2015年，和利時作為工信部2015年啟動實施的“智能制造試點示范專項行動”的首批46家示范項目企業(yè)之一，開始將云計算與控制系統(tǒng)相融合，正式啟動了和利時工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的研發(fā)。經(jīng)過四年的研發(fā)和產(chǎn)品迭代，和利時推出包括邊緣控制器、邊緣智能控制系統(tǒng)、邊緣網(wǎng)關(guān)、生產(chǎn)運營管理系統(tǒng)、工業(yè)云為一體的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，即數(shù)字工廠操作系統(tǒng)HolliCube，并基于該平臺實現(xiàn)了機器設(shè)備云、中藥調(diào)劑設(shè)備云、通用設(shè)備云、水務(wù)行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、電子生產(chǎn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、軌道交通綜合運維管理平臺等多個典型的行業(yè)示范性應用。

近日，采訪了寧波和利時智能科技有限公司副總工程師李天輝，他告訴記者，HolliCube的定位是打造中國第一套實用數(shù)字工廠操作系統(tǒng)，通過賦能行業(yè)龍頭企業(yè)，共同打造垂直行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。

三層架構(gòu)，解讀HolliCube數(shù)字工廠操作系統(tǒng)

HolliCube從結(jié)構(gòu)上分為邊緣計算層、工業(yè)PaaS層和工業(yè)SaaS層。其中，HolliCube-Edge具備強大的數(shù)據(jù)采集能力，支持工業(yè)現(xiàn)場大量異構(gòu)的總線規(guī)范、多種制式的工業(yè)以太網(wǎng)規(guī)范，依據(jù)對控制能力、計算能力、網(wǎng)絡(luò)能力、存儲能力的不同需求，能實現(xiàn)對現(xiàn)場側(cè)的數(shù)據(jù)采集、控制、分析和優(yōu)化；HolliCube-Edge提供從低端到高端的邊緣計算產(chǎn)品，包括網(wǎng)關(guān)級、機器級、產(chǎn)線級、工廠級等四檔產(chǎn)品。

具體來說，在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的邊緣側(cè)，一方面通過大范圍、深層次的數(shù)據(jù)采集，以及異構(gòu)數(shù)據(jù)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與邊緣處理，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，包括通過各類通信手段接入不同的設(shè)備、系統(tǒng)和產(chǎn)品，采集海量數(shù)據(jù)，以及依托協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的歸一化和邊緣集成；另一方面邊緣層融合網(wǎng)絡(luò)、存儲、計算、應用核心能力，就近提供數(shù)據(jù)分析和業(yè)務(wù)自動化處理等邊緣智能服務(wù)，滿足敏捷連接，實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、智能應用、隱私和安全等方面的關(guān)鍵需求。最終，邊緣層會利用邊緣計算設(shè)備實現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的匯聚處理，優(yōu)化分析和邊緣應用并實現(xiàn)數(shù)據(jù)向云端平臺的集成。

李天輝談到，HolliCube平臺邊緣計算層是在自動化控制單元模塊和傳感設(shè)備的基礎(chǔ)上，融合ICT技術(shù)，既借鑒容器化、微服務(wù)等ICT理念，又充分認識到邊緣計算和云計算的差別，采用了獨特的技術(shù)與架構(gòu)的邊緣計算。也就是說，和利時的邊緣計算層是在控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，疊加了分布式微服務(wù)架構(gòu)、數(shù)字雙胞胎、實時流式數(shù)據(jù)分析、設(shè)備工藝建模和邊緣應用集成開發(fā)環(huán)境，既能夠兼容現(xiàn)有的行業(yè)專用技術(shù)，又滿足實時、可靠等工業(yè)現(xiàn)場應用關(guān)鍵需求。

在工業(yè)PaaS層，HolliCube平臺提供微服務(wù)及工具，支持快速應用開發(fā)；在IT通用 PaaS 層之上，疊加工業(yè)模型、工業(yè)數(shù)據(jù)管理、大數(shù)據(jù)處理、工業(yè)數(shù)據(jù)分析、工業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)等創(chuàng)新功能，構(gòu)建可擴展的開放式數(shù)字工廠操作系統(tǒng)。工業(yè)PaaS層主要有以下三個功能：

一是提供工業(yè)數(shù)據(jù)管理能力，將數(shù)據(jù)科學與工業(yè)機理結(jié)合，幫助制造企業(yè)構(gòu)建工業(yè)數(shù)據(jù)分析能力，實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值挖掘；二是將大量的工業(yè)技術(shù)原理、行業(yè)知識、基礎(chǔ)工藝、模型工具等規(guī)則化、軟件化、模型化，封裝成為微服務(wù)組件，供開發(fā)者重復使用；三是構(gòu)建應用開發(fā)環(huán)境，借助微服務(wù)組件和工業(yè)建模和應用開發(fā)工具，幫助用戶快速構(gòu)建定制化的工業(yè)APP。

