一文全面了解工业APP

工业APP是以“工业互联网平台+APP”为核心的工业互联网生态体系的重要组成,是工业互联网应用体系的主要内容和工业互联网价值实现的最终出口。在此形势下,工业互联网行业应该夯实基础和优势,借鉴全球发展工业APP的路径与模式,在政府、行业和企业拉动的基础上为工业APP行业赋能,真正助力中国广大工业企业搭上工业互联网发展的历史机遇性快车,快速实现数字化、网络化、智能化。

 

工业APP包括工业APP概念、特征、价值、形态、发展现状、生态、操作系统、典型应用、发展前景等九大知识点,仅供学习交流。本期主要包括概念、特征、价值、形态、发展现状五个部分。

 

一、工业APP概念

 

工业APP,全称工业互联网APP,是基于工业互联网,承载工业知识和经验,满足特定需求的工业应用软件,是工业技术软件化的重要成果。

 

工业APP的本质是企业知识和技术诀窍的模型化、模块化、标准化和软件化,能够有效促进知识的显性化、公有化、组织化、系统化,极大地便利知识的应用和复用。

 

二、工业APP特征

 

工业APP作为一种新型的工业应用程序,一般具有以下6个典型特征。

 

1.完整地表达一个或多个特定功能,解决特定问题

 

每一个工业APP都可以完整地表达一个或多个特定功能,解决特定具体问题的工业应用程序。

 

2.特定工业技术的载体

 

工业APP中封装了解决特定问题的流程、逻辑、数据与数据流、经验、算法、知识等工业技术,每一个工业APP都是一些特定工业技术的集合与载体。

 

3.小轻灵,可组合,可重用

 

工业APP目标单一,只解决特定的问题,不需要考虑功能普适性,相互之间耦合度低。因此,工业APP 一般小巧灵活,不同的工业APP可以通过一定的逻辑与交互进行组合,解决更复杂的问题。工业APP集合与固化了解决特定问题的工业技术,因此,工业APP可以重复应用到不同的场景,解决相同的问题。

 

4.结构化和形式化

 

工业APP是流程与方法、数据与信息、经验与知识等工业技术的进行结构化整理和抽象提炼后的一种显性表达,一般以图形化方式定义这些工业技术及其相互之间的关系,并提供图形化人机交付界面,以及可视的输入输出。

 

5.轻代码化

 

工业APP的开发主体是具备各类工业知识的开发人员。工业APP具备轻代码化的特征,以便于开发人员快速、简单、方便地将工业技术知识进行沉淀与积累。

 

6.平台化可移植

 

工业APP集合与固化了解决特定问题的工业技术,因此,工业APP可以在工业互联网平台中不依赖于特定的环境运行。

 

三、工业APP的价值

 

1.提升工业人才自我价值

 

在我国,相当多的工业从业人员从事着重复、低端、枯燥乃至危险的研发、操作、检测和检修等工作,将已有的工业技术转换为工业APP,人的工作将从复杂地直接控制机器和生产资源转为轻松地通过工业APP控制机器,甚至是由工业APP自治控制机器。人的劳动形式将由体力劳动工作逐步转变为更有意义的知识创造工作,个体劳动价值显著提高。

 

2.助力企业提质增效

 

对于许多中小型企业来说,工业APP是采用先进技术的最好途径,它降低了企业购买、构建、维护基础设施和应用程序的“门槛”,只需支出一定的“订阅”费用,便可享受到相应的硬件、软件和维护服务,成本更低,效率更好,有利于中小企业提升竞争力。

 

3.提升行业的智能制造水平

 

目前,以生态为核心的产业竞争正从消费领域向制造业拓展。在智能手机出货量增速下降、移动互联网总用户规模趋于饱和的当下,手机APP的获客成本水涨船高、线上流量红利逐步消失,移动互联网对用户的争夺已经进入白热化,手机APP应用市场已进入存量时代。

 

如果说移动APP带来了移动互联网生态的爆发,那工业APP就正在引领工业互联网生态的快速发展。

 

工业APP是以“工业互联网平台+APP”为核心的工业互联网生态体系的重要组成,是工业互联网应用体系的主要内容和工业互联网价值实现的最终出口。工业APP可以将工业知识和经验进行封装,通过规模化复用,可以提高行业的智能制造水平。

 

四、工业APP的形态

 

工业APP的形态由应用功能决定,主要有如下几类:

 

1.面向生产现场的交互型工业APP

 

面向生产现场的交互型工业APP通常采用原生应用实现方式。这类APP主要提供工业数据收集、制造全流程管理、远程操作等服务,由于与原生控制系统交互性强,其主要实现方式是通过原生工业操作系统或平台所提供的特定应用程序编程接口(API)、专用开发工具SDK,以及开发环境(例如,IntelliJ和Eclipse)插件来实现。

 

2.面向客户的服务类工业APP

 

面向客户的服务类工业APP通常使用基于Web的实现方式。这类工业APP主要提供资产建模、工业数据分析、企业管理等服务,由于与原生工业系统交互性较少,这类APP一般使用HTML、Jscript、Ajax等Web开发技术来实现等。

 

3.定制型的工业APP

 

