智能+工业互联网平台创新未来与落地实践2021年5月 序 言智能+，加速制造从大到强“制造业是实体经济的基础，实体经济是我国发展的本钱，是构筑未来发展战略优势的重要支撑”、“要坚定推进产业转型升级，加强自主创新、发展高端制造、智能制造”。习近平总书记关于产业升级、自主创新、智能制造的重要论述，体现了制造业在国家发展的战略地位，以及对国家发展的重要支撑作用。同时，总书记指出“要加大投入，加强信息基础设施建设，推动互联网和实体经济深度融合，加快传统产业数字化、智能化，做大做强数字经济，拓展经济发展新空间”，这为我国经济由“量大”转向“质强”指明了发展方向。纵观世界工业体系近二百年的发展，生产规模不断扩大、工作分工不断细化、区域协作不断扩展...先进制造强国都曾以创新引领取得先发优势，又在优势扩展中持续积累经验、沉淀知识、构建方法论，加速新的创新孵化，持续构筑和增强技术壁垒。随着新一轮科技革命到来，这些早期积累的“知识 + 技术”成为核心优势，固化到工业软件、芯片、工业母机和商业咨询服务等载体中，继续掌控着全球各产业链高价值环节。人工智能、5G 等新技术的涌现，使得我们能够构建起覆盖面更全、效率更高的感知网，并基于采集到的人、机、物大数据，培育出以机器“大脑”为载体的工业知识学习和应用能力。这为打破国外工业制造领域的垄断优势，实现弯道超车提供了全新的机遇和可能。当前，我国正处于经济结构调整、产业转型升级的关键时期。站在新时代的起点，“十四五”规划的开局之年，我们怀揣着对中国工业体系一代代建设者的敬意，心系着支撑“世界工厂”的亿万劳动者，憧憬着“人工智能、5G、区块链等技术”融入工业体系构筑起“制造强国”的美好未来，起草了这份白皮书，希望能够与业界同仁共同探讨与携手，为中国制造业的创新与高质量发展贡献一份绵薄之力。目 录Table of Contents工业互联网整体发展态势与发展建议 01(一) 工业互联网发展现状 01(二) 人工智能可为工业互联网发展注入新动能 01 (三) 人工智能与工业互联网融合发展的建议 02一平台架构与关键技术 03(一)“智能云+工业互联网平台+敏捷智能应用”整体架构 03(二) 平台关键技术 04二创新探索与实践 09(一) “ 云 智 一 体 ”全 方 位 赋 能 工 业 发 展 0 9(二) 区域工业互联网平台 10 2.1 区域工业互联网平台建设思路与创新实践 10 2.2 工业互联网+产业金融解决方案与创新实践 12(三)行业工业互联网平台 14(四)“智能+工业互联网平台”助力企业智能化升级 17 4.1 工业视觉质检解决方案与实践 17 4.2 安全生产监测预警解决方案与实践 20 4.3 工艺参数优化解决方案与实践 23 4.4 设备预测性维护解决方案与实践 25三【序言 – 智 能 +，加 速 制 造 从 大 到 强】工业互联网平台发展建议与展望 28四 一、工业互联网整体发展态势与发展建议（三）人工智能与工业互联网融合发展的建议（1）构建以人工智能为核心、自主可控的“智能云+工业互联网平台+敏捷智能应用”的新型工业基础设施。人工智能技术可通过“机器学习”的方式，构建以机器为载体的知识体系，这种能力可以为工业制造由大到强提供核心动力。为支撑制造强国的战略目标，应构建以智能云为基础的新型工业互联网PaaS平台，人工智能能力原生支持云、平台和应用。打造自主可控的“创新+知识+技术”的闭环优势，是实现企业数字化转型、区域产业升级的关键支撑，是战略性前瞻布局和实现弯道超车的最佳选择。（2） 工 业 互 联 网，立 足 于“ 工 ”，扩 展 于“ 网 ”。工艺、质量、成本、效率、安全是工业制造的核心生命线，应将生产实践承载的“知识经验”，以智能的方式予以数字化积累、重塑，并应用在生产工艺、生产质量和效能等具体领域。我们应有足够的自信打造具备全局知识体系和更新能力的新型工业软件，它将成为制造领域的“大脑”。在此基础上，通过智能化协同软件、地图、B2B交易等方式构建企业协同网络，将仓储、物流、产品信息、交易、消费等多个环节联通，形成真正的网络规模效应。