在工業(yè)SaaS層，HolliCube提供各類典型工業(yè)領(lǐng)域應用，幫助用戶實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。工業(yè)SaaS層針對特定的工業(yè)場景，通過調(diào)用邊緣層和平臺層的微服務(wù)，推動工業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗、知識和最佳實踐的模型化、軟件化和再封裝，從而滿足不同行業(yè)、不同場景的工業(yè) APP需求，形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的最終使用價值。一方面，應用層可以提供生產(chǎn)、管理、服務(wù)等一系列創(chuàng)新性業(yè)務(wù)應用；另一方面，應用層可以構(gòu)建良好的工業(yè) APP 創(chuàng)新環(huán)境，使開發(fā)者基于平臺數(shù)據(jù)及工業(yè)PaaS層和邊緣層提供的微服務(wù)功能實現(xiàn)快速應用創(chuàng)新。

邊云協(xié)同，HolliCube平臺五大服務(wù)功能

對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)云之間的區(qū)別。李天輝認為，“互聯(lián)網(wǎng)”強調(diào)的是連接、集成和互聯(lián)互通，而“云”更側(cè)重于強調(diào)資源彈性調(diào)度和使用的方式。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的建設(shè)應統(tǒng)籌考慮邊緣側(cè)、工廠側(cè)以及云端的融合和協(xié)同，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、模型、服務(wù)、算法、應用在邊、云間的平滑遷移和協(xié)同工作，實現(xiàn)邊緣計算平臺和云平臺的協(xié)同，同時必須充分認識到邊緣計算平臺和云平臺在應用場景、計算架構(gòu)、工業(yè)特征要求等方面存在本質(zhì)差異，也就要求邊緣計算平臺和云計算平臺在基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu)上應有所不同，邊緣計算應更強調(diào)實時、可靠、可信、邊緣智能，而云平臺更側(cè)重于數(shù)據(jù)匯聚分析、資源彈性擴展、大數(shù)據(jù)分析等方面。

從這方面看，和利時數(shù)字工廠操作系統(tǒng)HolliCube是一個典型的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，提供了一個完整的邊云協(xié)同管理平臺和基礎(chǔ)服務(wù)，并實現(xiàn)了以下五個方面的功能。

第一，提供邊緣計算服務(wù)。平臺的邊緣計算不僅滿足用戶對于實時性、可靠性、數(shù)據(jù)優(yōu)化、隱私和安全、邊緣智能應用等方面的關(guān)鍵需求，而且作為非常重要的一個中間環(huán)節(jié)，比較好的處理了與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)和云化互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的新一代集成平臺的融合和平穩(wěn)過渡。

第二，提供數(shù)字化轉(zhuǎn)型支撐體系。平臺為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供云化互聯(lián)架構(gòu)集成平臺。該平臺提供一套標準、一個開發(fā)環(huán)境、一個運行環(huán)境和一個運營環(huán)境。一套標準是指工業(yè)對象標識、工廠模型描述、數(shù)據(jù)格式、服務(wù)接口等；一套開發(fā)環(huán)境是指面向非軟件專業(yè)的行業(yè)人員，提供快速建模工具、行業(yè)組件庫（人、設(shè)備、物料、產(chǎn)品、工藝、規(guī)則、業(yè)務(wù)邏輯）、組態(tài)工具、應用開發(fā)模板、模擬仿真工具等；一套運行環(huán)境是指支持分布式計算環(huán)境，支持私有云、混合云和公有云部署，提供統(tǒng)一的彈性運行框架，包括工業(yè)數(shù)據(jù)中間件、工業(yè)現(xiàn)場信息交換引擎、虛擬工廠模型、運行引擎、規(guī)則引擎、計算引擎、工作流引擎、大數(shù)據(jù)引擎和可視化引擎；一套運營管理環(huán)境是指多租戶管理、資源分配、開發(fā)維護、商業(yè)運維、安全管理等。

第三，提供五大核心服務(wù)。包括邊緣和云端統(tǒng)一的工業(yè)信息模型服務(wù)，工業(yè)實時數(shù)據(jù)和時序數(shù)據(jù)服務(wù)，工業(yè)數(shù)據(jù)分析服務(wù)，完整的安全服務(wù)，以及邊緣和云端一體化運營服務(wù)。

第四，提供數(shù)據(jù)交換服務(wù)。無論是HolliCube平臺自身，還是架構(gòu)在該平臺之上的企垂直行業(yè)應用平臺，都可以與其它領(lǐng)域開放的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進行數(shù)據(jù)交換。每個用戶既可以是數(shù)據(jù)的提供者，也可以是數(shù)據(jù)的消費者。通過更廣泛的工業(yè)互聯(lián)，實現(xiàn)更大的數(shù)據(jù)價值，從這個意義上講，面向生產(chǎn)的和利時數(shù)字工廠操作系統(tǒng)HolliCube是其它工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺（如，面向資源協(xié)同的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺）的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