定制型的工业APP由特定的技术实现。这类工业APP对运行环境、应用资源等有特定需求,通常需要开发平台和系统提供强化技术实现,包括特定运行环境的仿真、应用资源跟踪等在内。例如,Mindsphere为定制型应用和服务通过Developer Cockpit提供资源管理和应用情况跟踪的能力。

 

五、国内工业APP的发展现状

 

我国工业APP发展仍处于初级阶段。基础工业软件供给能力依然较低,尽管部分企业在行业软件平台开发中取得了一定成绩,但由于投入较少、规模较小,对提高我国工业APP发展水平作用有限。国外龙头工业互联网平台正在加速建设和推广,对我国发展工业APP带来竞争压力。

 

当前,我国面向工业APP的供给能力依然不足,推进体系有待完善、生态体系有待优化、质量与安全保障体系有待强化,存在数量不多、质量不高、开源社区建设滞后、商业模式不清、技术能力不成熟等问题,培育百万工业APP任重道远。

 

当前存在的主要问题:

 

1.工业APP数量不多

 

根据航天云网、海尔、树根互联、东方国信、用友、索为、清华紫光等国内领先工业互联网平台企业公开的数据,据不完全统计,我国工业APP数量不超过10000个,并且其中很多是传统软件云化而来或者基于Windows系统开发,只能算是工业互联网平台上的“移民”,真正依靠工业互联网平台开发出来的工业APP屈指可数。

 

2.工业APP发展不平衡

 

工业APP在不同行业、不同产品、不同生命周期阶段存在巨大的不均衡。目前主要还是局限在航空航天等高端装备制造业,由于投入不足,主要在一些局部专业领域开发和应用,未能大规模推广。状态监测、故障诊断类工业APP多,预测预警类尤其是智能决策类工业APP少。基于单一数据源开发的工业APP多,基于设备和业务系统等多源异构数据开发的工业APP少。

 

3.开源社区建设滞后

 

当今时代,软件开源已成为大势所趋,开源社区在推动软件发展中起到了不可替代的作用。掌控开源生态,将成为全球工业APP产业的焦点。GE、西门子、PTC等领先工业互联网平台企业均已建立开源社区,平台拥有上万名开发者。在我国,工业APP开源社区建设尚处于空白,开发者规模和能力与国外相比差距显著,严重制约了工业APP的发展,工业APP开发能力亟需提升。

 

4.技术能力尚不成熟

 

工业APP的应用开发技术涉及范围广,需要多方协作。

 

一方面,工业APP的开发涉及IT、OT和CT等领域。具体来说,IT软件商和互联网平台为工业APP提供计算力;IT硬件及服务商通过工业APP实现工业设备连接管理及应用服务;OT领域提供工业技术、知识和经验;CT提供通信能力。

 

另一方面,工业APP的开发需要与工业平台、操作系统等进行合作。工业APP通过原生平台或系统连接到工业现场实现数据汇聚,并获取更多构建应用和解决方案的机会。目前我国工业APP缺少统一的开发和测试的方法、标准与规范等,工业APP开发缺乏成熟的可大范围推广的工程化路径。技术和产业支撑能力不足,工业APP质量和安全保障技术能力有待加强,面向工业APP可用性、可靠性、安全性等的测试评估、分析处置服务能力较弱。

 

5.工业专业技术领域微服务功能模块赋能不足

 

微服务功能模块在工业互联网平台中封装了工业技术、知识、经验、模型等工业原理,供工业APP开发者调用,是工业APP具有面向特定行业、特定场景开发在线监测、运营优化和预测性维护等具体应用服务能力的核心。

 

但目前,受工业专业技术微服务功能模块赋能不足的限制,工业APP发展仍处于起步状态。

 

一方面,工业专业化程度高、技术差异大,工业知识、经验、机理沉淀和应用难,而我国制造业工艺软件化基础薄弱,导致我国制造行业的机理模型缺失较为严重,无任何机理模型的工业互联网平台占比接近30%,使得部署其上的工业APP缺乏机理模型的支撑,是工业APP专业化发展的主要短板。

 

另一方面,目前多数平台主要在推进传统服务与流程的云迁移,为客户提供解决方案仍是传统主营业务,在跨行业跨领域方面的专业技术与知识沉淀不足,对工业APP在跨行业跨领域拓展存在一定约束作用。

 

6.数据采集和边缘计算能力亟待提升

 

数据采集和边缘计算是工业APP的感知端,通过构建一个精准、实时、高效的数据采集体系,实现数据采集、协议转换与边缘计算,是工业APP进行数据采集、清洗、处理、分析,进一步优化形成决策的基础。目前,我国边缘层数据采集和计算能力薄弱,限制了工业APP大数据分析能力以及通过深度学习形成工业机理模型的能力。

 

经统计,超过50%的平台数据采集点极少(低于1000个)或无数据点,工业设备和产品的传感器部署不足,使得工业数据采集难度较大。36%的工业互联网平台没有采用通用协议OPC UA,异构数据互操作仍存在较大难度。62%的平台没有边缘计算节点或边缘计算节点能力不足,在设备层进行数据预处理的能力不足。

 

综合来看,我国工业APP发展机遇与挑战并存。

 

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