我國政府近期出臺的《深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》中，明確提出建立健全工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)體系，培育面向特定行業(yè)、特定場景的百萬工業(yè)APP，為我國制造業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化明確了具體時間表和行動方向。工業(yè)APP通過封裝工業(yè)知識和技術(shù)，構(gòu)建工業(yè)大腦，將給制造業(yè)帶來一場更加深遠的革命。當(dāng)前，發(fā)達國家正在加快推進工業(yè)技術(shù)平臺化戰(zhàn)略，積極培育新模式、新業(yè)態(tài)和新產(chǎn)業(yè)，以期搶占新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的制高點，控制全球工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。北京索為系統(tǒng)技術(shù)股份有限公司（以下簡稱“索為系統(tǒng)”）基于“工程中間件”的“知識自動化”，形成了以SYSWARE工程中間件平臺為核心的產(chǎn)品系列，以及以工業(yè)APP為核心的“眾工業(yè)”工業(yè)云平臺產(chǎn)品和解決方案，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。成為國內(nèi)工業(yè)技術(shù)軟件化的領(lǐng)導(dǎo)者、知識自動化技術(shù)的踐行者。
一、項目概況
1. 項目背景
以波音、NASA、GE公司為代表的工業(yè)巨頭正在走向軟件化的趨勢，其核心是工業(yè)技術(shù)、知識、能力的軟件化，也即形成工業(yè)APP體系支撐產(chǎn)品的研制全過程，所形成的工業(yè)APP可以讓工業(yè)技術(shù)更好地保護、更快地運轉(zhuǎn)、更大規(guī)模的應(yīng)用，從而十倍百倍地放大工業(yè)技術(shù)的效應(yīng)。
我國制造業(yè)信息化的二十多年，由于長期忽視工業(yè)APP建設(shè)，我們工業(yè)化進程中的許多核心技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)，無法形成中國制造的核心競爭力，已成為我國成為制造強國戰(zhàn)略目標(biāo)實現(xiàn)的核心問題。
2. 項目簡介
項目聚焦在船舶、汽車、醫(yī)療機械、航空航天等《中國制造2025》重點行業(yè)領(lǐng)域和北京市重點產(chǎn)業(yè)，以與行業(yè)龍頭共建方式，圍繞工業(yè)技術(shù)軟件化核心技術(shù)，重點研發(fā)工業(yè)APP封裝、開發(fā)平臺、運行平臺，打造“技術(shù)-數(shù)據(jù)-知識”三位一體的新型工業(yè)技術(shù)平臺，并開展應(yīng)用實踐，實現(xiàn)復(fù)雜裝備制造業(yè)研發(fā)生產(chǎn)周期縮短30%，成本降低20%。未來還將逐步擴大范圍，通過社會化共建方式建設(shè)推進“基礎(chǔ)共性”類工業(yè)APP的建設(shè)及應(yīng)用，最終形成以工業(yè)APP為媒介的開放、自適應(yīng)、生態(tài)型的面向產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系，有力支撐我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，推動制造強國戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)。
3. 項目目標(biāo)
