工业互联网平台选型之航天云网INDICS（航天云网 工业互联网平台解析）
航天云网成立于2015年6月15日，是中国航天科工集团有限公司联合所属单位共同出资成立的高科技互联网企业。2017年6月15日，航天云网发布INDICS工业互联网平台，依托航天科工雄厚的科技创新和制造资源，开放聚合社会资源，构建以“制造与服务相结合、线上与线下相结合、创新与创业相结合”为特征，适应互联网经济业态与新型工业体系的航天云网生态系统。
2021年3月，航天云网宣布完成26.32亿元战略投资，创国内工业互联网领域单笔融资额最高纪录。此次融资将有助于航天云网公司进一步加快核心能力建设、平台生态构建、市场布局和专业能力完善以及资本资产结构优化。
01功能分析
1、边缘层
航天云网INDICS平台用于连接工业设备的叫做“物联网接入工具”，它提供丰富的数据采集协议、强大的协议转换能力和主流数据上传协议，可覆盖机械加工、环境试验等21类不同工业领域设备数据采集需求。物联网接入工具主要包括物管理和物接入功能，产品架构如下图所示：
在工厂车间，工业设备、工业服务系统及工业产品通过虚拟网关、INDICS EDGE物理网关两种方式接入，依托内置的云平台API进行数据采集。网关实时订阅设备数据，设备主动上送数据网关或网关通过轮询方式主动到设备寄存器中读取数据。网关获取到数据后立即上送到物联网接入平台，实现数据实时采集、实时分析及实时展示。
功能点：
- 数据采集协议：OPC UA、MODBUS RTU、MODBUS TCP、S7，并支持GPIO采集模拟量和数字量数据。
- 数据上传协议：HTTP、HTTPS、MQTT，其中MQTT为工业主流的数据通信协议。
- 接入的设备类型：机械加工、焊接技术、特种加工、仿真技术、目标特性、元器件制造、发动机试验、发射工程、工艺检测、总体技术、指挥控制、气/水动、电气系统、材料成型、清洗技术、环境试验、电器互联、电磁兼容、表面工程、装配技术、计量器具等。
如上图所示，智能网关INDICS EDGE是航天云网开发的一款连接INDICS云平台的工业互联网网关，提供采集、转换、处理和传输不同厂商品牌工业设备数据、工厂OT组网和通信协议转化等功能模块。网关内置INDICS云平台API，使用者无需进行二次开发即可实现与INDICS云平台云制造应用、工业大数据应用的无缝集成，为生产制造企业提供了工业设备连接并使用 INDICS 云平台服务的便捷方式。
另外，它实现工业现场的边缘计算和INDICS云平台的云计算服务结合应用，及时处理现场信息，降低数据传输量及占用的网络带宽。
2、IaaS层
作为大型军工央企下属企业，航天云网对打造自主可控工业互联网平台有着很强的执念。其与国内厂商合作打造一系列自主可控云基础设施产品和云服务，面向行业提供自主可控的基础架构产品，针对上云企业构建了完善的安全服务。
航天云网为企业桌面及服务器应用提供超级服务器，包括天域系列的数据管理系统、分布式存储、操作系统、虚拟智能化平台、工业防火墙以及负载均衡系统等；为企业上云提供云服务器及备份、云操作系统、云负载均衡、云防火墙等面向云基础设施的服务，技术团队还为企业提供全面的安全规划和风险评估。
依托自主可控的基础设施产品，航天云网以此构建INDICS云平台，保障平台应用的数据安全，为伙伴及客户提供自主可控云基础设施产品和服务，极大地促进产业平台生态的整合，实现IaaS技术能力的对外输出。
3、工业PaaS层
航天云网INDICS平台为开发者提供云端应用开发工具和运行工具，同时提供对基础类数据和业务类数据的操作接口，使各类应用快速开发与集成，更好地融入航天云网生态圈。
