化系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是相對來說成熟的體系，在國外都是經(jīng)過幾百年的沉淀，除了個別控制技術(shù)有一些中國廠商的身影，如中控自主研發(fā)的DCS，很多都是被國外壟斷，包括西門子、GE等，基本上很難做一些深度的突破。 但是如果我們仔細(xì)觀察會發(fā)現(xiàn)，在控制系統(tǒng)之上、應(yīng)用之下的這一空間，缺乏一個統(tǒng)一的平臺或系統(tǒng)來支撐整個數(shù)據(jù)的采集和流轉(zhuǎn)、應(yīng)用的對接和互通以及各種系統(tǒng)的承載和協(xié)作交互，缺乏一個“虛實之間”的橋梁，把底層的系統(tǒng)和上層的應(yīng)用打通，即在底層系統(tǒng)和上層應(yīng)用中間缺乏一個呈上啟下的工業(yè)操作系統(tǒng)來承載這一使命。
首先我們來看看工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的定義（雖然我認(rèn)為現(xiàn)在來說也沒有一個全面深刻的定義）： 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是面向制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化需求，構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析的服務(wù)體系，支撐制造資源泛在連接、彈性供給、高效配置的工業(yè)云平臺。 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)和核心是通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地連接融合起來。可以幫助制造業(yè)拉長產(chǎn)業(yè)鏈，形成跨設(shè)備、跨系統(tǒng)、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的互聯(lián)互通，從而提高效率，推動整個制造服務(wù)體系智能化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有利于推動制造業(yè)融通發(fā)展，實現(xiàn)制造業(yè)和服務(wù)業(yè)之間的跨越發(fā)展，使工業(yè)經(jīng)濟各種要素資源能夠高效共享。 但是，對于工業(yè)的體系和場景，相對于工業(yè)的重要性和復(fù)雜度，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺定義的能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要更加深化、更加具象、更加專注的針對工業(yè)生產(chǎn)制造本身進行深度窺探和覆蓋。 賽迪智庫信息化中心工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室主任袁曉慶表示：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)是一個基于云的開放式工業(yè)操作系統(tǒng)，其功能類似微軟的Windows、谷歌的安卓系統(tǒng)或者蘋果的iOS系統(tǒng)，如今工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺已成為新工業(yè)革命的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)全要素連接的樞紐和工業(yè)資源配置的核心。
本質(zhì)上，工業(yè)操作系統(tǒng)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的終極形態(tài)，相對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺來講，工業(yè)操作系統(tǒng)在能力、完整度、匹配度和實用度上更加突出，工業(yè)操作系統(tǒng)在技術(shù)深度上比工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更加強大，對于數(shù)據(jù)的采集、存儲和應(yīng)用的能力更強，體系的完整度和耦合性更加優(yōu)秀，更加具有實用性，對于工業(yè)體系各場景的匹配度更好，范圍更廣，最重要的是，基于工業(yè)操作系統(tǒng)開發(fā)的應(yīng)用更加下沉，更加符合客戶的需求，更能打通底層、中層和上層，從而更加具備工業(yè)屬性。 工業(yè)操作系統(tǒng)介紹 supOS工業(yè)操作系統(tǒng)以企業(yè)為中心構(gòu)建面向過程監(jiān)控、生產(chǎn)管理和經(jīng)營決策的一體化應(yīng)用平臺，通過平臺+工業(yè)智能APP的方式實現(xiàn)企業(yè)客戶的信息化、數(shù)字化、智能化升級轉(zhuǎn)型，致力于打造服務(wù)于企業(yè)、賦能于工業(yè)的智慧大腦。supOS 提供的橫向和縱向彈性擴展能力，可滿足智能制造細(xì)分行業(yè)中企業(yè)從小到大，從單一優(yōu)勢業(yè)務(wù)發(fā)展為多元化集團型應(yīng)用的場景。當(dāng)前聚焦在生產(chǎn)管控業(yè)務(wù)領(lǐng)域，具有數(shù)據(jù)采集和 Web 流程圖發(fā)布、趨勢展示、報警展示和 Web用戶權(quán)限分配等功能，可根據(jù)行業(yè)客戶的具體需求進行業(yè)務(wù)場景方案的定制開發(fā)，客戶技術(shù)人員和合作伙伴可基于supOS進行基于場景化的APP開發(fā)。 應(yīng)用架構(gòu)如下圖所示：
