邹平:工业互联网平台IDNICS及其开源生态的初步实践

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邹平:工业互联网平台IDNICS及其开源生态的初步实践 INDICS平台于2017年首次发布。它主要定位为一个开放的工业互联网操作系统。它是获取工业设备、工业服务和工业产品的一个不可或缺的要素，并能根据整个产业链中产品的整个生命周期提供工业应用能力。INDICS平台可以支持企业业务、协同制造和云制造的智能转型。 近年来，开源技术逐渐成为云计算发展的重要支撑和导向。它改变了以往信息技术的演进模式，引领了软件技术标准的发展和创新，深刻影响了整个信息技术产业的发展模式。为了进一步探索我国云计算开源技术的发展模式，加快云计算与各行业的深度融合，更好地发挥云计算在经济社会创新发展中的支撑和引领作用，促进我国云计算产业快速健康发展。

由中国信息通信研究院主办、中国通信标准协会支持的“奥斯卡”将于2018年3月21日至22日在国家会议中心举行。在22日下午举行的工业用开源论坛上，北京航天科技发展有限公司研发部部长邹平发表了题为“工业互联网平台IDNICS及其开源生态初步实践”的演讲！

以下是这次演讲的文字记录:

邹平:首先，我非常荣幸地告诉你我们对这个INDICS平台和开源生态的初步实践。我的主要话题之一是介绍我们自己的平台，此外，平台上提供的一些服务和一些国内外的最新信息。

我今天分享的是四个部分。首先，简单介绍一下这个平台。第二，平台提供的服务和解决方案。第三，我们平台的成功故事。第四，一些生态学的初步实践和下一步的目标。

我们的平台是2009年在李院士的领导下提出的。我们专门研究和开发一些与工业互联网平台相关的行业和平台。我很荣幸能在2012年前后从事相关工作。INDICS平台于去年6月15日在成都工业互联网大会上首次在全球发布。其主要方向是开放的工业互联网操作系统，它是获取工业设备、工业服务和工业产品的完整要素，并能提供基于整个产业链和产品生命周期的工业应用能力。然后，我们的业务模式还支持智能转型、协同制造和云制造这三种主要模式。事实上，这种商业模式中的三种制造模式实际上是一种渐进的关系。目前，智能化改造是现阶段的一个关键任务，即如何在我们的平台上进行一个叫三亚的离线改造，即子设备、哑企业、子岗位的智能化改造。因为大家对三亚不是很熟悉，所以我们实际上把这个词改成了“智能改造”，即把没有接入能力但没有改造能力的设备、企业和岗位的改造叫做三亚改造。我们已经转换了一些企业信息，以便能够进入云计算和INDICS平台。这是第一个。

经过第一阶段3-5年的智能转型，我们可以在该平台上为企业提供协同制造。基于我们云协作的一些应用，我们将为企业开展协作。这是第二阶段。

最后，为了实现云制造的目标，李志钊院士也于2009年离任。我们的科技团队也是基于云之藻的模型。该平台提供从IaaS到DaaS、从PaaS到SaaS的各级工业互联网服务。同时，我们在安全方面也做了很多努力，包括我们自己的建设，提供安全可靠的保护和其他平台支持措施。这张照片是在6月15日的成都新闻发布会上拍摄的。这是指在互联网上提供的一些工业服务，可以理解为一个信息技术系统。例如MAS，还有一些工业服务，如ERP等。工业设备是生产线上常用的设备，包括一些电气设备、环境设备和其他工业设备。工业产品是指具有智能连接和智能互联特性的工业产品。有三类。那么，这个互联网就是我们的面向对象层，也是一种基于物联网的技术。同时，它最近提供了一些基于边缘计算的计算能力，以及三个方面的能力:从顶层云到底层设备生产线和设备的感知。

通过INDICS平台访问设备和能力。接下来是IaaS、DaaS、PaaS和SaaS的引入。IaaS是一个自建的数据中心。DaaS提供数据存储、数据分析和计算服务。事实上，这两个块可以分为公共部分即服务和公共部分即服务。同时，我们还提供了基于Docker和K8S的集装箱动态调度。更上一层楼也是我们自己的特色，以五大核心技术的工业服务组件为核心。一是包括我们，即大数据智能，二是我们自己的模拟能力。因为我们原来的模拟能力比较强，这一个作为我们的特点也向外界提供了这种云模拟能力。还有基于机器学习、边缘制造和最新研究的区块链技术，将在后面的详细PPT中讨论。下一步是在外部提供上行和下行的开放应用编程接口，包括数据类、模型类、服务类等，以及支持CMSS的云制造和支持系统应用程序。《CMSS》也是我们6月15日的首张专辑。它也是标准西门子和PLM概念的延伸。它相当于INDICS平台的软件集合，包括一些R&D、制造、生产、销售、采购服务等，是一个面向整个行业的应用程序集合。

