聯想工業互聯網平臺（iLeapCloud）建設與實踐
引言：
聯想（北京）有限公司（以下簡稱“聯想”），是聯想集團（香港上市）的主體法人，《財富》世界 500企業，擁有57，000名員工。為實現“智能，為每一個可能”的公司愿景，聯想致力于開發創新技術，建設一個更加包容、值得信賴和可持續發展的數字化社會，持續研究、設計與制造全球最完備的端到端智能設備與智能基礎架構產品組合，引領和賦能智能化新時代的轉型變革，為全球億萬消費者打造更好的體驗和機遇，攜手成就未來。
作為全球最大的電子設備制造商之一，聯想以自身“互聯網+先進制造”轉型為切入點，積極開展聯想自身的智能制造，打造了契合自身戰略需要，具有自主知識產權，安全可靠的工業互聯網平臺—iLeapCloud（以下簡稱“iLeapCloud 平臺”）。自2011年啟動以來，iLeapCloud平臺已在聯想內部，為分布在全球的31家工廠提供了智能制造基礎設施、產品及解決方案服務，實現了超過70%聯想產品的“七日內交付式個性化定制”，實現了全球超過2億臺聯想設備運行狀態的全面上云，全面提升了新品研制周期和產品后服務體驗，新品預測準確率提升了90%，形成了包括個性化定制、網絡化協同、智能化生產和服務化轉型的新制造能力。
自2016年起，聯想以自身基于iLeapCloud形成的實踐經驗和產品解決方案體系，開展對外服務。截至目前，已累計為超過100家國內制造業500強企業提供了包括全域數據聯動、彈性系統調優、規模定制協同在內的安全可靠產品及解決方案；接入了336559臺工業設備、支持33種主流工業協議，聚集了193個機理模型和1116個工業APP。形成了覆蓋電子設備、汽車制造、石油化工、機械加工、家電五個行業的超過千家產業鏈上下游企業用戶。
一、 項目概況
作為全球最大的電子設備制造商之一，聯想以自身“互聯網+先進制造”轉型為切入點，積極開展聯想自身的智能制造，打造了契合自身戰略需要，具有自主知識產權，安全可靠的工業互聯網平臺—iLeapCloud（以下簡稱“iLeapCloud 平臺”或“聯想工業互聯網平臺”）。經過了超過7年的積累和發展，iLeapCloud平臺在內外部廣泛實踐的基礎上，發展出如下平臺亮點：全域數據聯動、彈性系統調優、規模定制協同，并依托芯片增強安全（TCM芯片）的工業核心數據和工藝參數的完備安全管理能力，廣泛應用于汽車制造、石油化工、電子設備、機械加工、家電等行業，為客戶帶來諸多價值。
iLeapCloud平臺已在聯想內部，為分布在全球的31家工廠提供了智能制造基礎設施、產品及解決方案服務，實現了超過70%聯想產品的“七日內交付式個性化定制”，實現了全球超過2億臺聯想設備運行狀態的全面上云，全面提升了新品研制周期和產品后服務體驗，新品預測準確率提升了90%，形成了包括個性化定制、網絡化協同、智能化生產和服務化轉型的新制造能力。
自2016年起，聯想以自身基于iLeapCloud形成的實踐經驗和產品解決方案體系，開展對外服務。截至目前，已累計為超過100家國內制造業500強企業提供了包括全域數據聯動、彈性系統調優、規模定制協同在內的安全可靠產品及解決方案；接入了336559臺工業設備、支持33種主流工業協議，聚集了193個機理模型和1116個工業APP。形成了覆蓋電子設備、汽車制造、石油化工、機械加工、家電五個行業的超過千家產業鏈上下游企業用戶。
1. 項目背景