應(yīng)用架構(gòu)主要分為三層： 邊緣智能層主要負(fù)責(zé)企業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)接入和邊緣計算場景 應(yīng)用。系統(tǒng)提供多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)協(xié)議接入能力，如 OPC、ModbusTCP、Modbus RTU、IEC104 等，滿足國內(nèi)外主流廠家的 PLC、DCS、SCADA 等系統(tǒng)軟件的實時數(shù)據(jù)接入。同時，工廠中的生產(chǎn)信息系統(tǒng)（如 MES、WMS、EAM、LIMS）和上層信息管理系統(tǒng)（如 ERP、OA、SCM、CRM 等），在實際應(yīng)用中數(shù)據(jù)的特征具有多樣性，一部分管理數(shù)據(jù)與生產(chǎn)控制具有強相關(guān)性，具備較高的實時性和可靠性要求；另外一部分管理數(shù)據(jù)主要服務(wù)于管理人員的統(tǒng)計分析和決策依據(jù)，對實時性的要求相對較低，只需及時按需提供即可。 supOS 工業(yè)操作系統(tǒng)平臺層主要負(fù)責(zé)構(gòu)建企業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，處理海量多元數(shù)據(jù)的接入，對元數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一定義和重組織，提供數(shù)據(jù)存儲、查詢和應(yīng)用服務(wù)。同時，平臺提供提供工業(yè)大數(shù)據(jù)集成、分析、挖掘和可視化展示的一整套 IT 工具集和模板庫，工廠的不同角色（生產(chǎn)者、管理者、經(jīng)營者和業(yè)務(wù)專家們）在平臺上可以進行數(shù)據(jù)的創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)。 工業(yè)智能APP層主要面向企業(yè)行業(yè)工廠運營過程中的各個崗位人員使用的應(yīng)用功能入口，這些工業(yè) APP 從輔助操作、生產(chǎn)管理、調(diào)度優(yōu)化、安全管理、能源方案分析、設(shè)備資產(chǎn)管理等方面幫助工廠的生產(chǎn)人員和管理人員，減輕工作負(fù)擔(dān)，提升工作效率，從而實現(xiàn)智能化的工廠運維管理。同時，利用平臺提供的工業(yè) APP 組態(tài)環(huán)境，工業(yè)智能 APP 可以針對特定場景、特定需求進行個性化快速開發(fā)。 工業(yè)操作系統(tǒng)特點 信息全集成平臺 信息全集成主要負(fù)責(zé)采集工廠的人員、設(shè)備、裝置、物料和產(chǎn)品等信息數(shù)據(jù)，打破廠內(nèi)的 DCS、MES、WMS、OA、SCM、CRM、ERP、CCTV 等業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，實現(xiàn)工廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和運營數(shù)據(jù)有效融合。通過建設(shè)大數(shù)據(jù)集成平臺，形成生產(chǎn)要素的大數(shù)據(jù)畫像，實現(xiàn)多業(yè)務(wù)系統(tǒng)的有效融合、聯(lián)動，對工業(yè)企業(yè)幾十套“煙囪式”信息系統(tǒng)進行 APP 化遷移。
工業(yè)微服務(wù)架構(gòu) supOS 工業(yè)操作系統(tǒng)通過工業(yè)微服務(wù)來實現(xiàn)機理模型算法的模塊化和軟件化，滿足工業(yè) APP 的運行和擴展。一方面，基于不同行業(yè)、不同領(lǐng)域經(jīng)驗知識所提煉出來的各類原始機理算法模型通常缺少對外調(diào)用的接口，也往往難以進行獨立的調(diào)試、運行和升級，需要用工業(yè)微服務(wù)的方式將這些機理算法模型集成起來，封裝成可獨立調(diào)試運行的單一功能或服務(wù)模塊，提升易用性和可維護性。另一方面，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中基于工業(yè)微服務(wù)模塊進行工業(yè) APP 開發(fā)，既能夠借助工業(yè)微服務(wù)并行開發(fā)、分布運行的特點，有效發(fā)揮平臺海量開發(fā)者接入、資源彈性配置、云化部署運行等優(yōu)勢，又能夠利用工業(yè)微服務(wù)獨立隔離、靈活調(diào)用的特點，克服工業(yè) APP 所面臨的快速運維、持續(xù)迭代、個性化定制等問題。