（3）找准价值抓手和场景踏板，奏响转型升级“交响乐”。从企业到产业链，再到产业集群，推进新型智能技术与工业制造各环节融合的节奏和路径十分重要。面对层出不穷的概念，在探索最佳实践的过程中，需要以“价值”为根本，以“场景”为踏板，将新技术应用穿透到产研供销存等各业务环节。从企业数字化转型角度看，每一步都需要产生实效：既为下一步打好基础，又能反作用于前一步，形成价值累积。从产业链或产业集群的角度看，找准“牛鼻子”，推动产业链或区域产业集群内大量企业联动落地，精准引导企业数字化升级路径，推动产业链上企业协同升级，以价值和实效奏响区域产业集群升级的“交响乐”。（4）重视转型阶段的领军人才和技能劳动者普惠培养。工业制造是创造、吸纳就业的重要领域，产业升级的关键在“人”：领军人才和技能劳动者普惠培养同等重要。新的发展模式需要有交叉领域视野和实践能力的领军型人才，能跨界、能破圈。在实际生产中，生产知识的萃取、抽象和沉淀也需要多个领域的专家共同协作才能实现。在新的生产模式下，制造领域的普通劳动者的工作模式也将完成重大升级。他们需要学会训练“机器大脑”和指挥“机器人生产”。在产业升级过程中，全方位的人才培 养 与 提 升，必 不 可 少。1工信部印发的新一轮《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023 年）》中指出，“我国工业互联网发展成效显著， 2018-2020 年起步期的行动计划全部完成，部分重点任务和工程超预期。”2 引自习近平在中共中央政治局就人工智能发展现状和趋势第九次集体学习时的讲话（一）工 业 互 联网发 展 现 状自《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》印发以来，我国工业互联网已经经过了起步期三年时间的发展，在政、产、学、研等各方的共同努力下，取得显著成效。已经初步建成了低时延、高可靠、广覆盖的工业互联网网络基础设施，初步构建了工业互联网标识解析体系，初步形成了各有侧重、协同集聚发展的工业互联网平台体系和安全保障体系1。其中，工业互联网平台的发展尤为蓬勃，据统计，中国工业互联网平台数量已近乎全球工业发达国家平台总数的两倍之多。日前，工信部印发了新一轮《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》，计划中明确指出要深化“平台+5G”、“平台+人工智能”、“平台+区块链”等技术的融合应用能力。我国的工业互联网已开始进入快速成长期，平台发展正在从数字化转型进一步深入到智能化转型阶段。本阶段的一项重点任务是平台体系壮大行动，不仅要深化工业资源要素集聚，加速生产方式和产业形态创新变革，更要推动行业知识经验在平台沉淀集聚，推动前沿技术与工业机理模型融合创新，支撑构建数据驱动、软件定义、平台支撑、服务增值、智能主导的新型制造体系。（二）人工智能可为工业互联网发展注入新动能前一阶段的工业互联网建设主要围绕在夯实网络基础和设备上云、流程上云层面，通过这些建设，为不少中小企业减轻了数字化改造的建设投入、降低了其信息化系统的使用门槛，取得了一定成效。然而新生事物的演进总有一定的过程，现阶段工业互联网平台在知识沉淀、数据价值挖掘、产业协同等方面尚缺乏更多实践与技术支撑。人工智能或是引领工业互联网创新发展与两化深度融合的关键技术。人工智能作为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，具有溢出带动性很强的“头雁”效 应2，正在引发诸多领域产生颠覆性变革。当今的人工智能技术以机器学习、特别是深度学习为核心，在视觉、语音、自然语言处理等应用领域迅速发展。人工智能技术在工业各领域、环节、产品中渗透融合，在工业互联网纵向集成与横向集成的各个业务环节中发挥出巨大价值。