經濟新常態下，我國工業產業在供給側面臨著人口紅利持續減退、普遍的產能過剩以及同質化競爭的擠壓，工業產業亟需通過建設可用好用的工業互聯網平臺，以充分發揮工業裝備、工藝和材料潛能，提高生產效率和產品品質、優化資源配置效率、創造差異化產品、改善服務體驗、提升產品附加值，實現智能化生產、網絡化協同、個性化定制、服務化轉型。
作為全球最大的電子信息產品制造商之一，聯想每年設計、生產、銷售個人電腦，手機和服務器等產品超過1億臺，在全球擁有超過3億用戶。在全球擁有31家智能工廠，280萬家分銷商和渠道商，3000余家零部件供應商，整個產品系列的SKU種類超過20萬種，是Gartner評選的唯一連續五年進入全球供應鏈前25名的中國企業。
作為電子信息制造行業的代表企業，隨著競爭的日益激烈，產品同質化帶來產品附加值和利潤的逐步降低，以及復雜供應鏈帶來的進一步效率提升困難，解決以下共性問題，實現平臺互聯互通，推動工業資源、知識和能力的固化、復用和推廣，建設面向解決多行業、多領域、多場景基礎共性問題的工業互聯網平臺，將是推動物聯網、大數據、云計算、人工智能與傳統工業應用深入融合，落實國家振興實體經濟戰略部署的重要措施，加速全產業鏈轉型升級，服務聯想垂直智能戰略，實現“智能，為每一個可能”的聯想愿景的重要抓手：
（1）如何解決聯想全球31家工廠上千種制造、檢測和裝配設備的實時工藝和工況數據全球實時采集，實現對電子設備制造過程15000余種工況的有效管理以及工藝的智能化提升，提高產品質量和生產效率，實現智能化生產；
（2）如何通過對不同類型企業復雜信息系統和控制系統數據的有效整合以及分析，實現聯想產業鏈上下游3000余家供應商、280萬家分銷商和渠道商的網絡化協同；
（3）如何通過數據驅動的人工智能創新，重塑企業的產品研發，實現產品的研發創新和個性化定制；
（4）如何通過企業全價值鏈協同促進服務模式創新，改善用戶對產品的使用體驗和用戶滿意度，實現電子設備制造行業的服務化轉型；。
（5）如何基于自身的成功實踐經驗，開展對外賦能，推動基于全域數據聯動、彈性系統調優、規模性質協同的，安全可靠的個性化定制、網絡化協同、智能化生產和服務化轉型。
2. 項目簡介
聯想工業互聯網平臺建設與時間以iLeapCloud工業互聯網平臺建設運營為基礎，面向汽車、電子、石化、家電、機加行業，研制跨平臺跨領域的產品及解決方案。通過建立和豐富平臺知識庫、用例庫、模型庫，開展垂直行業的多領域智能化賦能，進一步豐富平臺功能完整性、可靠性、兼容性、安全性。通過對產品及解決方案的持續迭代和驗證，豐富和完善平臺在邊緣計算與優化、通用PaaS、工業數據建模分析、機理模型與微服務組件開發應用、APP開發、平臺互聯互通和芯片級硬安全方面的能力，不斷豐富和完善平臺應用生態。
iLeapCloud平臺建設內容包括以下5個部分：
（1）工業互聯網平臺基礎環境建設
建設普適可靠的工業互聯網的基礎環境，形成基于iLeapCloud的平臺規范，形成支持工具庫，知識庫、用例庫建設的基礎設施。
（2）工業互聯網平臺設計與實施
形成測試用例集，形成完整的平臺測試方案，完成工業互聯網平臺功能完整性、可靠性、兼容性、安全性等試驗測試。
（3）平臺組件培育
全方位完善平臺產品及解決方案體系，面向汽車、石化、電子設備、家電、機加等行業，開展基于iLeapCloud平臺的垂直智能試驗測試和部署實施，加快工業機理模型及微服務組件、云化軟件、工業APP等平臺關鍵組件的培育。