第五，提供強大的開發(fā)工具?？蒲性核ぷ髡?、新老用戶、系統(tǒng)集成商和開發(fā)人員都可以通過平臺快速創(chuàng)建解決方案。平臺將工業(yè)行業(yè)Know-How沉淀在平臺上，將傳統(tǒng)眾多軟件的應用解構(gòu)，并基于PaaS層的共性模型構(gòu)件對新應用進行重構(gòu)，包括工業(yè)共性零件的模型，行業(yè)的部件模型，以及應用的場景模型等。

和利時工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺采用了融合邊緣計算和云計算的基礎(chǔ)架構(gòu)，平臺架構(gòu)中邊緣計算和工業(yè)PaaS層既有不同的體系結(jié)構(gòu)，又在信息模型、數(shù)據(jù)標識、工業(yè)算法、服務(wù)管理、服務(wù)接口和服務(wù)編排部署等方面實現(xiàn)有機融合和一體化設(shè)計。

開放共贏，HolliCube攜手多方構(gòu)建合作生態(tài)

李天輝強調(diào)，和利時依托自主研發(fā)的數(shù)字工廠操作系統(tǒng)HolliCube，為客戶提供數(shù)字化生產(chǎn)和服務(wù)的解決方案，構(gòu)建與高校、科研院所、上下游企業(yè)、系統(tǒng)集成商、行業(yè)協(xié)會、聯(lián)盟、標準團體的生態(tài)伙伴合作關(guān)系。

HolliCube平臺為SaaS應用開發(fā)、運行與管理提供了云化與服務(wù)化的平臺環(huán)境、實現(xiàn)快速應用開發(fā)的相關(guān)工具以及豐富的應用開發(fā)資源，幫助合作伙伴從傳統(tǒng)的難以擴展的單體架構(gòu)、服務(wù)器與工作站部署運維方式，迅速轉(zhuǎn)向基于微服務(wù)架構(gòu)、敏捷DevOps的軟件交付以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的服務(wù)模式。

在系統(tǒng)的部署與運行階段，SaaS應用開發(fā)商使用平臺可視化管理控制臺可將“應用系統(tǒng)”一鍵部署到平臺上并啟動運行，平臺依據(jù)“組態(tài)”里的數(shù)字化對象模型描述從指定的數(shù)據(jù)源進行自動的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)存儲，形成“數(shù)據(jù)湖”；依據(jù)“組態(tài)”里的對象UI組件與對象數(shù)據(jù)綁定描述，調(diào)用平臺服務(wù)的API獲取動態(tài)數(shù)據(jù)，在對象UI組件進行動態(tài)數(shù)據(jù)展示；平臺依據(jù)“組態(tài)”里對模型的業(yè)務(wù)流程編排、事件處理規(guī)則編排與分析算法編排定義來啟動執(zhí)行這些編排，實現(xiàn)高級的實時業(yè)務(wù)智能特性。

SaaS開發(fā)商可以通過平臺服務(wù)與組件的復用，以及使用可視化的建模與工程組態(tài)工具、可視化管理控制臺，大幅降低應用開發(fā)與運維工作量、復雜度與成本，實現(xiàn)真正的DevOps一鍵式敏捷交付并對外開通業(yè)務(wù)。還可以將自己開發(fā)的應用上架到平臺應用商店里，形成應用生態(tài)系統(tǒng)。第三方廠商可以從應用商店里在線付費訂購自己需要的應用，快速實現(xiàn)基于已有SaaS應用成果來對外開展業(yè)務(wù)。

立足客戶，探索新型細分行業(yè)業(yè)務(wù)新模式

在推動HolliCube平臺的深化應用過程中，和利時立足于客戶的商業(yè)目標、業(yè)務(wù)模式以及數(shù)字化現(xiàn)狀，系統(tǒng)考慮工廠基礎(chǔ)設(shè)施、物流布局規(guī)劃、生產(chǎn)規(guī)劃，依托數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造頂層設(shè)計和規(guī)劃，提供邊云協(xié)同的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和通用工業(yè)APP，針對行業(yè)典型的難點和痛點，聯(lián)合客戶、高校、系統(tǒng)集成商等生態(tài)合作伙伴共同構(gòu)建面向具體行業(yè)的工業(yè)APP生態(tài)，如機器人設(shè)備云、中藥調(diào)劑設(shè)備云、折彎機設(shè)備云、火電燃煤機組預測優(yōu)化應用、電子制造生產(chǎn)管理、醫(yī)藥電子批記錄、機床KPI分析等等。