目前，我们的平台定位是支持制造模式转型和业务升级，这更符合新时代新的产业建设体系和实现价值链从低端向高端转型升级的现实需要。其次，业务模型支持智能协同制造和云制造的三个不同阶段。因为我们现在与MindSphere有更多的接触，他们仍然关注生产过程和设备的智能改造。此外，从西门子自己的设备和OEM的角度来看，他们提供的业务模式是从自己的设备接入和智能向上的智能服务应用的角度来看。PRODUCTE也是最先开发的，更加注重产品和服务智能的提高。

我们的平台提供这种服务能力。一个是比较IaaS、DaaS、SaaS和PaaS的全面服务。第二，以五个引擎为核心的工业互联网运行环境称为工业PaaS。通用部分授权协议是基于CF的灵活扩展和收缩，并支持码头+K8S的调度。此外，我们为微服务提供了主流微服务架构。MindSphere目前主要基于cf。

其次，目前所有元件的接入能力都支持Modbus、Profine等，并支持MQTT和HTTPS网络传输协议。同时，它提供了21种工业设备的接入能力，如机械加工、电气设备、环境测试等。同时，它提供10多种类型的工业服务访问能力，如研发、生产和模拟测试。西门子主要提供工业设备接入。

目前，我们在九个类别中提供了100多个开放服务接口。工业算法和模型为工业机器人和高端设备等10多个行业提供开发模型。同时，它也是支持这个第三方工业互联网的操作环境，包括我们现在已经实现的与西门子MindSphere平台的相互迁移和相互部署的模式，支持异构环境的中间件，组件的相互迁移和应用编程接口之间的相互开放。

从SaaS的角度来看，它相当于CMSS，而最重要的是协作互联。从智能制造的角度来看，To C是目前的核心。同时，提供基于区块链的信用增级认证和金融创新的生态应用。企业层提供了这种数据驱动的智能企业，以及相应的西门子“数字双胞胎”，这被称为基于“实体+虚拟”的数字原型。基于数据的工业软件提供工业软件服务。目前，在线服务是130多个工业软件在线服务。生产线层提供仿真规划、生产线执行控制等服务。设备层提供基于设备的控制、监控以及基于边缘制造的服务和应用。就安全性而言，我们的南美数据中心已基本建成，达到第三级同等保护，外部服务水平为99.95%，与IDC机房的水平相同。

今年2月，我们还荣幸地获得了人工智能联盟的一项服务的资格认证，这是我们的安全保护系统。

这张全景图是我们的INDICS平台目前提供的一些产品和服务。我们可以直接使用它们中的每一个。一个是我们的全生命周期服务，它是基于我们的CF。第二，我们提供这个服务的所有元素OpenAPI，我们称之为OPEN API服务能力开放平台，所有在外部的设备以及业务开发和部署服务都是通过能力开放平台提供的。第三，提供快速设备访问管理的物联网应用平台也能够快速访问非常快速的分钟级设备。同时，它提供了基于微服务的框架和过程建模，以及中间件服务。大数据的收集和分发，例如数据存储和数据计算、数据管理、基于人工智能的数据建模和算法以及基于区块链的服务也是目前的最新发展。预计将于今年6月对外发布。

首先是我们的一站式管理应用平台。这是刚刚提到的，主要是基于CF的，主要特点是可以实现应用的快速部署和操作，同时可以提供对应用的整个生命周期的管理，同时可以实现基于代码的仓库托管，还可以提供基于后台组织间操作协调的账户管理等。，同时，它可以提供访问监控和中间件服务。刚才孙总是提到，有些东西不适合作为容器中间件来访问，有些东西，比如Hadoop和大数据，实际上是基于IaaS提供的。因此，对于中间件服务管理，我们目前提供了一些相对快速的容器化方法，如缓存，以及一些消息、日志等。还有大数据和人工智能的这一方面，我们基于IaaS从外部提供，相当于混合应用。