（4）基于工業互聯網平臺的垂直行業解決方案培育
面向汽車、石化、電子設備、家電、機加等行業，聚焦異構數據管理、工業數據建模分析、工業機理模型與微服務開發、工業APP創新等關鍵問題，形成推廣方案。
（5）平臺服務推廣與生態建設
面向汽車、石化、電子設備、家電、機加行業的全域數據聯動、彈性系統調優、規模定制協同等應用場景領域，開展服務推廣，探索平臺應用推廣和生態建設，加快平臺核心組件、模型、工具的快速迭代和優化。
圖1 項目主要建設內容及實踐路徑
3. 項目目標
針對我國制造業“大而不強”的問題，圍繞海量終端接入、邊緣計算與優化、工業知識復用、軟件開發部署、工業資源共享等基礎共性問題，建設基礎共性工業互聯網平臺試驗測試環境，實現“1+3+5+5”目標：
“1”：建設一個涵蓋工業互聯網平臺基礎共性能力和生態的試驗測試環境，支持適配性、功能性和可靠性的試驗測試。
“3”：形成包括（1）覆蓋功能完整性、可靠性、兼容性、安全性的測試用例庫；（2）包含工藝及能耗管理、流程優化、生產管控、產品智能運維、供應鏈協同等跨領域能力在內的工業知識庫；（3）形成iLeapCloud平臺架構規范。
“5”：建立多源設備、海量數據、異構網絡、多維場景的模擬環境，聚焦異構數據管理、工業數據建模分析、工業機理模型與微服務開發、工業APP創新、平臺互聯互通5個基礎能力，通過開展垂直行業應用，促進工業設備接入、工業APP培育，加速平臺功能迭代，持續優化核心要素。
“5”：在汽車、石化、電子設備、家電、機加等國內重點工業領域，開展推廣應用，加快平臺業務推廣和生態建設。
二、項目實施概況
項目以iLeapCloud建設運營為基礎，向電子、汽車、石化、機加、家電行業，建設基礎共性工業互聯網平臺，研制跨平臺跨領域的平臺工具。圍繞平臺功能完整性、可靠性、兼容性、安全性，持續豐富和完善平臺在邊緣計算與優化、通用PaaS、工業數據建模分析、機理模型與微服務組件開發應用、APP開發、平臺互聯互通和芯片級硬安全方面的能力。
1. 項目總體架構和主要內容
iLeapCloud平臺架構如圖2所示，平臺具備面向多行業、多領域、多場景的設備接入能力、邊緣計算與優化能力、工業知識復用能力、工業資源共享能力、工業APP開發能力及平臺互聯互通能力等關鍵共性能力，具有基于數字孿生的多源設備、海量數據、異構網絡、多維場景的工業鏡像建設能力。平臺主要功能及主要建設內容簡述如下：
圖2 平臺總體架構
邊緣層：即數據采集層，在設備接入方面具備傳感器接入、設備接入、智能網關連接、協議解析適配等邊緣連接能力；提供智能開發板、邊緣服務器等邊緣開發能力。
網絡層：具備面向復雜工業應用網絡環境，提供針對短中長距各類網絡連接的支撐能力，提供串口總線RS232/485、Ethernet、WiFi、2/3/4/5G WWAN、NB-IOT、BT、Zigbee、LoRa等各類連接協議支持。
IaaS層：提供企業私有云、公有云部署能力，通過跨云訪問技術實現復雜混合多云模式下的IaaS協同能力，為工業資源共享與互聯互通提供平臺保障。
平臺層（工業PaaS層）：提供設備管理、資源管理（彈性伸縮計算環境、容器動態編排與調度）、運維管理模塊，支持平臺資源部署與管理能力；提供數據清洗、異構數據管理、數據分析與數據可視化模塊，支持海量異構數據的管理能力；提供批量計算引擎、實時分析引擎和資源調度引擎，支持基于數據模型、數據分析模型、工業機理模型的工業數據建模與分析能力；提供在制造流程引擎、數字孿生仿真引擎、人工智能引擎支持下，基于開發工具、微服務框架、工業微服務組件，快速形成工業APP的能力。