人与人、人与物、物与物的联系日益增强，并逐渐形成知识沉淀，人工智能算力、数据、算法成为基础设施，发挥出平台支撑作用，实现在生产过程、管理活动、产品制造各环节的降本提质增效。作为新基建的两大重要领域，人工智能与工业互联网的深度融合发展，或能引发影响深远的产业变革，形成新的生产方式、产业形态、商业模式和经济增长点。01智能+工业互联网平台02智能+工业互联网平台 二、平台架构与关键技术（ 一 ）“ 智 能云+工业互联网平台+敏捷智能应用” 整体架构工业互联网平台以数据为驱动，一方面以解决企业在生产、经营管理等业务环节遇到的具体问题为根本出发点，通过价值导向，吸引企业上云上平台，解决纵向集成的问题；另一方面通过企业间的横向集成，集聚工业资源要素，实现行业产业链或区域产业集群的数字化升级，加速生产方式和产业形态创新变革。平台的技术核心为工业大脑。工业大脑是数字“孪生”再发展的产物，它是超越人类的全局管理、调度与智能决策的中枢。工业大脑借助百度人工智能、大数据、云计算、IoT、地图等全面的技术和产品能力，以及丰富的数据资源积累，加速实现需求牵引的柔性、智能、绿色生产。利用智能技术与工业知识的有机融合，帮助企业预见成本投入，推进数字化改造和智能化升级。基于平台，可以快速开发部署面向不同行业的敏捷智能应用。工业领域的应用场景多，应用开发品类多，以智能云为基础的工业互联网平台，可以实现场景应用的敏捷开发。实现一个智能化应用的创造效率从30天提升到1周，开发门槛大幅度降低。利用零代码开发等技术，制造业企业可以基于自身业务，快速构建专属于自己的智能应用，加速转型升级。工业视觉智能平台默认支持PaddlePaddle、TensorFlow、Pytorch、Caffe等主流深度学习框架，提供Faster R-CNN、Mask R-CNN等主流深度学习网络模型，针对工业场景综合深度学习、机器学习、图像处理、无监督数据算法等构建了Multi-vision的工业视觉算法体系。平台具有推理模型准召率高、模型自主优化闭环、支持模型一键式部署、支撑端云一体化服务等特点。（2）工业 数 据 智能工业数据智能是一种基于工业数据并融合工艺机理与专家经验的人工智能技术，具有自感 知 、自 学 习、自 执 行、自 适 应 的 特 性 。工 业 数 据 智 能 贯 穿 于 制 造 业 全 生 命 周 期 管 理 ，是实现智能制造的核心环节，能够深度挖掘工业数据背后的隐含价值，助力企业降本增效和精益管理。（二）平台关键技术（1）工业视觉智能工业视觉智能通过工业相机采集图像信息，由计算机对信息进行处理和判断，可提供工业质检、安全巡检、单据识别等服务。图1 百度“智能云+工业互联网平台+敏捷智能应用”整体架构图2 百度智能云工业视觉智能平台架构 图3 百度智能云工业数据智能平台核心能力示意图业务数据（如有）生产实时数据辅助生产数据外部数据专有云基础设施虚拟化网络存储服务器数据采集数据治理存储计算数据可视化大数据平台AI使能服务算法库模型训练模型测试数据管理模型发布数据标注工业视觉智能工业数据智能工业交互智能知识中台IoT平台IoT核心套件边云协同模块物可视时序数据库GIS定 位、导 航 服 务设备接入边缘计算运行框架协议解析现场工业网络IaaS层SaaS层PaaS层边缘层数据源标准规范体系安全防护体系智慧安全生产环境在线预警...智慧办公与财务能源调度优化设备上云云端制造流程上云工业质检设备预测维护工艺参数优化...纵向集成横向集成销售预测库存优化供需对接产能共享物流调度循环经济...企业增信风险评估产业图谱数据服务...平台门户+运营中心+APP市场ERPMESCRMSRMEAMHSEOA...工艺设备物料人员环境能源控制...安全环保消防视频动力通讯运维...舆情市场...研发、生 产综合保障供应链协同产业金融数据管理基础算法库机理知识工业模型训练AR交互AI交互知识生产知识组织知识应用AI模型业务闭环企业视觉模型知识库 (Model Store)模型使用视觉对齐模型训练检测模型分类模型终端注册及配置车