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家示范項目企業之一，開始將云計算與控制系統相融合，正式啟動了和利時工業互聯網平臺的研發。經過四年的研發和產品迭代，和利時推出包括邊緣控制器、邊緣智能控制系統、邊緣網關、生產運營管理系統、工業云為一體的工業互聯網平臺，即數字工廠操作系統HolliCube，并基于該平臺實現了機器設備云、中藥調劑設備云、通用設備云、水務行業工業互聯網平臺、電子生產工業互聯網平臺、軌道交通綜合運維管理平臺等多個典型的行業示范性應用。

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字工廠操作系統，通過賦能行業龍頭企業，共同打造垂直行業工業互聯網平臺。

三層架構，解讀HolliCube數字工廠操作系統

HolliCube從結構上分為邊緣計算層、工業PaaS層和工業SaaS層。其中，HolliCube-Edge具備強大的數據采集能力，支持工業現場大量異構的總線規范、多種制式的工業以太網規范，依據對控制能力、計算能力、網絡能力、存儲能力的不同需求，能實現對現場側的數據采集、控制、分析和優化；HolliCube-Edge提供從低端到高端的邊緣計算產品，包括網關級、機器級、產線級、工廠級等四檔產品。

具體來說，在靠近物或數據源頭的邊緣側，一方面通過大范圍、深層次的數據采集，以及異構數據的協議轉換與邊緣處理，構建工業互聯網平臺的數據基礎，包括通過各類通信手段接入不同的設備、系統和產品，采集海量數據，以及依托協議轉換技術實現多源異構數據的歸一化和邊緣集成；另一方面邊緣層融合網絡、存儲、計算、應用核心能力，就近提供數據分析和業務自動化處理等邊緣智能服務，滿足敏捷連接，實時業務、數據優化、智能應用、隱私和安全等方面的關鍵需求。最終，邊緣層會利用邊緣計算設備實現底層數據的匯聚處理，優化分析和邊緣應用并實現數據向云端平臺的集成。

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備的基礎上，融合ICT技術，既借鑒容器化、微服務等ICT理念，又充分認識到邊緣計算和云計算的差別，采用了獨特的技術與架構的邊緣計算。也就是說，和利時的邊緣計算層是在控制系統的基礎上，疊加了分布式微服務架構、數字雙胞胎、實時流式數據分析、設備工藝建模和邊緣應用集成開發環境，既能夠兼容現有的行業專用技術，又滿足實時、可靠等工業現場應用關鍵需求。

在工業PaaS層，HolliCube平臺提供微服務及工具，支持快速應用開發；在IT通用 PaaS 層之上，疊加工業模型、工業數據管理、大數據處理、工業數據分析、工業數據服務等創新功能，構建可擴展的開放式數字工廠操作系統。工業PaaS層主要有以下三個功能：

一是提供工業數據管理能力，將數據科學與工業機理結合，幫助制造企業構建工業數據分析能力，實現數據價值挖掘；二是將大量的工業技術原理、行業知識、基礎工藝、模型工具等規則化、軟件化、模型化，封裝成為微服務組件，供開發者重復使用；三是構建應用開發環境，借助微服務組件和工業建模和應用開發工具，幫助用戶快速構建定制化的工業APP。

在工業SaaS層，HolliCube提供各類典型工業領域應用，幫助用戶實現數字化轉型。工業SaaS層針對特定的工業場景，通過調用邊緣層和平臺層的微服務，推動工業技術、經驗、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、不同場景的工業 APP需求，形成工業互聯網平臺的最終使用價值。一方面，應用層可以提供生產、管理、服務等一系列創新性業務應用；另一方面，應用層可以構建良好的工業 APP 創新環境，使開發者基于平臺數據及工業PaaS層和邊緣層提供的微服務功能實現快速應用創新。

邊云協同，HolliCube平臺五大服務功能

對于工業互聯網和工業云之間的區別。李天輝認為，“互聯網”強調的是連接、集成和互聯互通，而“云”更側重于強調資源彈性調度和使用的方式。

工業互聯網平臺的建設應統籌考慮邊緣側、工廠側以及云端的融合和協同，實現數據、模型、服務、算法、應用在邊、云間的平滑遷移和協同工作，實現邊緣計算平臺和云平臺的協同，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、工業特征要求等方面存在本質差異，也就要求邊緣計算平臺和云計算平臺在基礎技術架構上應有所不同，邊緣計算應更強調實時、可靠、可信、邊緣智能，而云平臺更側重于數據匯聚分析、資源彈性擴展、大數據分析等方面。