工業(yè) APP 開發(fā)環(huán)境 supOS 工業(yè)操作系統(tǒng)提供的可組態(tài)的工業(yè) APP 開發(fā)環(huán)境，通過圖形化、組件化、模塊化的向?qū)綉?yīng)用構(gòu)建，有效地降低 APP 開發(fā)和設(shè)計的 IT 門檻。用戶只需要關(guān)注應(yīng)用場景和業(yè)務(wù)流程的分析和設(shè)計，利用平臺提供的表單設(shè)計和工作流設(shè)計工具，可快速開發(fā) APP 應(yīng)用。平臺提供微服務(wù)容器框架，每個 APP 都運行在一個獨立的容器中，可實現(xiàn)熱插拔。通過平臺提供的交互式業(yè)務(wù)和流程設(shè)計器，滿足流程圖監(jiān)控、在線報表、APP 業(yè)務(wù)管理頁面、工作流管理、Dashboard 分析、大屏畫面、數(shù)據(jù) DIY 分析等一體的混合業(yè)務(wù)編排和場景設(shè)計。
數(shù)據(jù) DIY 分析與展示 平臺提供的數(shù)據(jù) DIY 分析工具，用戶可通過組態(tài)方式實現(xiàn)多元數(shù)據(jù)的自主分析與利用，如建立生產(chǎn)看板、能耗看板、設(shè)備預(yù)警看板、重要指標(biāo)參數(shù)看板、重要攝像頭監(jiān)控等。工業(yè)過程中產(chǎn)生的時序數(shù)據(jù)、流式數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)，利用不同的展示方式，可實現(xiàn)多元數(shù)據(jù)的可視化綜合應(yīng)用。平臺為每個用戶提供個人空間，用戶可根據(jù)自己關(guān)注的內(nèi)容進行個性化定義，個人空間內(nèi)容可進行權(quán)限控制。在可視化工具方面，平臺提供了一整套數(shù)據(jù)展示的控件庫，包括基礎(chǔ)圖元控件、圖表控件、報表控件、趨勢控件、實時報警控件、歷史報警控件和視頻控件。基礎(chǔ)圖元控件包括矩形、圓角矩形、橢圓、弦、扇形、多邊形、按鈕、棒狀圖、管道、直線、弧、折線、文本、數(shù)據(jù)鏈接和圖片等；圖表控件包括柱狀圖、曲線圖、散點圖、折線圖、餅圖、氣泡圖、面積圖、玫瑰圖、儀表盤和熱力圖等。
APP 應(yīng)用商店 應(yīng)用商店是向企業(yè)用戶的提供的 APPs 分發(fā)渠道，為繁榮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的應(yīng)用生態(tài)、促進工業(yè)提質(zhì)增效和轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮重要支撐作用。應(yīng)用市場上的應(yīng)用和服務(wù)，從類型分，包括工業(yè) APPs、智能算法、設(shè)備驅(qū)動等；從資費分，包括免費的、一次性付費的、按訂閱周期付費的；從來源分，包含由官方提供的、第三方開發(fā)者提供的。用戶通過 APP 應(yīng)用商店可以瀏覽不同類別的工業(yè) APP，了解其功能和價值，從而更好地選取適合自己企業(yè)的工業(yè) APP。按生產(chǎn)管理、安全環(huán)保、供應(yīng)鏈管理、能源管理、資產(chǎn)管理等不同類別和主題劃分。 APP 應(yīng)用商店的效果圖如下：
工業(yè)大數(shù)據(jù)及人工智能 基于機器學(xué)習(xí)技術(shù)的工業(yè)大數(shù)據(jù)分析賦能平臺，為企業(yè)用戶提供大數(shù)據(jù)環(huán)境下，滿足不同領(lǐng)域業(yè)務(wù)需求的建模算法和數(shù)據(jù)挖掘等多樣化應(yīng)用服務(wù)，提供精細(xì)化算法節(jié)點、拖拽式連線操作、圖形化洞察分析等功能，讓機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)更加簡單易用，降低企業(yè)數(shù)據(jù)建模技術(shù)門檻，幫助企業(yè)充分利用和挖掘數(shù)據(jù)潛在商業(yè)價值。 supOS 工業(yè)操作系統(tǒng)人工智能應(yīng)用平臺，提供機器視覺、語音識別、智能問答、自然語言處理等服務(wù)能力，實現(xiàn)人工智能技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的深度應(yīng)用。根據(jù)特定場景進行建模分析，實現(xiàn)算法模型開發(fā)，訓(xùn)練完成的算法模型可以在平臺中運行�；跈C器視覺分析服務(wù)，可通過接入的工業(yè)視頻進行圖像分析，分析檢測結(jié)果可與平臺的工業(yè)實時數(shù)據(jù)等進行聯(lián)動，根據(jù)不同場景產(chǎn)生響應(yīng)的工藝質(zhì)量報警、人員安全預(yù)警、設(shè)備故障預(yù)警等。通過人工智能技術(shù)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的無縫融合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析、未來趨勢預(yù)測、工藝動態(tài)特性分析等多種分析業(yè)務(wù)，促進數(shù)據(jù)分析成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，達到商業(yè)價值最大化。 縱深防御、自主可控的工業(yè)安全防護體系 基于多點分級、縱深防御、本質(zhì)安全的擬態(tài)空間安全體系，實現(xiàn)從“規(guī)劃設(shè)計”到“生產(chǎn)護航”再到“危機應(yīng)對”進行全方位安全布防，綜合保障工業(yè)生產(chǎn)過程中的設(shè)備安全、操作安全和環(huán)境安全。