基于平台战略的企业智能平台的认识与实践

◎北京神舟航天软件技术有限公司 耿建光 闫红军 李大林

前言

制造行业的信息化建设与应用发展经过几十年的发展，在解决特有的技术应用（如CAD、CAE、MDO）、业务电子化（如产品数据管理、产品工艺管理、制造过程管理、企业资源管理等）方面发挥了重要作用。但是，这些应用体现为以功能应用为主特征，可以视为“功能应用系统”。功能应用系统在工业企业从传统图板模式向电子化模式的转变过程中发挥了重要作用。但是，在企业运营过程中，传统企业暴露出价值链链条过长、协同不高效、行业过于强调标准化而难以满足个性化需求，以及专业化导致各自为政的弊端。这种弊端同样体现在企业的功能应用系统中，如烟囱应用林立、技术异构明显、跨系统业务信息流不持续、企业内外部协同困难等现象是现有企业应用系统面对的关键问题。而同时，工业企业又面临智能制造升级新需求。智能制造作为一个大的系统工程，需要从产品、生产、模式、基础四个维度系统推进。因此，要推动智能制造在工业企业的落地，采用原有的功能应用系统方式难度较大，新型的企业信息化应用需要重新审视发展道路。

随着互联网应用的高速发展，互联网积累了大量成功的IT技术资产、发展模式范例，这些资产和范例为工业企业的转型升级提供了重要参考、借鉴和选择。因此，工业企业纷纷选择平台化路线来快速缩短产业链、提高业务的丰富性和多样性，以及进行跨界整合，重构企业创新体系，构建企业的核心竞争力和护城河。那么，平台化路线怎么发展，工业企业需要什么样的平台，成为当下业界关注的话题，本文将结合自身实践，论述对工业企业平台的理解及实践。

一、平台化战略和方法

（一）平台的理解

有关平台的定义在经济学、管理学、计算机等领域各有理解，且很难有统一定义。从目前谈到平台的领域来看，典型的定义包括以下几种：从产业的角度，将平台视为具备“去中心化”特性（帮助人们更快实现连接）、“去中间化”（供需匹配更加高效）和“去边界化”（产业边界日益冰消瓦解）特性的模式综称，这类平台可以涵盖目前广泛兴起的互联网领域平台。第二类是技术视角的平台，而在计算机领域，平台通常指计算机硬件或软件的操作环境。泛指进行某项工作所需要的环境或条件。这类技术平台又可细分为基于快速开发目的的技术平台，基于业务逻辑复用的业务平台，以及基于系统自维护、自扩展的应用平台三类。第三类是协同视角的平台，从协同维度提出信息平台概念，认为信息平台是建立在海量端点和通用介质基础上的交互空间，它通过一定的规则和机制促进海量端点之间的协作与交互。第四类是从虚拟环境视角，将平台视为一种提供可有效满足于服务协同、资源与能力共享，以及开放的、可互操作的虚拟环境。

（二）企业智能平台的提出

苹果平台以及互联网的平台路线为工业企业的转型提供了有益参考和借鉴，现在企业面对的瓶颈和需求由技术、IT建设模式、商业模式、转型升级等综合因素产生。因此，未来的企业平台可能不再是传统的单一技术、业务或产业平台，而是可以为技术创新、业务创新、模式创新和生态创新赋能的新环境。

为此，本文给出企业智能平台的理解：企业智能平台是融技术、业务、商务、生态要素于一体，具备资源链、能力链和价值链融合与创新的开放支撑环境。通过这一环境可连接海量软硬件和装备资源，采集管理工业企业内外各类数据，支撑虚实融合的企业数字孪生，并依托大数据、知识自动化、智能化技术手段，支持企业全范围、全业务数字化、自动化、智能化。

平台资源链，指通过连接介质（如互联网、物联网等）将广泛分布的智力资源、应用资源、加工资源及IT资源连接为一体，实现各类资源的去边界化，去中间化，构建起资源共享、设备共享和智力共享的空间。

平台能力链，指通过平台的聚合能力实现数据、服务和应用的“生产-服务-消费”全过程能力聚合，以及满足全过程的知识“识别-分析加工-推送”链条，能力链的重要体现形式是平台的PaaS服务和各类平台规范，将平台的能力通过数据、接口、服务、交互、协同、集成、安全等标准规范和服务暴露给生态圈伙伴，以及各业务环节的知识、行为识别和知识推送。

