我国政府近期出台的《深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》中，明确提出建立健全工业互联网平台技术体系，培育面向特定行业、特定场景的百万工业APP，为我国制造业实现数字化、网络化、智能化明确了具体时间表和行动方向。工业APP通过封装工业知识和技术，构建工业大脑，将给制造业带来一场更加深远的革命。当前，发达国家正在加快推进工业技术平台化战略，积极培育新模式、新业态和新产业，以期抢占新一轮科技革命和产业变革的制高点，控制全球工业生态系统。北京索为系统技术股份有限公司（以下简称“索为系统”）基于“工程中间件”的“知识自动化”，形成了以SYSWARE工程中间件平台为核心的产品系列，以及以工业APP为核心的“众工业”工业云平台产品和解决方案，拥有完全自主知识产权。成为国内工业技术软件化的领导者、知识自动化技术的践行者。

一、项目概况

1. 项目背景
以波音、NASA、GE公司为代表的工业巨头正在走向软件化的趋势，其核心是工业技术、知识、能力的软件化，也即形成工业APP体系支撑产品的研制全过程，所形成的工业APP可以让工业技术更好地保护、更快地运转、更大规模的应用，从而十倍百倍地放大工业技术的效应。
我国制造业信息化的二十多年，由于长期忽视工业APP建设，我们工业化进程中的许多核心技术和知识产权，无法形成中国制造的核心竞争力，已成为我国成为制造强国战略目标实现的核心问题。

2. 项目简介
项目聚焦在船舶、汽车、医疗机械、航空航天等《中国制造2025》重点行业领域和北京市重点产业，以与行业龙头共建方式，围绕工业技术软件化核心技术，重点研发工业APP封装、开发平台、运行平台，打造“技术-数据-知识”三位一体的新型工业技术平台，并开展应用实践，实现复杂装备制造业研发生产周期缩短30%，成本降低20%。未来还将逐步扩大范围，通过社会化共建方式建设推进“基础共性”类工业APP的建设及应用，最终形成以工业APP为媒介的开放、自适应、生态型的面向产业链协同的工业互联网生态体系，有力支撑我国制造业的转型升级，推动制造强国战略目标的实现。

3. 项目目标
面向重点工业行业领域，通过建设工业APP创新服务平台，以系统工程方法为指引，面向产品研制各个业务环节抽取、提炼、封装相关工业知识、工业技术，进而形成工业APP，并基于平台面向各业务环节动态组织编排相关APP，快速完成产品的构建、仿真分析等业务活动，实现产品研制过程在Cyber空间的充分迭代优化，提升研发效率和研发质量，以工业技术软件化的独特视角助力我国制造业转型升级。

二、项目实施概况

1. 项目总体架构
项目总体架构如下图所示：

图1  工业APP创新服务平台总体架构
 

n  IaaS层：包括各种硬件资源的设备、高性能计算集群等及其虚拟化；
n  PaaS层：为工业软件的部署和运行提供支撑，并提供运行期的监控和安全控制管理机制；
n  SaaS层：提供各种传统工具类软件、管理类软件的工业应用服务；
n  中间件层：包括提供集成与适配中间件、统一数据/活动/业务模型中间件，将异构工业软件操作指令和数据转化为统一的中性格式，实现异构工业对象的集成与驱动；
n  开发层：为通用的业务领域工业APP开发提供基础框架，实现对各种异构的工业软件、系统和资源进行集成、整合和封装，转化为中性的统一业务模型；
n  运行层：提供支撑工业APP的运行环境，支撑工业APP对相关活动、流程、组件、模块、数据、知识、资源进行有效的整合和管理，且支持工业APP在异构环境中运行；
n  应用层：按照行业领域构建出工业APP包，并积累构建支撑工业APP运行的知识库，并基于平台促进知识的交易和流通。