它的特点之一是实现高可用性，也就是说，它会随着用户的增加而自动扩展其容器。第二，更全面，从应用程序开发到测试、部署和运行，包括连续的机车，DevOps迭代也是更全面的支持。第三，高可用性也是实现用户身份、访问控制和灾难准备的一个方案。同时，基于K8S Docker，我们目前专注于CF，Docker目前正在同步支持它。这两种不同的技术实际上是由我们自己评估的。目前，我个人认为CF可以理解为一个像我们这样的品牌机器，它更全面，或者它的功能稍微复杂一些，Docker和K8S更具技术性，更适合像我们这样的开发者和一些中小企业。

因此，面对这两种不同的用户，CF可能更适合企业用户。面对两个不同的用户，我们也向外界提供两种不同的应用管理方法。

对于具体的应用场景，首先我们有一个开放的中心，在我们的中心注册开发人员，通过一些框架进行本地化开发，或者云开发后在我们的平台上创建应用，然后绑定相应的服务进行数据初始化，最后在我们的平台上部署代码，然后进行应用检查，最后申请发布。在发布被批准后，我们也有一个类似于应用商店的方式，即我们可以直接在我们的应用商店申请发布，并向外界提供服务。它相当于从开发到启动、部署和发布到最终应用程序存储的整个过程的集成方式。

第二，对开放式服务平台的介绍。目前，该作品主要提供两个类别，一个是右上方，另一个是右下方。以下是三个主要类别:设备、服务和产品，它们提供对识别、事件、操作和安全等服务的分析。另一方面，也是API服务提供了这样的模型、数据、服务、应用程序管理和安全类。目前，我们已经发布了近100种每种类型，即200多种平台类型。它的特点是我们的API可以被直接调用。例如，在设备安装到云中之后，我们可以直观地测试设备的数据，或者对其进行编辑。我们可以通过在线验证直接调用API进行可视化测试。此外，参数是可定义的。我们不仅制作自己的应用程序接口，还允许第三方直接发布他认为对这个平台好的应用程序接口，用于客户管理。

总的来说，一个是关于平台类的API，它提供了100多个和近200个应用程序。此外，我们支持网上方式，以及手机，并可以通过云网络服务器访问。我们所有的方法都是基于API调用的。现在正在做的也是一个连接协议，它将支持长期的未来，并且可以快速形成不同组织服务的协作。

然后，我们针对特定场景的一个API用于应用程序开发，这个API相对较大，也就是说，需要什么样的数据和接口，我们通过开发将它们提供给外部世界。其次，可以实现应用程序的快速部署。开发完成后，应用程序可以直接部署在API上。第三，实现设备访问和数据采集。

第三段，物联网应用平台，也是一个相对主流的产品，类似于我们现在的百度天宫，和阿里的物联网平台，也是同一个层次的产品。它可以实现设备终端的快速访问和管理。它还提供了另外两种访问方式。一个是硬的，另一个是软的。另一个是我们与西门子合作的产品，即一个盒子。可以实现设备的快速配置访问。目前，像3G和4G技术一样，有更多的通用工业协议可以实现快速接入。第二是提供一种软方法来解决我们可以通过虚拟网关和应用编程接口直接访问互联网的问题，只要它符合我们的标准。访问后，通过对该平台上大数据的分析和存储，通过对大数据的分析算法和处理，我们还以API的方式提供智能服务应用。一种是快速开发APP，另一种是可视化工具和数字建模。第二，这些设备可以通过API调用，并且有一些数据。

其特征之一是这里提到的网关支持两大类，硬网关和软网关干预。其次，使用标准协议，包括MQTT，最大的单个服务器支持几十万个并发，所以用户，包括越来越多的设备，MQTT将成为我们未来的主流访问方式。还有支持数十万级的设备、数百万设备的实时传输以及TB级数据存储。一个是与我们自己的服务器资源和存储容量有关，因为我们建立了自己的数据中心。目前，我们的数据中心可以支持数百万台设备，并且可以存储大约一年的数据。数据分析也是一种提供大数据的方法。一个是一些常见的算法，包括分类、聚类、关联、规则和推荐算法。同时，它还支持一些机器学习算法，如一些神经网络和一些人工智能算法。与此同时，我们也做很多行业，例如，我们做能源，也就是说，我们用热能和一些高端设备工作。我们为高端设备做一些算法，一些工业算法，如我们与家电行业和格力也在做一些基于设备的预测和预警分析。同时，它为云监控和云检测提供了实时可视化平台。