從這方面看，和利時數字工廠操作系統HolliCube是一個典型的工業互聯網平臺，提供了一個完整的邊云協同管理平臺和基礎服務，并實現了以下五個方面的功能。

第一，提供邊緣計算服務。平臺的邊緣計算不僅滿足用戶對于實時性、可靠性、數據優化、隱私和安全、邊緣智能應用等方面的關鍵需求，而且作為非常重要的一個中間環節，比較好的處理了與傳統控制系統、信息化系統和云化互聯網架構的新一代集成平臺的融合和平穩過渡。

第二，提供數字化轉型支撐體系。平臺為企業數字化轉型提供云化互聯架構集成平臺。該平臺提供一套標準、一個開發環境、一個運行環境和一個運營環境。一套標準是指工業對象標識、工廠模型描述、數據格式、服務接口等；一套開發環境是指面向非軟件專業的行業人員，提供快速建模工具、行業組件庫（人、設備、物料、產品、工藝、規則、業務邏輯）、組態工具、應用開發模板、模擬仿真工具等；一套運行環境是指支持分布式計算環境，支持私有云、混合云和公有云部署，提供統一的彈性運行框架，包括工業數據中間件、工業現場信息交換引擎、虛擬工廠模型、運行引擎、規則引擎、計算引擎、工作流引擎、大數據引擎和可視化引擎；一套運營管理環境是指多租戶管理、資源分配、開發維護、商業運維、安全管理等。

第三，提供五大核心服務。包括邊緣和云端統一的工業信息模型服務，工業實時數據和時序數據服務，工業數據分析服務，完整的安全服務，以及邊緣和云端一體化運營服務。

第四，提供數據交換服務。無論是HolliCube平臺自身，還是架構在該平臺之上的企垂直行業應用平臺，都可以與其它領域開放的工業互聯網平臺進行數據交換。每個用戶既可以是數據的提供者，也可以是數據的消費者。通過更廣泛的工業互聯，實現更大的數據價值，從這個意義上講，面向生產的和利時數字工廠操作系統HolliCube是其它工業互聯網平臺（如，面向資源協同的工業互聯網平臺）的數據基礎。

第五，提供強大的開發工具。科研院所工作者、新老用戶、系統集成商和開發人員都可以通過平臺快速創建解決方案。平臺將工業行業Know-How沉淀在平臺上，將傳統眾多軟件的應用解構，并基于PaaS層的共性模型構件對新應用進行重構，包括工業共性零件的模型，行業的部件模型，以及應用的場景模型等。

和利時工業互聯網平臺采用了融合邊緣計算和云計算的基礎架構，平臺架構中邊緣計算和工業PaaS層既有不同的體系結構，又在信息模型、數據標識、工業算法、服務管理、服務接口和服務編排部署等方面實現有機融合和一體化設計。

開放共贏，HolliCube攜手多方構建合作生態

李天輝強調，和利時依托自主研發的數字工廠操作系統HolliCube，為客戶提供數字化生產和服務的解決方案，構建與高校、科研院所、上下游企業、系統集成商、行業協會、聯盟、標準團體的生態伙伴合作關系。

HolliCube平臺為SaaS應用開發、運行與管理提供了云化與服務化的平臺環境、實現快速應用開發的相關工具以及豐富的應用開發資源，幫助合作伙伴從傳統的難以擴展的單體架構、服務器與工作站部署運維方式，迅速轉向基于微服務架構、敏捷DevOps的軟件交付以及工業互聯網平臺的服務模式。

在系統的部署與運行階段，SaaS應用開發商使用平臺可視化管理控制臺可將“應用系統”一鍵部署到平臺上并啟動運行，平臺依據“組態”里的數字化對象模型描述從指定的數據源進行自動的數據采集與數據存儲，形成“數據湖”；依據“組態”里的對象UI組件與對象數據綁定描述，調用平臺服務的API獲取動態數據，在對象UI組件進行動態數據展示；平臺依據“組態”里對模型的業務流程編排、事件處理規則編排與分析算法編排定義來啟動執行這些編排，實現高級的實時業務智能特性。