1）云端应用开发工具
从开发环境、开发工具到部署上线的全方位服务。通过可视化界面，支持应用的快速构建，提供组态建模、算法建模、流程建模和产线仿真建模等产品开发功能。
云端应用开发工具的核心是一个“可视化集成开发环境”，提供低代码快速开发能力、对现存系统的快速集成能力以及软件开发、测试、部署、应用全过程的便捷管理功能。
功能点：
- 开发桌面：拥有丰富的开发组件和功能，这些组件与功能都可以集成在一个页面上使用。通过开发桌面，可以快速启动各类开发组件；查看和管路开发成果；配置和管理前台及后台服务；调用他人开发成果或发布个人成果；通过云协作与其他开发者互动；
- 应用中心：应用中心是开发成果（功能组件/微服务/开发模板）的发布区，用户可以选择本地发布或是云端发布，也可以在云端引用；
- 绘制页面：设计即开发的模式贯彻在每一个组件和工具之中；
- 流程驱动：自带功能完善的图形化业务流程引擎（BPM），流程引擎与各平台组件自动衔接。在流程的驱动下，轻松实现跨组织和跨业务系统的协同工作和成果共享；
- 数据建模：提供多环节的数据可视化建模工具，其中包括数据库模型、数据处理模型、数据调度模型、数据与前端组件交互模型。
- 模板复用：支持用户独立创建新模板，或是把既有成果另存为模板。模板可在工作组或跨项目间共享；
- 云端协作：提供云端开发与协作环境，通过云平台高效实现多团队的远程协作；
2）云端应用运行工具
基于Kubernetes Docker技术建设，面向企业和开发者提供高可靠高性能的应用云化服务， 支持普通应用类、微服务类、云化原生类、大数据分析类、中间件类等五类企业级容器应用一键上云。同时，提供镜像仓库、 持续集成、智能运维，以及20余种容器运行组件服务，实现应用的云端全生命周期管理，为企业开发者提供了极大便捷。
功能点：
- 快速部署：可以通过平台，通过多种方式，把应用部署到平台上来。平台还提供了多种语言的运行时环境，以支持第三方应用的部署或迁移。
- 自动运维：平台具备自动监控、告警、故障预警、诊断、权限控制等多个运维功能，并基本实现自动化，使平台运维更准确、稳定与安全。
- 状态监控：对应用、数据库、存储、中间件等基础能力的状态进行实时监控，对底层的容器服务也可以进行状态的监控。由此可以及时发现并解决问题。
- 弹性伸缩：根据应用运行状态、调用量、网络流量、响应时间及接口状态等信息，平台自动调整资源配置、数据备份、容器自启动等功能，规则自动部署及状态保持、容器级别的故障自愈等功能，保证了应用运行的稳定性及可靠性。
3）通用API和业务API
API中心提供API托管服务，涵盖API注册、发布、管理、监控和运维的全生命周期管理。
其中，通用API为企业开发者和个人开发者提供标准化、服务化和集约化的功能接口，向合作伙伴、开发者开放服务和数据，使各类应用快速开发与集成；
业务API为企业开发者和个人开发者提供对基础类数据及业务类数据的操作接口，使各类应用快速开发与集成，更好的融入航天云网生态圈。
功能点：
- 设备接入：开发者通过平台向下为连接各类设备提供统一的接口，开发者通过接口实现设备快速接入与管理和企业自有协议统一接入等场景。
- 基于模型与算法的数据分析：为开发者提供大数据处理与分析流程上API的开发使用，支持基于大数据和人工智能的模型运行与优化、工业知识抽取、知识图谱挖掘等场景。
- 企业信息系统的数字化业务流程：为开发者提供业务流程类应用中API的开发使用，支持基于软件定义制造的企业设计生产协同流程定义与高效运行等场景。
- 数字孪生的工业仿真：为开发者提供仿真应用场景中API的开发使用，支持面向数字化双胞胎的虚拟工厂模型运行等场景。