應用層（工業SaaS層）：提供從需求分析、產品研發、生產制造、過程控制、供應鏈協同到營銷服務的各類工業APP及APP框架，涵蓋需求畫像、產品畫像、行為畫像、輔助設計、輔助分析、數據計算、協同仿真、工廠設計、資源計劃、流程仿真、物流管理、線上實訓、過程監測、運行日志、設備運維、過程優化、過程控制、供應鏈管理、企管財務、銷售管理、資產管理、運營決策、輿情分析、智能客服、質量溯源、維修備件、遠程服務等全價值鏈應用。以及面向用戶的精準營銷、智慧研發、協同制造、智慧服務、智能供應鏈等應用，面向供應商和開發者的用戶運營、開發者社區、產業聯盟協作門戶等的業務綜合應用。
工業安全防護：針對工業APP，控制網絡、設備、數據，提供威脅感知、監測感知、處置恢復及安全目標管理、風險評估管理和安全策略管理能力。
2. 網絡、平臺或安全互聯架構
iLeapCloud平臺的支撐網絡連接包括網絡互聯和數據互通兩個層次。
網絡互聯，包括工廠內網絡和工廠外網絡。工廠內網絡，包括IT網絡和OT網絡，用于連接工廠內的各種要素，包括人員（如生產人員、設計人員等）、機器（如裝備、辦公設備）、材料（如原材料、在制品等）、環境（如儀表、監測設備）等。通過工廠內網絡，與企業數據中心及應用服務器互聯，支撐工廠內的業務應用。
工廠外網絡，用于連接智能工廠、分支機構、上下游協作企業、工業云數據中心、智能產品與用戶等主體。
數據互通，實現數據和信息在各要素間、各系統間的無縫傳遞，使得異構系統在數據層面能相互“理解”，從而實現數據互操作與信息集成。數據互通的連接層，一方面支撐各種工廠要素、出廠產品等產生的底層數據向數據中心的匯聚；另一方面為上層應用提供對多源異構系統數據的訪問接口，支撐工業應用的快速開發與部署。
數據管理模塊所提供全圖形化的數據處理工具，通過拖拽方式設計各類ETL過程，簡便易用。通過組態編排方式提供數據冗余剔除、異常檢測、歸一化等方法對原始數據進行清洗，為后續存儲、管理與分析提供高質量數據來源。
總體數據架構分為加載數據層/臨時層、核心數據層、業務應用層，如下圖所示，
圖3 三層數據架構
3. 具體應用場景和應用模式
圍繞iLeapCloud平臺，聯想已建設完成全球10個數據中心，2000臺服務器，總數據量超過15PB。邊緣計算平臺已接入全球超過2億臺聯想設備，31家工廠和3000余家零部件供應商，每天匯集并處理150億條數據，分析包括15000余種工況和工藝指標數據。平臺對接了聯想自身超過200個業務系統，集成了超過280萬家分銷商和渠道商數據，通過IT和OT域的數據融合以及人工智能創新，構建了聯想自身數百個工業智能化場景，覆蓋包含研、產、供、銷、服的整個價值鏈。
通過8年的對外服務，平臺已接入了336559臺工業設備、支持33種主流工業協議，接入的設備覆蓋了全國7個區域的近千家企業用戶；聚集了193個機理模型和1116個工業APP。形成了覆蓋電子設備、汽車制造、石油化工、機械加工、家電五個行業的工業互聯網平臺解決方案。產品及解決方案先后擊敗了IBM、PTC、德勤、甲骨文等國外巨頭，業務進入深水區。
（1）電子設備制造行業