因此，总的来说，最左边的部分是我们支持对各种设备的访问，这些设备可以通过软、硬网关快速上传到云平台。同时，设备的认证、数据的采集和分发最终将进入大数据平台进行数据处理。一个离线，另一个是实时的。最后，智能服务的快速建设将通过API向外界提供。

它的一个应用场景是基于这个盒子可以访问21种类型的设备。此外，还支持生产线。生产线可以理解为许多设备的集合，并且还支持对这些集群设备的访问。事实上，两者以相同的方式访问平台。然后，我们也支持这种企业级的工业服务，像信息技术有自己的企业资源规划，项目管理等。，它自己的信息技术系统，这也是通过应用编程接口。当然，这是通过不可通过的接口和网关进行访问的方式。

这是我们为两个微服务的开发提供的建模工具。一个是我们的X4，最初叫做HTX3。这是今年的升级。它的主要工作是支持这种微服务。今年，它还基于Double，这是由Ali提供的基于多种协议的开源框架的转换。基于微服务框架，可以直接快速地连接到INDICS平台，无需任何修改。微服务可以直接连接到云模式。

第二，流程建模，已经成熟的BPM，基本上是基于BPM标准的，现在有很多开源的东西。我们也以这种方式访问它，可以实现过程定制。与此同时，我们也进行了许多改革，包括支持企业的多租户流程。每个企业都有自己的可以实现企业流程定制的流程，以及自己的权限、角色等。可以实现多租户流程改革。

下面是我们的企业中间件，这也是一个相对成熟的产品，由于时间的关系，我不会多说什么。

下面是大数据块，主要分为收集和分发、数据存储、数据分发分析和数据管理。

众所周知，我们可以少量收集和分发这种设备，如果几十万甚至几百万台设备同时使用，收集和分发的压力将非常大。刚才孙先生还说我们用这种方法进行消息排队，这也是基于卡夫卡的方法。每台机器的最大消息数不超过100，000。目前，我们控制每台机器上80，000到100，000条消息的并发性。还有许多企业可能有自己的逻辑和存储接口用于存储和处理。这个要求怎么样？通过分发引擎，我们可以指定不同的消费者，让他们自己处理他的数据。此外，我们的存储还提供工业级连续数据库，以及离线、内存和列类型的数据存储方法和各种存储方法。数据计算也支持火花，风暴和一些离线方法。主要实时计算的基本长度通过风暴法实现，包括设备的启动率、停机率和运行状态分析。需要第二层的实时在线分析。这是通过风暴实现的。还需要离线分析，例如设备的OEE分析，这相当于对历史数据的分析。OEE设备的利用率大约每天分析一次，因此我们使用Hadoop的Apache方法进行计算。同时，大数据有许多组成部分。

这两种产品目前正处于领先地位。一个是人工智能，另一个是区块链。人工智能的最终目标是以平台的形式向外界提供许多工具、应用编程接口和相应的组件。这三种方式使用户能够快速构建自己的人工智能应用和服务。这是我们的目标。因此，今年我们有幸成为应用于ICOM的人工智能联盟的人工智能测试平台。随着这个测试平台的进展，我们的平台有望在6月份初步发布。然后，我们还基于当前主流的人工智能引擎如TensorFlow来提供一个统一的人工智能算法环境。

其次，我们拥有一些具有行业特征的工业算法库，支持可视化、数据建模、工具和一些API等。

区块链，我们整个航天科技集团已经基于区块链本身进行了许多应用。反过来，这些应用程序如何形成相应的平台产品也是我们今天正在做的事情。它还被放置在INDICS平台上，以提供组件、工具等。主要应用场景，因为有很多工业应用，是基于区块链合同的签订和履行，也就是说，自己企业之间的在线协作可以快速跟踪区块链。其次，可以实现区块链的场景质量跟踪，并且可以非常快速地反向跟踪场景的各个环节。第三，基于区块链的能力共享激励，事实上，这就是我们现在所说的分群。通过交易和信用认证，云硬币可用于基于区块链的安全点数规则和点数存储。

基于我们平台的几种解决方案。第一，基于平台的快速开发。这就是如何从头开始开发一个新的应用程序。在这里，我们首先通过这个平台成为开发人员，然后通过我们提供的一些开发工具和相应的服务组件在线或离线开发这个全新的应用程序。在开发之后，我们将通过我们的应用程序生命周期管理工具在线可视化地部署和运行它。