以水務(wù)行業(yè)為例，和利時通過與龍頭企業(yè)合作，基于HolliCube建立水務(wù)行業(yè)運營管理平臺，實現(xiàn)共享型的面向行業(yè)開發(fā)者模式，支持水務(wù)企業(yè)數(shù)字化能力的快速提升，引領(lǐng)水務(wù)行業(yè)發(fā)展，探索新型細分市場業(yè)務(wù)模式。整個平臺構(gòu)建包括了以下方面的建設(shè)內(nèi)容：

1）水務(wù)行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建整體規(guī)劃；

2）建立水廠數(shù)據(jù)的統(tǒng)一編碼、標識規(guī)則和元數(shù)據(jù)模型；

3）基于OPC UA構(gòu)建水廠信息模型、各類設(shè)備模型以及工藝模型；

4）分布在全國各地的污水廠、凈水廠、鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水泵房數(shù)據(jù)的接入和預處理；

5）水務(wù)行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺IaaS、GPaas和工業(yè)PaaS服務(wù)的建立和部署；

6）數(shù)據(jù)清洗和大數(shù)據(jù)分析平臺的建立和部署；

7）開發(fā)面向水務(wù)生產(chǎn)運營管理的典型APP，包括生產(chǎn)過程遠程監(jiān)視、多水廠KPI指標分析、綜合運營管理駕駛艙等等。

目前，該水務(wù)行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺已經(jīng)實現(xiàn)了現(xiàn)場海量數(shù)據(jù)的建模、接入、預處理、大數(shù)據(jù)存儲以及可視化展示等功能，下一步將深入挖掘和分析數(shù)據(jù)，利用機器學習平臺探索污水處理精確曝氣優(yōu)化控制等創(chuàng)新型應用。

瞄準未來，和利時推出“3+1+N”戰(zhàn)略

2018年和利時正式提出“3+1+N”戰(zhàn)略，其中，“3”就是和利時的三大核心業(yè)務(wù)（工業(yè)自動化、軌道交通自動化、醫(yī)療自動化）?！?1”是將融合了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能和信息安全的智能制造技術(shù)，賦能和利時三大核心業(yè)務(wù)，提升公司方案水平和實施能力，推動集團現(xiàn)有業(yè)務(wù)數(shù)字化、智能化升級?！?N”是通過開發(fā)面向工業(yè)企業(yè)用戶、APP開發(fā)者、系統(tǒng)集成商和平臺運營商四位一體的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成開發(fā)平臺，賦能大型企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和中小企業(yè)服務(wù)平臺建設(shè)，促進可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境的形成，提升整個行業(yè)的智能制造水平。

對于大型集團型制造企業(yè)，和利時將立足于客戶的商業(yè)目標、業(yè)務(wù)模式以及數(shù)字化現(xiàn)狀，系統(tǒng)考慮工廠基礎(chǔ)設(shè)施、物流布局規(guī)劃、生產(chǎn)規(guī)劃，依托數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能制造頂層設(shè)計和規(guī)劃，提供邊云協(xié)同的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和服務(wù)，聯(lián)合客戶共同打造智能專用設(shè)備與產(chǎn)線、數(shù)字化車間/工廠和集團數(shù)字化管理運營平臺，實現(xiàn)集團管理的數(shù)字化，并進而帶動整個行業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型和落地。

對于數(shù)量眾多的中小型制造企業(yè)，不適合采用投資較多的“大而全”的解決方案，而是需要更靈活部署、投資較小的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+邊緣計算”的解決方案。和利時將更聚焦于去解決行業(yè)典型中小型企業(yè)的難點、痛點，一旦獲得突破，就可以以點帶面，將突破性案例通過工業(yè)機理模型、工業(yè)微服務(wù)、工業(yè)APP等形式沉淀到HolliCube平臺上，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+邊緣計算的方案在整個行業(yè)快速推廣復制。

李天輝談到，和利時數(shù)字工廠操作系統(tǒng)HolliCube已經(jīng)具備了基本的平臺框架和主要的工業(yè)服務(wù)，當前及后續(xù)工作將以沉淀工業(yè)知識和擴展平臺資源為主，選取基于機理模型和微服務(wù)的流程和離散工業(yè)數(shù)據(jù)交換、過程控制、工藝優(yōu)化、計劃調(diào)度、能源管理、物流管理、資產(chǎn)管理、運維管理等典型場景，聯(lián)合平臺生態(tài)合作伙伴共同建設(shè)不同垂直行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，推進垂直行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應用創(chuàng)新，加速工業(yè)APP或解決方案的開發(fā)和應用，加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺及解決方案在流程行業(yè)和離散行業(yè)中的推廣及應用。