数据的自动流动是优化制造资源配置的关键,问题是如何实现数据的自动流动,如何把正确的数据以正确的方式在正确的时间传递给正确的人和机器,背后需要一套数据自动流动的规则体系,这套规则体系就是软件。软件的本质是构建一套数据自动流动的规则体系,基于软件打造“状态感知—实时分析—科学决策—精准执行”的数据闭环,解决研发设计、生产制造、运营管理乃至生产制造全过程中的复杂性和不确定性问题,提高资源配置效率。当前,软件定义可以从几个方面来理解。
(1)软件定义实现了软硬件的解耦分离。软件定义最早起源于“软件定义网络”(Software Defined Network,SDN),其核心是利用分层思想将软硬件分离,通过打破过去的一体化硬件设施,实现“硬件资源的虚拟化”和“服务任务的可编程”,即将传统的“单体式”(Monolithic)硬件设施分解为“基础硬件虚拟化及其API+管控软件”两部分:基础硬件通过API提供标准化的基本功能,进而在其上新增一个软件层替换“单体式”硬件中实现管控的“硬”逻辑,为用户提供更开放、灵活的系统管理服务。这一思想以虚拟化技术为基础,既解决了资源的效率过低的问题,也极大地提升了资源的弹性和灵活性。
(2)软件定义重构生产流程和控制模式。软件定义了生产流程,打破了传统的“设计—制造—测试—再设计”的过程,重构一个与实物制造相对应的虚拟制造空间,实现了研发设计、仿真、试验、制造、服务在虚拟空间并行运行,通过软件定义设计、产品、生产和管理等制造全环节的方式,推动制造过程快速迭代、持续优化和效率提升。软件定义了控制模式,在工业革命300年的历史进程中,控制装置作为技术完备系统(动力装置、传动装置、执行装置、控制装置)重要子系统之一发展最为迅猛,从珍妮纺织机到继电器开关,从电流调节器到数控机床,从嵌入式控制到基于云平台的远程控制,控制系统在核心技术上走过了一条“机械→机电→电子→数字→软件”的技术发展路线,软件技术的发展促使装备控制模式实现从物理控制到数字控制的革命性变迁。
平台支撑:支撑制造业生态体系的构建平台是基于信息技术构建的连接多个参与方的虚拟空间,是提供信息汇聚、产品交易和知识交易的互联网信息服务载体。互联网平台大概经历了三个阶段:第一阶段是以信息交流为典型特征的门户平台,如搜狐、新浪;第二阶段是以产品交易为典型特征的电商平台,如阿里、京东;第三阶段是以知识交易为典型特征的工业互联网平台,承载着工业知识的数字化模型和工业App成为平台交易的重点,工业互联网平台成为工业知识沉淀、传播、复用和价值创造的重要载体,工业互联网平台成为全球领军企业竞争的新赛道、产业布局的新方向和制造大国竞争的新焦点。

(1)工业互联网平台正成为抢占全球制造业主导权的必争之地。过去40年来,基于产业生态的竞争在ICT领域愈演愈烈,从Wintel体系
到Android、iOS两大操作系统,从电子商务、搜索引擎到社交平台,一批领军企业主导了全球ICT产业生态发展。当前,伴随着新一代信息通信技术和制造业的融合发展,以平台为核心的产业竞争正从ICT领域向制造领域拓展,GE、西门子等领军企业围绕“智能机器+云平台+工业App”功能架构,整合“平台提供商+应用开发者+用户”生态资源,抢占工业大数据入口主导权、培育海量开发者、提升用户黏性,通过组建产业联盟、成立开源社区、开展试验测试等举措,打造基于工业互联网平台的制造业生态,不断巩固和强化制造业垄断地位,抢占全球新一轮产业竞争的制高点。
(2)工业互联网平台正步入规模化扩张的战略窗口期。国际金融危机以来,GE、西门子、博世等跨国巨头围绕制造业数字化、网络化、智能化持续推进自身的战略转型,通过一系列兼并重组、业务转型、模式创新,在不断提高装备智能化水平、加快软件云化迁移步伐、打造开源社区生态的基础上,GE、西门子分别推出工业互联网平台Predix、MindSphere,均将未来2~3年视为规模化扩张的关键时期。我国工业互联网平台发展的机遇稍纵即逝,为避免重蹈PC、移动互联网平台被跨国公司垄断的覆辙,亟待加快构建中国工业互联网平台。
(3)工业互联网平台正在重新定义制造业生态。工业互联网平台是工业全要素连接的枢纽,是工业资源配置的核心。工业互联网的本质是推动工业资源和要素的解耦、整合和重构,构建新的发展理念、生产体系、组织架构和商业模式,宏观上提升国家资源高效配置能力,中观上培育产业生态构建能力,微观上打造企业新型能力。工业互联网平台推动资源优化的范围从单机、产线、车间、企业拓展到跨企业、跨区域,正在重塑制造业研发体系、生产范式和商业模式,推动企业研发实现研发主体跨部门协同化、研发流程并行化、研发模式闭环化,不断提升研发效率、缩短研发周期、降低研发成本,推动企业智能制造在更广的范围、更深的领域优化制造资源配置效率,实现价值创造从封闭的价值链向开放的价值网络拓展,推动企业从产品生产商向客户运营商转变,基于平台开展状态监测、故障诊断、预测预警、健康优化等各种新型智能服务。