平台价值链，指利用平台将各方的资源、能力、分工、收益要素动态组织起来，快速高效形成从需求到交付的稳定、平稳、安全的对接和价值保障机制，实现参与伙伴的价值最大化和平台的聚能效应。如通过平台完成供需对接、合作伙伴选择等，通过双创方式快速研发产品，通过跨专业协作方式实现新产品研发，通过平台的运营实现从产品销售向产品服务转型，以及基于平台带动新型盈利模式。最终支撑用户通过平台享受更低廉、经济的服务，企业及其生态合作伙伴达到技术增值、服务增值和价值实现。

（三）企业智能平台的特征

图1 企业智能平台的资源链

图2 企业智能平台的能力链

根据对企业智能平台的理解，并为了区分与传统功能应用系统的差别，我们将“平台+APP”方式构建起来的应用称之为智能应用系统。企业智能应用系统的“基座”部分就是企业级平台，平台是支撑企业各类应用（如市场、研发、生产、服务等）的基础，提供企业各类应用开发、部署、运维、运营能力。另一部分是基于基座的各类应用（APP），如企业的智能研发、智慧管理、智能生产和智能服务等形式多样的领域应用。

我们提炼出企业智能平台需具备以下特性：

体验特性：支持从功能系统应用的“以功能为中心”向智能应用时代的“以用户为中心”、“以业务为中心”过渡。在功能应用系统中，对用户体验缺少精雕细琢，导致大量软件功能不好用，不易用。在企业智能应用阶段，要借鉴互联网极致体验，实现基于角色的个性化工作环境与业务应用功能配置，支持PC设备、移动和手持终端设备，提供一站式配置、一体化体验。

连接特性：企业存在的烟囱应用林立，流畅信息流建立困难等弊端，需在工业企业现有应用不受影响的条件下，充分利用新技术、新模式构建起“人”、“系统”与“设备”枢纽，可适配不同格式、不同标准、不同来源的软硬件设备和应用系统，如适配不同的内外部数据、工具软件、应用系统，IT 设备、加工装备及传感设备，实现这些资源的有效连接和平滑集成，构建起“双通道”工作模式，一条通道是保持现有的企业应用不受影响继续发挥作用（如业务人员依然使用CAD软件然后提交数据到PDM系统），另一通道构建起企业级资源和能力聚集，支撑产品从需求分析-方案设计-详细设计-工艺设计-仿真分析-试验验证到生产制造环节的全覆盖，并实现产品研制与企业经营管理的融合，为未来企业基于工业大数据的应用和模式创新奠定基础。

数据特性：企业数据有别于互联网应用的数据，包括了工程产品、经营管理、价值链和各类外部数据，尤其是工程产品数据是企业特有的数据类型。这些数据存在于不同的业务系统中，如研发数据存在于PDM系统，工艺数据存在于CAPP系统，经营数据存在于ERP，尽管在逻辑上存在企业的单一数据源，但是实际执行阶段数据的片段化严重，导致形成企业级流畅数据的阻力较大。另外，企业数据的表现形式多样，除包含互联网广泛使用的数据外，还包括企业特有的CAD 模型、CAE模型以及各种领域模型。为此，平台在数据方面需要提供两方面核心能力，一是具备工业企业大数据级存储、管理和使用能力，二是具备围绕工业企业应用需要的，具有严格技术状态管理要求的数据组织、展现、使用和控制能力。平台通过管理企业数据全集来提高企业研发、管理活动，并利用机器学习、知识自动化等技术，推动企业产品质量提升，帮助客户实现企业级数字资产管控和利用。

协同特性：随着企业模式创新的加快，以及产品研发节奏的提升，企业需要以更快的速度和更高的效率缩短研发周期，提高产品上市和客户满意度。在快速响应市场需求的过程中，企业平台需要借助互联网社区化、群组化的协同方式，并融合工业企业现有特质性的协同手段，建立起平台协同能力。协同能力包括两类要素，一类要素是畅通的协同通道，另一类要素是平稳的信息流。其中，协同通道特指平台提供的文字、图形图像、音视频和基于3D模型的可视化协同。平稳的信息流特指通过流程、任务、消息等方式，形成的跨系统、跨地域、跨专业协同所需的信息互联互通机制，企业通过平稳的信息流来消减现有各类业务的壁垒，体现以数据驱动的高效运转。