作為全球最大的個人電腦制造商，聯想設計、生產和銷售的個人電腦、手機和服務器等產品總和超過2億臺，在全球擁有超過3億名用戶。聯想在全球建設有31家智能工廠，合作伙伴包括280萬家分銷商和渠道商、3000余家零部件供應商，整個產品系列的SKU種類超過20萬種，是Gartner評選的唯一連續五年進入全球供應鏈前25名的中國企業。
圖4 電子設備行業平臺關鍵組件圖
通過構建聯想工業互聯網平臺（iLeapCloud），運用物聯網和邊緣計算技術，全面整合IT數據、OT數據和互聯網數據，通過統一的大數據平臺，實現研發、工藝、生產、采購、物流、銷售、服務等系統的數據湖，優化企業全價值鏈，實現規模定制協同，最終形成了面向聯想全球業務的智能化制造轉型解決方案。
通過建立用戶畫像系統和產品畫像系統，對全球用戶的行為進行精準畫像，以及對產品的用戶需求滿足度的分級畫像，精準解析用戶個性化需求，通過對產品實施的全生命周期精細化服務和對產品全生命周期的數據采集和分析，結合有效的工業機理模型，形成了電子設備制造行業全球個性化定制和網絡化協同解決方案。
面向網絡化協同的產業鏈上下游管控方案，在聯想實施后，覆蓋超過聯想PC產線190,000+的產品物料（包含維保物料60,000件，支持每天8,000+的服務訂單）。管理供應鏈超過200+個全球物流倉庫，實現端到端的物流成本優化。滾動銷售預測不僅僅覆蓋產品全生命周期，包括末次采購期、新品導入期，也覆蓋部件的臨時性、季節性銷售期。全生命周期預測率上升11%，末次采購預測準確率上升14%。
面向個性化定制的產品及用戶畫像方案，在聯想廣泛使用后，顯著提升了聯想對用戶的遠程觸達能力，極大提升了新品設計、精準營銷、服務優化等方面的效率。輔助新品設計、線上標簽好評率達到96.56%。雙十一活動中，點擊率提升1倍，轉化率提升8.3倍。在聯想超品日，年銷售收入同比增長達107%。通過LBS推送客戶附近的新門店開業動態，到店用戶人數提高10%，銷售量同比增長3.4%
面向服務化轉型的售前及售后業務優化方案，在聯想實施后，有效地整合了原有分散在各個不同業務系統、不同渠道中的商業客戶、商業行為等數據，實現了以商業信息及業務需求驅動的新商業洞察能力，并貫穿了產品從設計制造、質量跟蹤到售后維保的全生命周期。例如，全球產品激活數據從數天到實時統計，商業客戶的跟蹤覆蓋率從原有的5%提升到80+%，為公司每年挖掘價值數百萬美金的潛在商機。產品系統/軟件缺陷感知/修復時間從數周到2~3天，提升呼叫中心服務滿意度9個百分點。
（2）汽車制造行業
當前，汽車行業在同質化低利潤的市場環境下，為了降低成本擴大份額，需要實現多環節的協同聯動，不僅需要前端供應鏈的全域數據，而且需要挖掘售后市場數據、用戶數據、使用數據等，通過工業互聯網平臺，以產品全生命周期的視角，實現跨IT/OT領域，以及企業內部數據和外部互聯網/用戶數據的融合，覆蓋產品全生命周期，融合生產數據、營銷數據、服務數據、產品運行數據、公開信息等數據，形成全域數據全域聯動，幫助企業實現面向用戶的精準決策和快速響應能力，提升全要素生產率。
為了實現汽車行業的全域數據聯動，聯想工業互聯網平臺（iLeapCloud）圍繞研發設計、采購工藝、生產制造、運營管理、企業管理、倉儲物流、產品服務等領域，在平臺SaaS層開發了汽車虛擬研發系統、產品決策支持系統、生產一致性管理系統、售后管理系統等工業APP和方案，實現了汽車產業鏈的全面數據的實時感知、實時采集、實時分析，基于數據來聯動管理決策和資源精準配置，幫助汽車企業進一步實現智能化制造、網絡化協同、個性化定制、服務化轉型。