SaaS開發商可以通過平臺服務與組件的復用，以及使用可視化的建模與工程組態工具、可視化管理控制臺，大幅降低應用開發與運維工作量、復雜度與成本，實現真正的DevOps一鍵式敏捷交付并對外開通業務。還可以將自己開發的應用上架到平臺應用商店里，形成應用生態系統。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，快速實現基于已有SaaS應用成果來對外開展業務。

立足客戶，探索新型細分行業業務新模式

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目標、業務模式以及數字化現狀，系統考慮工廠基礎設施、物流布局規劃、生產規劃，依托數字化轉型和智能制造頂層設計和規劃，提供邊云協同的工業互聯網平臺和通用工業APP，針對行業典型的難點和痛點，聯合客戶、高校、系統集成商等生態合作伙伴共同構建面向具體行業的工業APP生態，如機器人設備云、中藥調劑設備云、折彎機設備云、火電燃煤機組預測優化應用、電子制造生產管理、醫藥電子批記錄、機床KPI分析等等。

以水務行業為例，和利時通過與龍頭企業合作，基于HolliCube建立水務行業運營管理平臺，實現共享型的面向行業開發者模式，支持水務企業數字化能力的快速提升，引領水務行業發展，探索新型細分市場業務模式。整個平臺構建包括了以下方面的建設內容：

1）水務行業工業互聯網平臺構建整體規劃；

2）建立水廠數據的統一編碼、標識規則和元數據模型；

3）基于OPC UA構建水廠信息模型、各類設備模型以及工藝模型；

4）分布在全國各地的污水廠、凈水廠、鄉鎮供水泵房數據的接入和預處理；

5）水務行業工業互聯網平臺IaaS、GPaas和工業PaaS服務的建立和部署；

6）數據清洗和大數據分析平臺的建立和部署；

7）開發面向水務生產運營管理的典型APP，包括生產過程遠程監視、多水廠KPI指標分析、綜合運營管理駕駛艙等等。

目前，該水務行業工業互聯網平臺已經實現了現場海量數據的建模、接入、預處理、大數據存儲以及可視化展示等功能，下一步將深入挖掘和分析數據，利用機器學習平臺探索污水處理精確曝氣優化控制等創新型應用。

瞄準未來，和利時推出“3+1+N”戰略

2018年和利時正式提出“3+1+N”戰略，其中，“3”就是和利時的三大核心業務（工業自動化、軌道交通自動化、醫療自動化）。“+1”是將融合了工業互聯網、工業大數據、人工智能和信息安全的智能制造技術，賦能和利時三大核心業務，提升公司方案水平和實施能力，推動集團現有業務數字化、智能化升級。“+N”是通過開發面向工業企業用戶、APP開發者、系統集成商和平臺運營商四位一體的工業互聯網集成開發平臺，賦能大型企業數字化轉型和中小企業服務平臺建設，促進可持續發展的工業互聯網生態環境的形成，提升整個行業的智能制造水平。

對于大型集團型制造企業，和利時將立足于客戶的商業目標、業務模式以及數字化現狀，系統考慮工廠基礎設施、物流布局規劃、生產規劃，依托數字化轉型和智能制造頂層設計和規劃，提供邊云協同的工業互聯網平臺和服務，聯合客戶共同打造智能專用設備與產線、數字化車間/工廠和集團數字化管理運營平臺，實現集團管理的數字化，并進而帶動整個行業的數字化、智能化轉型和落地。

對于數量眾多的中小型制造企業，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“工業互聯網+邊緣計算”的解決方案。和利時將更聚焦于去解決行業典型中小型企業的難點、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機理模型、工業微服務、工業APP等形式沉淀到HolliCube平臺上，通過工業互聯網+邊緣計算的方案在整個行業快速推廣復制。

李天輝談到，和利時數字工廠操作系統HolliCube已經具備了基本的平臺框架和主要的工業服務，當前及后續工作將以沉淀工業知識和擴展平臺資源為主，選取基于機理模型和微服務的流程和離散工業數據交換、過程控制、工藝優化、計劃調度、能源管理、物流管理、資產管理、運維管理等典型場景，聯合平臺生態合作伙伴共同建設不同垂直行業的工業互聯網平臺，推進垂直行業工業互聯網平臺應用創新，加速工業APP或解決方案的開發和應用，加速工業互聯網平臺及解決方案在流程行業和離散行業中的推廣及應用。