面向重點工業(yè)行業(yè)領(lǐng)域，通過建設(shè)工業(yè)APP創(chuàng)新服務(wù)平臺，以系統(tǒng)工程方法為指引，面向產(chǎn)品研制各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)抽取、提煉、封裝相關(guān)工業(yè)知識、工業(yè)技術(shù)，進而形成工業(yè)APP，并基于平臺面向各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)動態(tài)組織編排相關(guān)APP，快速完成產(chǎn)品的構(gòu)建、仿真分析等業(yè)務(wù)活動，實現(xiàn)產(chǎn)品研制過程在Cyber空間的充分迭代優(yōu)化，提升研發(fā)效率和研發(fā)質(zhì)量，以工業(yè)技術(shù)軟件化的獨特視角助力我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
二、項目實施概況
1. 項目總體架構(gòu)
項目總體架構(gòu)如下圖所示：
圖1 工業(yè)APP創(chuàng)新服務(wù)平臺總體架構(gòu)
n IaaS層：包括各種硬件資源的設(shè)備、高性能計算集群等及其虛擬化；
n PaaS層：為工業(yè)軟件的部署和運行提供支撐，并提供運行期的監(jiān)控和安全控制管理機制；
n SaaS層：提供各種傳統(tǒng)工具類軟件、管理類軟件的工業(yè)應(yīng)用服務(wù)；
n 中間件層：包括提供集成與適配中間件、統(tǒng)一數(shù)據(jù)/活動/業(yè)務(wù)模型中間件，將異構(gòu)工業(yè)軟件操作指令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的中性格式，實現(xiàn)異構(gòu)工業(yè)對象的集成與驅(qū)動；
n 開發(fā)層：為通用的業(yè)務(wù)領(lǐng)域工業(yè)APP開發(fā)提供基礎(chǔ)框架，實現(xiàn)對各種異構(gòu)的工業(yè)軟件、系統(tǒng)和資源進行集成、整合和封裝，轉(zhuǎn)化為中性的統(tǒng)一業(yè)務(wù)模型；
n 運行層：提供支撐工業(yè)APP的運行環(huán)境，支撐工業(yè)APP對相關(guān)活動、流程、組件、模塊、數(shù)據(jù)、知識、資源進行有效的整合和管理，且支持工業(yè)APP在異構(gòu)環(huán)境中運行；
n 應(yīng)用層：按照行業(yè)領(lǐng)域構(gòu)建出工業(yè)APP包，并積累構(gòu)建支撐工業(yè)APP運行的知識庫，并基于平臺促進知識的交易和流通。
2. 主要建設(shè)內(nèi)容
1）工程中間件平臺
工程中間件平臺主要提供工業(yè)APP與平臺底層的工業(yè)軟件、工業(yè)設(shè)備等的連接與適配。
n 工業(yè)軟件/設(shè)備智能適配中間件：一方面，實現(xiàn)產(chǎn)品研制過程中各學(xué)科、各領(lǐng)域軟件的集成與協(xié)同；另一方面，實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備的互聯(lián)互通與集成；
n 基于統(tǒng)一活動模型的全過程管控中間件：基于統(tǒng)一活動模型，以統(tǒng)一方式描述和表達研發(fā)過程中涉及到的管理、工程任務(wù)，打通管理與工程之間的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)跨部門、跨專業(yè)的分布式、協(xié)同化動態(tài)全過程管理體系；
n 基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的大數(shù)據(jù)管控中間件：建立產(chǎn)品研制過程中復(fù)雜異構(gòu)數(shù)據(jù)的模型標(biāo)準(zhǔn)與體系規(guī)范，實現(xiàn)基于統(tǒng)一模型體系的研發(fā)協(xié)同，為指導(dǎo)和控制各個專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計、綜合與驗證提供支撐；
n 基于統(tǒng)一業(yè)務(wù)模型的工業(yè)APP運行管控中間件：統(tǒng)一業(yè)務(wù)模型將統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型、統(tǒng)一活動模型以及界面模型進行整合，面向特定的業(yè)務(wù)場景提供支撐。
2）工業(yè)APP的開發(fā)平臺