2. 主要建设内容
1）工程中间件平台
工程中间件平台主要提供工业APP与平台底层的工业软件、工业设备等的连接与适配。
n  工业软件/设备智能适配中间件：一方面，实现产品研制过程中各学科、各领域软件的集成与协同；另一方面，实现工业设备的互联互通与集成；
n  基于统一活动模型的全过程管控中间件：基于统一活动模型，以统一方式描述和表达研发过程中涉及到的管理、工程任务，打通管理与工程之间的各个环节，实现跨部门、跨专业的分布式、协同化动态全过程管理体系；
n  基于统一数据模型的大数据管控中间件：建立产品研制过程中复杂异构数据的模型标准与体系规范，实现基于统一模型体系的研发协同，为指导和控制各个专业领域的设计、综合与验证提供支撑；
n  基于统一业务模型的工业APP运行管控中间件：统一业务模型将统一数据模型、统一活动模型以及界面模型进行整合，面向特定的业务场景提供支撑。
2）工业APP的开发平台
提供将工具、数据、流程、知识等进行统一封装为知识组件的可视化平台，涵盖工程过程中的操作、方法、规则或流程，同时通过将各知识组件不断组合与扩展，最终构建适用于专业领域的工业APP，使其独立于设计流程或设计思想的变化，具有跨项目、跨时间、跨平台的通用性。
n  数据模型建模工具：提供满足多种工程应用场景的数据建模工具，允许开发者建立符合企业实际管理的需求、设计、仿真、试验等各个阶段的数据模型。
n  可视化的业务逻辑定制器：通过控制流、数据流、事件的方式提供开发者可视化地定义业务逻辑。同时提供大量第三方工具、系统集成组件、逻辑控制组件（For/While/IF等）、函数、公式、活动、AI算法等单元逻辑。
n  无编程的交互界面定制器：使用非编程、可视化的交互界面定义工具，可为封装的设计分析流程创建定制化的交互界面，提高使用友好性。
3）工业APP的运行平台
工业APP运行平台提供统一的工业APP运行环境，依托工业APP库，按特定顺序调度执行以完成特定的业务工作。主要功能包括：
n  连接工业APP库，查看、组织、编排、调度、监控相关工业APP；
n  利用中间件平台各种组件，驱动执行工业APP内封装的工具软件；
n  与高性能作业管理系统集成，实现软硬件资源的合理配置；
n  实现与工业知识库的精准匹配，以及知识的智能推送等；
n  支持面向特定专业快速设计和系统集成仿真两种业务模式，提高设计效率。
3）工业知识库体系建设
工业知识库主要建设内容包括：工业数据集成、工业语料库实现、基于智能语义的归一化处理、工业数据结构化处理、工业成组技术实现、工业成组知识库搭建、工业三化知识库搭建、工业辅助知识库搭建、工业知识图谱搭建以及工业应用组件实现。工业知识库是工业APP的重要支撑。

三、下一步实施计划

1. 深入推广阶段（2018年-2019年）
进一步与兵器、船舶、航空航天相关龙头企业深度合作，持续构建和提升索为系统公司在工业APP创新服务平台方面的平台运营能力、人才培养能力、以及合作交流能力，扩大应用范围广度和深度，有效提升装备研制效率。
2. 生态培育阶段（2020年及以后）
生态培育阶段建设目标是强化软件支撑和定义制造业的基础性作用，形成工业APP开发、流通、应用的新型网络生态系统，进一步探索以工业APP为抓手，推动制造业转型升级的工业发展新模式，培育新型工业生态体系，为加快实现制造强国战略目标提供源动力。

四、项目创新点和实施效果

1. 项目先进性及创新点
n  建立工业领域百万级的超级词表、语料库，实现基于语义计算的知识推理引擎，进而实现基于语义的知识推送、知识搜索、领域专脑、智能问答，形成工程领域的知识图谱；
n  研究突破中性指令技术，建立驱动各类异构CAX软件的中性指令集，并针对不同的CAX软件开发针对性的适配器，实现中性指令集与CAX软件之间的双向驱动；
n  建立图形化的知识封装环境，为工程技术人员研发构建图形化知识封装环境，极大降低企业知识的封装难度和门槛。

2. 实施效果
1）中国船舶工业集团工业创新应用
基于工业APP创新服务平台，通过云平台聚合船舶产业链上的各种资源，如软件资源、硬件资源、设计单位、生产企业、运输物流企业等，并在搜集和整理船舶设计知识的基础上形成一个覆盖船舶各层级（如总体、大系统、子系统、部件、零件）及各环节（如设计、生产、实验、运营等）的知识结构化和条目化，进而形成知识图谱，工程设计人员可基于工业APP应平台快捷、方便地获取相关要点和解决办法，从而有效降低船舶产品的设计、生产难度，避免出现颠覆性的变更，实现导航式的网络化工业设计、生产和运营。

2）中国船舶重工集团工业创新应用
中国船舶重工集团基于工业APP创新服务平台，正在着力开展中国重工云建设，主要包括专有云、公有云、国际云以及企业端平台。专有云以军品装备产品研发设计、生产、服务保障全价值链为重点服务对象，构建面向集团内资源整合、技术创新、协同运营、统一管控平台；公有云以中船重工非船领域的高速增长，聚集整合社会化的创新能力、制造能力、优质的人才技术、民间资本等民用工业资源；国际云承载着国际重工业资源配置、国际重工业供需市场对接的重要使命。企业端平台部署于各企业内部，用于支撑企业自身的产品研发、生产、服务全产业链。通过建设中船重工云，实现集团降本、提质、增效的发展目标，形成集团对市场的快速反映能力（敏捷制造），提高员工工作激情，激发企业创新活力，为中船重工实现“军民融合、技术领先、产融一体的创新型领军企业”提供坚实的信息化支撑。

3）航空工业洪都650所基于组件的飞机集成研发应用
以“基于组件的飞机集成研发协同设计”理念为指引，以“集成研发核心业务”为出发点，以“工具、数据、过程、知识” 一体化先进思想为指导，建设航空工业洪都的飞机综合设计平台。通过将科研计划管理、流程管理、数据管理、工具集成应用在飞行器设计各专业方向中，进而实现分散林立的工程软件系统的互联互通，在工具集成、过程集成、数据集成三方面有效整合各种资源，以此为基础再通过“专业组件”搭建各专业自有的工程应用系统，深度满足用户个性化的需求，又不脱离企业大平台的总体框架，最终实现多型号、全专业的协同设计，实现多型号、全专业的快速迭代和全数字无纸化设计，从而为武器装备的研制打造一套全方位的先进的、集成的研发体系。