4、工业SaaS层
对航天云网INDICS平台应用进行梳理，我们将其归为五个大类：
第一类是面向企业系统级应用。如企业大脑、企业驾驶舱、云端业务工作室、云端应用工作室、企业上云服务站等，帮助企业实现业务、各类APP以及工业资源的集成，利用分析工具为企业经营管理层提供云化的指挥、决策、控制等功能。
第二类是面向行业的云服务。如模具云服务、3D打印协同制造云服务、电梯智能监控云服务、电机健康诊断云服务、机器人云服务、家具云服务、产线仿真建模等。这里分为两个子类型服务：一是面向模具、家具等行业的产业云平台，通过汇聚行业上下游所需产品、配件、技术、知识等资源，通过工业互联网平台实现高效协同。二是针对具体的行业场景打造云服务，如电梯监控、电机健康诊断、特种车辆管控等，主要实现对设备的状态监控管理。
第三类是面向数字化转型的解决方案。航天云网以INDICS平台为基础，在各行业的探索实践。如仓储物流、运营管理、节能减排、运维服务、研发设计、生产制造等业务场景解决方案。
第四类是工业大数据解决方案。包括大数据基础套件、大数据安全、工业互联网微服务以及应用加速器，以及工业智能所涉及的知识库管理系统、模型库管理系统、算法库管理系统、语料库管理系统、模型池、训练池，面向的行业包括石油石化、能源电力、汽车生态圈。
具体来说，石油石化行业主要针对管道建设、灾害预警、作业安全、设备健康以及数字化仿真等过程提供数据分析与应用方案；能源电力行业主要针对需求、燃煤机效率、生产安全、远程设备运维以及发电设备全生命周期进行数据分析和应用管理；汽车生态圈行业包括客车预测性维护及健康管理、远程运维、设备效能、现场运营以及产线可视化提供数据分析及应用支撑。
第五类是智能制造解决方案。面向轻工、汽车、电子、机械等行业提供智能机床，为电液伺服、电子蠕变打造试验机，用于模拟实际工况，分析关键核心加工部件在高低温力学、断裂力学中的性能。
在软件层面，提供SCADA、MES、ERP、MTM（时间测量方法软件）等信息产品。ERP是SAP根据各行各业需求开发的一款在线的云端系统，而SCADA、MES、MTM基于自身经验开发。目前智能制造实践案例多以智能生产线改造实施为主。
02平台生态
航天云网INDICS平台功能架构完整涵盖边缘层、IaaS、工业PaaS和工业SaaS四个层级。
在边缘层，提供物联网接入工具和工业智能网关连接工业设备、应用系统和工业产品，采集工业控制器数据并上传到云平台；
在IaaS层，提供自主可控的云基础设施、云服务以及安全服务，保证了平台应用数据的安全，是工业互联网平台自主化发展的重要基础；
在工业PaaS层，提供云端应用开发工具和运行工具，构建了完善的技术开发文档，并搭建了成熟的开发者社区生态。为向合作伙伴、开发者开放服务和数据，实现各类应用快速开发与集成，平台还提供标准化、服务化和集约化的API接口，让产业各方能更好地融入到航天云网生态圈。
面向工业SaaS应用，航天云网应用商店提供丰富的工业应用，涵盖研发设计、采购供应、生产制造到运营管理、企业管理、仓储物流和产品服务，面向的行业包括航空航天、高档数控机床和机器人、节能环保、风电光伏、工程机械、电子信息、轻工、汽车、石化化工等。这些应用大部分由第三方企业或个人，基于INDICS平台开发。
我们一直强调工业互联网平台生态建设的重要性。但航天云网INDICS平台生态比较庞杂，要完全讲清楚并不容易。然而我们却从中可梳理出一些产业发展思路：
针对制造企业：从企业上云入手，为跨团队、跨企业、跨地域协同应用提供一站式集成工作环境，实现与各类APP和工业资源集成。
