2019年3月21日，由CIO时代学院、互联商苑BBS教务办主办，四川省经信厅、成都信息工程大学、中国新一代IT产业推进联盟指导的"2019CIO时代中国行成都站"在成都隆重召开。成都信息工程大学教授、第9届政府CIO班学员赵卓宁做了《数据与知识驱动的工业APP软件开发》的主题演讲，以下是演讲实录：

成都信息工程大学教授、第9届政府CIO班学员
赵卓宁

很高兴作为CIO的学员，有幸再次回到CIO的课堂上，分享对工业APP软件的一些认识。我的演讲是基于软件自动生成和智能服务四川省重点实验室与四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心，在制造业信息化和软件开发平台方面联合开展的一些工作。从软件开发环境和工具的视角，结合我们参与中国电子技术标准化研究院《成都市工业APP培育指南》研讨工作，谈谈对工业APP软件开发的思考。

我的演讲分三个部分，一是工业互联网软件需求，二是工业APP特征及类型，三是工业APP的开发模式。其中，因为工业APP的分类标准还没有确定，这里的一些特征和类型是我们从软件开发视角的梳理和总结，与中国电子技术标准化研究院同志交流过，他们觉得这个分类也有参考性。

我们即将或已经进入智能时代，软件就是一种智能生产力，工业互联网软件将为智能经济提供重要驱动力。一辆30万元的原装车加上智能可能创造出价值千万的整车，归根溯源是因为接入了自动驾驶软件、智能感知设备、车联网等信息网络，这种以智能机和信息网络为基础平台和工具的智能经济，正是从信息经济形态到知识经济形态的历史衔接。

能创造这种价值的正是工业互联网，工业互联网将人、机、料、法、环有机的组织起来，为虚拟工厂提供生产力弹性供给，优质制造资源匹配、成本效率即时可见、线下服务支持等，网络协同在智能经济时代也是非常重要的，我们所做的生产不仅仅是眼前所看到的，它是集成了企业内外的设备、生产数据流，还有设备数据流，通过工业互联网协同起来，提供了一个弹性的生产力，而且使得企业内外的资源能够优化配置，成本和效率能及时的可见，对于线上的服务提供比较好的支撑。

借助工业互联网借助数据和知识的驱动，贯穿DIKWS的工业互联网能力模型，形成了由大数据平台、关联搜索引擎、知识服务、算力供应到智能应用的生产力支撑。在这个模型下，我们会看到数据从感知、采集到处理，再进一步挖掘成知识，借助系统洞察业务，产生面向场景的智慧，再进一步的把智慧或者洞察付诸于行动，借助于系统指导或引导行动，就会获得相应的智能效果。这样的智能应用途径是以大数据分析作为一个桥接，从关联搜索算法或者搜索引擎中，获得相应的相关性，以支持知识服务，使能于智能应用。在这个途径上，非常重要的一点就是我们所说的数字孪生，目的就是要通过数据的驱动，使得现有的资源更好的运行起来。比方说设备正常运行的时候可以自动采购所需的备件，并快速发货，以备即将到来的设备维修期间机器发生的故障，或者是计划外停机带来的损失。而且工厂也可以根据市场价格自动调整生产，确保生产利益最大化。其中，基于互联网和工业互联网的实时数据采集，离不开物联网、人工智能、工业云和智能服务的协同,以支持对下一步进行的数据仿真、预测和分析，实时做出相应的决策和处理，已成为发展智能化重要的着力点。

工业互联网软件定义数据和知识，以大量知识和模型为基础的软件控制，驱动数字孪生实现物理实体与数字虚体的融合。数字孪生中物理世界和信息世界是对应关系，但是这个对应关系的处理是不一样的。在物理世界更讲究行动和执行，在信息世界重要的是看到和建立了物理实体之间的关系和协同，数字孪生需要把物理世界当中的关系抽取出来，在信息世界里做关联和做相应的协同。从数字孪生的角度来说，单纯物理世界中，物理孪生其实是复制关系，在物理上的映射相当于做山寨。而数字孪生这块，我们以数字的方式抽取和表达了物上面的特性和特征，采集到物的变化，感知到物的变化趋势。数字虚拟是实现了对设备等实体关键特征的信息映射。在信息系统中，工业APP是局部应用，最有价值的是提供从洞见到行动之间链接，尤其是洞见这部分更加需要做微观的放大，微观的调控，微观的转换，以打通信息通道、形成正确数据和下达正确指令。

物理世界的设备正常运转，背后有大量的模型在支撑和监控。设备现在运行的情况怎样？有相应的传感器提供机器运转实时数据，为运行控制提供信息反馈，由模型实时优化和控制。模型的软件化和软件运行形成了智能应用，尽量避免和减少了人控制中的失误，毕竟人没有机器那么耐力持久、精准一贯，所以我们打造信息闭环就是让机器能够自动的去运转，让工业互联网软件在信息闭环中，依据模型控制，联通设备驱动生产力执行。这些模型是工业APP的核心和主干，在整个生产过程中，众多模型接力起来构成数字孪生的支撑，贯穿于生产制造全过程，为设备运行、生产制造过程、数字化加工等提供上下游的信息环境和生产力牵引。我们获得数字孪生，目的不是把现实的生产制造信息完全复制一份。我们看到在生产制造的关键环节上，数字孪生提供了更微小的闭环以调整和优化物理世界。数字孪生中物理实体重在生产过程中的高效运转和精准执行，数字虚体在过程中映射物理状态，并在关键环节管控和调节，以引导和调配物理世界向着预期的趋势自适应地生产和运行，工业互联网的落地实践，从研发端、生产端到售后端，都需要工业软件以服务和APP可配置的架构，定义这种内在和外在的联系。

工业APP即工业互联网应用软件，是承载工业知识和经验，是满足特定场景的基于工业互联网的工业应用软件。其特点是特定工业知识、特定场景应用、开发软件定义、高价值高功效、也是基于互联网的。工业APP的是工业界的机理模型和计算机软件领域的数据分析模型的高度融合。

从工业APP软件的技术特征和开发方式上，我们可将工业APP成熟度分五级，对应自制型、通用型、服务型、增强型和生态型五类工业APP软件。

从工业APP软件开发模式的角度讲，"给数据喂算法"的软件1.0时代构件化算法开发，以及"给模型喂数据"的软件2.0时代基于大数据的模型训练的算力开发，前者通过算法提供了知识驱动，后者通过模型提供了数据驱动，这些开发模式使得工艺技术软件化使能，使得工业知识自动化发现，为工业互联网提供了更加灵活和细粒度的软件生产力，推进知识向生产环节渗透，加速工业运行实践经验的显性化，为知识经济价值创造提供源动力。