其次，许多企业都有自己的应用程序，如何改造云也是如此。它有许多中间件和存储服务，需要与我们的中间件和服务绑定。通过我们的CF提供相应的API进行快速访问，最后实现容器部署，这是传统的应用模式，甚至是C/S模式，如何连接到云。我们知道容器不支持C/S模式，容器都是基于B/S模式的。现在可行的方法之一是将其应用数据和所谓的中间件迁移到云和PaaS。第二种方法是迁移其客户/服务。例如，有许多方法可以通过IaaS虚拟化实现多租户隔离，例如虚拟化或远程桌面，以便用户可以及时感受到并在云中使用它。这是一种方式。第二个是更传统的数据库。例如，可以使用Oracle或SQLServer。它自己的许多中间件已经发货，不一定支持商业应用。我该怎么办？同样，它必须被改造，数据库被迁移到我们相应的常规数据库，然后中间件被相应地改造，然后整个相应的迁移和部署被PaaS云支持。

这是一种微服务的转换方法。如何将我的传统应用程序细分成微服务，我们也提供了几个，一个是微服务引擎，然后提供这个微服务的信息。VPI可以让它迅速改变在线微服务。

最后一个解决方案是企业如何走向云。首先，我们必须成为我们空间网络的用户，同时申请设备接入。然后配置相应的设备，通过界面上传数据。然后我们将快速开发一些在线设备建模和数据建模工具。这是我们的解决方案。

还有三个成功的案例。首先，华硕机器人是中央生产线的数据制造商。我们借用了他们4000多台设备，使70多种数据和相应的故障预测模型似乎可以用来分析设备云中设备的状态和故障报警。

其次，在与国电合作的情况下，需求非常大。目前，全国有200个粉丝，每个粉丝有200个收藏点。此外，实现了实时二级传输。一天的数据量约为20G，因此存储量非常大。因此，在INDICS平台的帮助下，我们建立了自己的数据中心，这些平台已经准备就绪。因此，他与我们合作将所有风扇数据传输到我们的平台，实现了快速检测，以前是手工完成的，但现在是通过我们的平台来实现自动检测。其次，它可以提供一种绿色的维护方法，以降低人工检查的成本。

第三，我们最新的案例是基于深圳理工大学对奥克兰云的应用。我们都形成了一个生态。一个是他根据我们的标准访问和迁移平台。对他来说，我们都互相合作，可以更好地将他的制造商和一些设备推广到我们的平台上。对我们来说，我们相当于又一个行业应用。他在+0行业工作，不管是不是+0行业，都涉及到能源行业和其他家用电器，它们可以在这个能耗云平台上实现生态连接。

因为我们正在做一个开源会议，我们也想有一些关于如何让第三方快速进行生态建设的原则。首先，本着技术开放的原则，所有合作伙伴都可以利用这个平台发布各种技术资源。第二，合作、共同发展。例如，开放云的方式不仅仅是我们自己去做。我们提供平台和应用编程接口，上层应用程序可以一起完成。第三，分享成果，更好地为其他对象推广服务。第四，我们集中管理所有的成就。我们建立相应的生态和主站点，以及开发商联盟和应用商店来管理和维护它们。这些是我们的一些想法。

目前，这种效果还不错。我们目前的开放云中心也已在全球发布。目前，已有144家企业加入了INDICS的开源生态。开放产品和服务有13种类型，其中400多种API可以直接调用和在线使用。这是对我们的一个API的介绍，所以我不会说太多。这是我们的开发商联盟，去年成立，在集团内外都取得了良好的效果。同时，我们将定期举办相应的培训，也有一些基于平台的开发者竞赛。事实上，每个人都可以访问我们的官方网站。现在我们正在做一个基于APP INDICS的APP竞赛，它将每年定期举行。除此之外，也有一些赢家，而且最大的赢家似乎有一些奖励和礼物。

最后，我们的下一个工作目标。第一，构建一个全面的产业链，一个安全可控的产品全生命周期工业互联网平台，其核心是自主可控技术。第二，创造三个“百万”。一是CMSS可以支持数百万设备应用、数百万设备和数百万企业的云进入。第三，为了支持我们的三大战略目标——智能转型、协作转型和云制造，我们在这一战略定义中非常坚定，一步一步地构建我们的三大生态。最后，推动整个产业链的整合和体系的重组，可以支撑新的制造业和新的产业体系，有力地推动国家的转型升级。

这就是我要说的，谢谢你！