通過多機冗余、斷線續(xù)傳、自動重連等可靠性技術(shù)的多協(xié)議數(shù)據(jù)采集和驅(qū)動動態(tài)適配擴展，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠、及時上送，為企業(yè)大數(shù)據(jù)的分層清洗、治理提供一體化的防護方案�；邳c點隔離、鑒權(quán)認(rèn)證的企業(yè)內(nèi)部與外部連接時的網(wǎng)絡(luò)通訊安全技術(shù)，防止病毒入侵、黑客攻擊，實現(xiàn)企業(yè)級工業(yè)云平臺的自主可控。依照《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全框架白皮書》，安全體系的防護對象包括設(shè)備、控制、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用以及數(shù)據(jù)等內(nèi)容。平臺提供分級多域、自主可控的信息安全防護體系，支持深度防御安全，將安全防護能力分布在平臺中的各層架構(gòu)，具有訪問控制、數(shù)據(jù)分區(qū)隔離、通信安全加密、入侵檢測等安全防護措施。
結(jié)語 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的驅(qū)動能力正逐漸顯現(xiàn)，無論是大企業(yè)依托平臺開展工業(yè)大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)更高層次的價值挖掘，還是中小企業(yè)應(yīng)用平臺上的云化工具，以較低成本實現(xiàn)信息化與數(shù)字化普及，抑或是基于平臺的制造資源優(yōu)化配置和產(chǎn)融對接等應(yīng)用模式創(chuàng)新，都正在推動制造業(yè)向著更高發(fā)展水平邁進。 總體看，制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型已是大勢所趨，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對于制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的支撐作用將會越來越強。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的應(yīng)用，為制造企業(yè)生產(chǎn)和運營優(yōu)化的能力提升，提供了探索應(yīng)用模式和路徑，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用突破，將持續(xù)推動制造業(yè)的升級轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。 但是，目前行業(yè)內(nèi)各工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供商良莠不齊，各工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)企業(yè)基于市場和資金的壓力，也在做一些不符合市場規(guī)律和客戶真實訴求的事情。虛火旺盛，聚焦工業(yè)本質(zhì)核心生產(chǎn)相關(guān)業(yè)務(wù)的很少，這樣的情況是不符合我國對于工業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型升級的要求的，我們迫切希望工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頭部企業(yè)務(wù)實求真、真抓實干，以市場和用戶為訴求，以工業(yè)核心業(yè)務(wù)為主要提升方向，真正的打造市場和客戶認(rèn)可的平臺，實現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的真正落地。 總之，在當(dāng)前的國內(nèi)外形勢下，打造具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)操作系統(tǒng)對工業(yè)來說是非常必要的，尤其是在新一代信息技術(shù)和國家轉(zhuǎn)型升級的背景下，依托中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)操作系統(tǒng)，戒驕戒躁，脫虛向?qū)�，深入探索工業(yè)本質(zhì)，在工業(yè)核心業(yè)務(wù)模式的基礎(chǔ)上開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)規(guī)�；瘧�(yīng)用，整體上促進中國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，只有這樣，才是正確、合理、有效的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑，也是促進中國工業(yè)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然道路。
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