提供將工具、數(shù)據(jù)、流程、知識等進行統(tǒng)一封裝為知識組件的可視化平臺，涵蓋工程過程中的操作、方法、規(guī)則或流程，同時通過將各知識組件不斷組合與擴展，最終構(gòu)建適用于專業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)APP，使其獨立于設(shè)計流程或設(shè)計思想的變化，具有跨項目、跨時間、跨平臺的通用性。
n 數(shù)據(jù)模型建模工具：提供滿足多種工程應(yīng)用場景的數(shù)據(jù)建模工具，允許開發(fā)者建立符合企業(yè)實際管理的需求、設(shè)計、仿真、試驗等各個階段的數(shù)據(jù)模型。
n 可視化的業(yè)務(wù)邏輯定制器：通過控制流、數(shù)據(jù)流、事件的方式提供開發(fā)者可視化地定義業(yè)務(wù)邏輯。同時提供大量第三方工具、系統(tǒng)集成組件、邏輯控制組件（For/While/IF等）、函數(shù)、公式、活動、AI算法等單元邏輯。
n 無編程的交互界面定制器：使用非編程、可視化的交互界面定義工具，可為封裝的設(shè)計分析流程創(chuàng)建定制化的交互界面，提高使用友好性。
3）工業(yè)APP的運行平臺
工業(yè)APP運行平臺提供統(tǒng)一的工業(yè)APP運行環(huán)境，依托工業(yè)APP庫，按特定順序調(diào)度執(zhí)行以完成特定的業(yè)務(wù)工作。主要功能包括：
n 連接工業(yè)APP庫，查看、組織、編排、調(diào)度、監(jiān)控相關(guān)工業(yè)APP；
n 利用中間件平臺各種組件，驅(qū)動執(zhí)行工業(yè)APP內(nèi)封裝的工具軟件；
n 與高性能作業(yè)管理系統(tǒng)集成，實現(xiàn)軟硬件資源的合理配置；
n 實現(xiàn)與工業(yè)知識庫的精準(zhǔn)匹配，以及知識的智能推送等；
n 支持面向特定專業(yè)快速設(shè)計和系統(tǒng)集成仿真兩種業(yè)務(wù)模式，提高設(shè)計效率。
3）工業(yè)知識庫體系建設(shè)
工業(yè)知識庫主要建設(shè)內(nèi)容包括：工業(yè)數(shù)據(jù)集成、工業(yè)語料庫實現(xiàn)、基于智能語義的歸一化處理、工業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化處理、工業(yè)成組技術(shù)實現(xiàn)、工業(yè)成組知識庫搭建、工業(yè)三化知識庫搭建、工業(yè)輔助知識庫搭建、工業(yè)知識圖譜搭建以及工業(yè)應(yīng)用組件實現(xiàn)。工業(yè)知識庫是工業(yè)APP的重要支撐。
三、下一步實施計劃
1. 深入推廣階段（2018年-2019年）
進一步與兵器、船舶、航空航天相關(guān)龍頭企業(yè)深度合作，持續(xù)構(gòu)建和提升索為系統(tǒng)公司在工業(yè)APP創(chuàng)新服務(wù)平臺方面的平臺運營能力、人才培養(yǎng)能力、以及合作交流能力，擴大應(yīng)用范圍廣度和深度，有效提升裝備研制效率。
2. 生態(tài)培育階段（2020年及以后）
生態(tài)培育階段建設(shè)目標(biāo)是強化軟件支撐和定義制造業(yè)的基礎(chǔ)性作用，形成工業(yè)APP開發(fā)、流通、應(yīng)用的新型網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)，進一步探索以工業(yè)APP為抓手，推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的工業(yè)發(fā)展新模式，培育新型工業(yè)生態(tài)體系，為加快實現(xiàn)制造強國戰(zhàn)略目標(biāo)提供源動力。
四、項目創(chuàng)新點和實施效果
1. 項目先進性及創(chuàng)新點
n 建立工業(yè)領(lǐng)域百萬級的超級詞表、語料庫，實現(xiàn)基于語義計算的知識推理引擎，進而實現(xiàn)基于語義的知識推送、知識搜索、領(lǐng)域?qū)ＤX、智能問答，形成工程領(lǐng)域的知識圖譜；
n 研究突破中性指令技術(shù)，建立驅(qū)動各類異構(gòu)CAX軟件的中性指令集，并針對不同的CAX軟件開發(fā)針對性的適配器，實現(xiàn)中性指令集與CAX軟件之間的雙向驅(qū)動；