开放特性：企业信息化建设受技术和厂商绑定，以及个性化应用定制困难和交付质量不高等问题，需要使用新的技术手段和开放的技术体系建设来克服。平台可支持依靠生态力量共同发展业务应用（或APP）的基本格局。平台的开放性体现在三方面，首先，平台需要开放的架构，具备良好的扩展性和开放性，可兼容多种技术，实现对现有以及未来多种异构系统的管理；其次，平台需要提供开发环境，用户单位以及第三方合作伙伴在不限定软件开发工具和技术的条件下快速形成业务应用；另外平台需要生态圈力量的汇聚，业务人员、技术人员、第三方合作伙伴可以通过平台规范要求，来快速固化或创新自身技术或服务能力，形成各具特色的竞争力，达到资源、能力的充分共享。

图3 基于ASP平台的智能制造应用

安全特性：提供满足企业安全需要的防护措施和机制，确保企业级数据、应用系统安全，满足国家等级保护要求以及涉密环境下的分级保护要求，并针对不同的应用需要提供安全防护和以及满足安全要求的效率提升服务，同时提供满足运营需要的用户数据安全和应用安全。

二、平台的架构与实现

（一）基于平台的智能应用

结合多年来在国防军工领域的应用经验，顺应智能制造发展需要，北京神舟航天软件技术有限公司规划了支持工业企业转型需要的企业智能平台——航天智能支撑平台（Aerospace Smart Platform简称“ASP”）。利用ASP平台打造和重构神软公司解决方案。基于平台构建“平台+APP”机制上的智能制造解决方案如图3所示。

其中，ASP平台面向开发、业务和运营提供了支撑能力，其中，开发人员通过支撑平台可以直接使用混合云、大数据等最新技术，可以利用平台提供的一揽子云开发解决方案，实现软件和应用APP的开发、测试、试运行和发布。业务人员利用支撑平台可以实现数据、软件和硬件互联，将散落在企业不同异构系统的数据有效集成，真正建立企业的核心数据中枢。运营人员可以基于平台完成运营管理、监控维护和在线客服都保障性工作。

图4 ASP平台总体架构

（二）平台系统架构设计

根据ASP平台在智能制造环节的作用定位，我们定义了如图4所示的平台总体。从图中可以看出，ASP平台通过一系列内核服务为工业企业业务应用提供基础服务支撑。如统一账户管理、安全审计管理、工作流管理、社区协同、分布式云存储、APP托管运行等能力。

企业模型空间（Enterprise Modeling Space-EMS）是平台面向上层业务提供的数据建模、数据存储、数据映射与转换、关联关系管理，以及数据模型的可视化应用和数据分析。同时，还面向技术与管理领域提供基于BOM的工程模型和基于KPI的管理模型。数字模型空间通过平台的各种连接手段实现对数据、应用系统和物联设备的连接，提供企业级数据的采集、管理，并基于企业的静态和动态数据，建立企业的各种模型及模型驱动的应用。通过企业模型空间可支持企业工程应用为主的BOM应用，以及以动态KPI驱动的企业管理应用，在工程应用方面建立起覆盖从需求、设计、工艺、生产到服务全BOM的企业数据集，并将工程数据和企业的管理、供应链和其他数据统一管理，建立起企业的整体数字化模型。

在模型空间之上设计了应用构建与管理，主要提供APP云开发环境和运行支持环境，提供应用APP开发、测试、UAT测试、审查和发布工具，支持软件全生命周期管理；应用管理则提供构建业务APP的各类通用共性的基础APP，包括文件与模型等企业级搜索APP，即时通讯、音视频会议等社区化协同APP，知识推介APP，任务、消息、共享、订阅、讨论、收藏、客服、日历等平台级业务共性服务。