针对平台厂商：提供公共服务、知识服务、金融服务和保障服务等基础资源及保障服务，通过严格的准入机制、综合能力评判等方式，不断提升企业技术和服务能力。
针对开发者：提供完善开发工具，搭建应用商店，实现供需资源对接，构建风险共担、利益共享的开发者生态模式，不断做强做大应用生态。
针对政府：与地方政府合作，利用INDICS平台能力，打造面向地区的工业云或工业互联网公共服务平台。一方面整合地区上下游企业，实现供需对接和能力共享，提升地区产业竞争力。另一方面通过推动企业上云，加速企业数字化转型，以此为契机，大力拓展本地数字产业生态，加速数字经济成长。
针对人才培养：航天云网成立了云制造培训中心，课程设置包括网络工程、标识解析、系统平台、工业大数据、安全体系、边缘计算、行业应用、工业运营和智能制造。基于工信部《工业互联网产业人才岗位能力要求》及人才评价工作标准，提供初级、中级和高级认证，为工业互联网技术创新与产业发展提供人才支撑的岗位认证体系。
03选型建议
从本质来说，航天云网INDICS平台不是我们真正意义上理解的工业互联网平台，而更应该定义为工业互联网公共服务云平台，这也是航天云网对自身平台发展的定位。
2019年，航天云网提出“INDICS CMSS双轮驱动 ”战略，即INDICS平台向下支持海量异构设备的接入、支持基于边缘计算的智能分析和处理、提供自主可控的智能网关，向上提供APP快速开发和部署运行，支持原生应用APP开发、支持原生和第三方APP部署运行。
CMSS支持环境实现云制造模式下企业应用服务的动态集成与协同，支持专业类APPs和智能协同类APPs，其中专业类APPs提供智能研发、精益制造、智慧服务、智慧管控、生态应用等工业APP应用，支持面向管理的智能化改造应用和生态企业管理应用；智能协同类APPs提供跨企业协同设计，智能资源调度与生产排产，制造过程执行与智能管控，跨地域、跨学科、跨专业虚拟仿真，跨企业供需精准对接与服务动态协同。
航天云网的目标是构建智能化端到端应用集成与服务系统，面向制造全产业链提供生产全要素、全流程、全生命周期的APP支持。通过实施智能化改造支撑企业设备和数据接入平台，构建一个系统全面、开放共享、使用便捷的创新生态。
简单理解，INDICS用于“连接和开发”，是基础；而CMSS实现“集成与协同”，是目标。INDICS帮助企业连接设备，实现对数据采集和分析，为APP提供开发、部署和运行环境。CMSS以云制造模式实现企业应用服务动态集成与协同，在支持企业内部业务集成和智能化改造基础上，实现上下游企业间的供需精准对接和服务动态协同。
就目前我们近期针对制造企业做的问卷调查看，企业当前的应用需求主要聚焦在解决设备互联、数据采集和分析以及应用开发层面。我们认为INDICS在设备接入、数据采集与分析以及APP开发部署能力上，已做到了能力的全覆盖，但具体能在多大程度上支撑企业实践，还需要做深入的评估。
在航天云网应用商店，尽管提供的各类工业APP非常丰富，涵盖主流行业的主要应用需求，也提供在线试用。但试用过程基于设定好的功能展示，不能自主选择操作，真正能在多大程度支撑企业实际应用需求，仍需要与开发者进一步接洽。
还是那句话，选型既要看平台功能，也要看应用生态，更要看落地的成熟案例。
目前，航天云网提供的案例多以数字化车间改造、智能生产线改造居多，这方面行业和企业差异化较大，基本无法复制，但实施过程的思路和经验却值得借鉴；此外，航天云网有比较成熟的面向行业应用场景的云服务，这方面相对容易实现，如企业有场景化的上云需求，可做重点了解，通过技术人员获取更详细的资料。
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