n 建立圖形化的知識封裝環(huán)境，為工程技術(shù)人員研發(fā)構(gòu)建圖形化知識封裝環(huán)境，極大降低企業(yè)知識的封裝難度和門檻。
2. 實施效果
1）中國船舶工業(yè)集團工業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用
基于工業(yè)APP創(chuàng)新服務(wù)平臺，通過云平臺聚合船舶產(chǎn)業(yè)鏈上的各種資源，如軟件資源、硬件資源、設(shè)計單位、生產(chǎn)企業(yè)、運輸物流企業(yè)等，并在搜集和整理船舶設(shè)計知識的基礎(chǔ)上形成一個覆蓋船舶各層級（如總體、大系統(tǒng)、子系統(tǒng)、部件、零件）及各環(huán)節(jié)（如設(shè)計、生產(chǎn)、實驗、運營等）的知識結(jié)構(gòu)化和條目化，進而形成知識圖譜，工程設(shè)計人員可基于工業(yè)APP應(yīng)平臺快捷、方便地獲取相關(guān)要點和解決辦法，從而有效降低船舶產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)難度，避免出現(xiàn)顛覆性的變更，實現(xiàn)導(dǎo)航式的網(wǎng)絡(luò)化工業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)和運營。
2）中國船舶重工集團工業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用
中國船舶重工集團基于工業(yè)APP創(chuàng)新服務(wù)平臺，正在著力開展中國重工云建設(shè)，主要包括專有云、公有云、國際云以及企業(yè)端平臺。專有云以軍品裝備產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)、服務(wù)保障全價值鏈為重點服務(wù)對象，構(gòu)建面向集團內(nèi)資源整合、技術(shù)創(chuàng)新、協(xié)同運營、統(tǒng)一管控平臺；公有云以中船重工非船領(lǐng)域的高速增長，聚集整合社會化的創(chuàng)新能力、制造能力、優(yōu)質(zhì)的人才技術(shù)、民間資本等民用工業(yè)資源；國際云承載著國際重工業(yè)資源配置、國際重工業(yè)供需市場對接的重要使命。企業(yè)端平臺部署于各企業(yè)內(nèi)部，用于支撐企業(yè)自身的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈。通過建設(shè)中船重工云，實現(xiàn)集團降本、提質(zhì)、增效的發(fā)展目標(biāo)，形成集團對市場的快速反映能力（敏捷制造），提高員工工作激情，激發(fā)企業(yè)創(chuàng)新活力，為中船重工實現(xiàn)“軍民融合、技術(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)融一體的創(chuàng)新型領(lǐng)軍企業(yè)”提供堅實的信息化支撐。
3）航空工業(yè)洪都650所基于組件的飛機集成研發(fā)應(yīng)用
以“基于組件的飛機集成研發(fā)協(xié)同設(shè)計”理念為指引，以“集成研發(fā)核心業(yè)務(wù)”為出發(fā)點，以“工具、數(shù)據(jù)、過程、知識” 一體化先進思想為指導(dǎo)，建設(shè)航空工業(yè)洪都的飛機綜合設(shè)計平臺。通過將科研計劃管理、流程管理、數(shù)據(jù)管理、工具集成應(yīng)用在飛行器設(shè)計各專業(yè)方向中，進而實現(xiàn)分散林立的工程軟件系統(tǒng)的互聯(lián)互通，在工具集成、過程集成、數(shù)據(jù)集成三方面有效整合各種資源，以此為基礎(chǔ)再通過“專業(yè)組件”搭建各專業(yè)自有的工程應(yīng)用系統(tǒng)，深度滿足用戶個性化的需求，又不脫離企業(yè)大平臺的總體框架，最終實現(xiàn)多型號、全專業(yè)的協(xié)同設(shè)計，實現(xiàn)多型號、全專業(yè)的快速迭代和全數(shù)字無紙化設(shè)計，從而為武器裝備的研制打造一套全方位的先進的、集成的研發(fā)體系。