ASP平台在提供各类工程与开发A PP和相应技术组件/服务支持的同时，也面向平台运营管理人员提供运营支撑，ASP平台的运营管理依托云平台提供的容器托管环境，提供云运营管理、基于租户的资源分配、多维度计费策略、服务流程设计、一站式云运维等主要功能。同时，还面向用户提供APP/API商店管理功能，允许开发者将自己的应用发布到应用APP/API商店。

（三）平台的功能研发

ASP平台采用互联网应用广泛的IT技术和架构，结合工业企业行业特点，形成了ASP平台的技术路线，完成了开放服务集成、海量消息处理、应用托管与应用管理、动态建模与实例管理、多终端适配、快速超大模型处理、复杂数据技术状态管理等技术难点及关键点。在技术实现中，平台采用了前后端分离技术，前端利用angular JS，后端引入了微服务技术、容器技术和云服务总线技术，采用基于SaaS/PaaS/IaaS的定义方式建立了平台的总体技术框架。

另外，平台还定义了统一的平台规范，如微应用设计规范、API定义规范、以及平台级服务规范，约定了基于ASP平台的开发、使用和运营要求。支持基于敏捷开发的快速迭代，为平台的运营维护提供了快速更新部署保障。

ASP平台功能主要包括六部分，分别为：

ASP-RIS（资源集成空间），主要提供数据、应用、硬件/装备以及其它资源的集成能力；

ASP-EMS（数字模型空间）提供一种通用的建模能力，涵盖了在工业企业领域的基础建模能力，业务建模能力和实例数据能力，EMS实现对大数据系统的连接，可以存储大规模的结构化和非结构化数据能力。数字模型空间是ASP平台的核心能力，提供了从建模到各类模型数据实例的管理能力，最终建立起智慧企业需要的企业整体数字模型。

ASP-VCS（虚拟协同空间）提供即时通讯、音视频通讯基础上，还提供满足业务需要的共享空间、在线讨论等功能，并且在交互过程中融合了工业特性，可以针对CAD模型、CAE模型以及基于模型的协同处理方面提供支持。

ASP-PWS（个人工作空间）提供业务需要的个性化配置能力，用户可以在个人空间中配置自己喜欢的操作界面和操作风格，将来自不同系统的任务、消息、数据、看板等内容集中展示，并将个人的私人工作数据和临时参考内容进行管理，既保证个人工作便利，又满足个性体验。

ASP-DPS（产品开发空间）提供面向开发者的开发环境和开发过程支持，所有开发人员可以在开发空间使用平台级的API，使用平台提供的工具、管理过程，实现软件全生命周期的管理，快速完成从需求到应用APP的实现。

ASP-PLS（平台内置服务）提供平台级的内核服务及内置共性业务服务。在平台级内核服务方面包括安全、流程、中间件、消息通知、订阅、应用商店等服务内容。同时提供个人助手类服务（如即时通讯）。

三、平台的应用

航天某总体单位在某型号研制中为了适应智能制造模式要求提出全新的信息化建设、使用、管理创新思路，选型ASP平台作为某单位的型号创新协同设计平台的基座，承担应用系统的集成、型号系统级数据管理、以及系统级的跨部门、跨专业的协同功能，并为上层应用提供技术和服务接口，推动以平台+APP方式构建新型的产品研制模式。在ASP平台之上运行的关键业务应用APP，其中一部分来自于传统应用功能的服务化改造，另一部分由第三方专业伙伴、或用户独立开发，正在验证平台对型号多个专业的应用支撑能力。未来，随着试点工作的深入，将通过知识工程、机器推理、机器学习等技术，逐步提供个性化知识应用，实现基于研制场景的靶向推介，提升研制自动化、智能化水平。

四、结语

根据对平台的理解，本文分析了企业级平台的特性，并结合工业企业智能制造转型升级需要，设计了ASP平台的总体架构，ASP不仅提供了构建智能制造系统所需的共性技术、数据和服务功能，而且还将提供支持生态圈合作的应用软件研发、部署和使用全生命管理支持能力，为基于生态力量共建动态可扩展的智能制造系统，为以服务形式重构核心工业软件，以及基于平台推动生态应用创新提供了技术和运营支撑。另外，平台的实践也为采用平台战略实现转型升级的企业提供一定的参考和借鉴。