聯想在實際部署和應用中，積累了114種工業APP和微服務，連接482種汽車行業的各種裝置設備，連接數量達到77031種。在汽車行業的競爭中，聯想工業互聯網平臺通過自身對離散制造過程的深入理解，實現了對IBM WATSON、微軟、ORACLE、德勤、埃森哲等國外知名軟件廠商的系統替換，實現了工業軟件市場的突破。已經為北汽、廣汽、重慶長安、蔚來汽車、小鵬汽車、長豐獵豹、海馬汽車、新特汽車等273個汽車上下游企業客戶提供服務。
（3）石油化工行業
全球化的原油市場，不斷波動的原油價格直接快速地影響著石化衍生品的期貨價格，汽油、柴油的期貨價格頻繁起伏，直接影響了石化企業的利潤。如何快速靈活彈性的響應市場需求的變化，靈活動態的調整產品產出，獲取市場波動的極優利潤，是每個石化企業的夢想。當前石化企業大多部署的Aspen流程模擬系統，一經部署后，各個石油衍生品的產能就是固定的不變的，調整困難，驗證困難，如何從影響產能的各種系統因素中找到核心關鍵的關聯因子，建立各種石化產品的機理模型，在線動態彈性的調整各種產品的產出，是實現石化行業彈性系統調優的關鍵路徑。
面對不斷劇烈波動的產業外部環境，其傳統制程軟件和管理系統無法適應，聯想工業互聯網平臺（iLeapCloud）通過大數據和人工智能技術與工業機理深度結合，圍繞生產制造、運營管理、企業管理、產品服務等領域，針對石油化工行業的痛點問題，以石化產線設備邊緣數據接入為技術基礎，形成適應性更強的工業機理優化模型，幫助生產流程快速彈性地應對不可控的外部因素影響，實現原有工業軟件和系統無法支持的在線工藝調優和在線工序編排。對海量生產過程數據，建立調優模型，經過深層次的分析挖掘，找到問題關聯因子，持續改進模型，迭代模型，最終得到目標近優解。
聯想深耕石化行業，持續積累了50種工業APP和微服務，連接447種石化行業的各種裝置設備，連接數量或采集點達到55039個，為248個石化上下游企業客戶提供服務。
（4）機械加工行業
聯想工業互聯網平臺（iLeapCloud）聚焦研發設計、采購工藝、生產制造、運營管理、企業管理、倉儲物流、產品服務等領域，持續研發達182種工業APP和微服務，連接217種機械加工行業的各種裝置設備，連接數量達到69844個，為195個機械加工上下游企業客戶提供服務。iLeapCloud機械加工行業應用以車間信息化生產為核心，面向智能化生產與服務化轉型，開發產品溯源、生產管理、遠程運維等智能化應用。在大數據分析處理工具平臺基礎上，開發并集成大數據并行分析引擎、海量數據檢索與訪問接口、新一代人工智能算法體系等，形成數控機床加工過程的工業機理建模，從而確定智能控制策略，實現物理世界與信息世界的相互協調、交互、動態控制，最終實現智能化生產。截至目前，iLeapCloud已接入了全國范圍內超過千臺數控裝備，配備數百臺工業機器人，采集了每臺數控設備中上千個點位信息，每天匯聚并處理上億條數據。其中，iLeapCloud在發那科（Fanuc）輪轂行業洞察與分析項目中，通過采集來自生產制造、設備資產管理、宏觀數據、行業數據等多源異構數據，累計達到300+TB，形成了覆蓋從需求到制造全價值鏈的完整數據，將需求預測準確度相比傳統方式提高16% - 21%。在電子產品結構模組精密加工智能制造環節，節省70%以上的生產人員，產品不良率降低30%以上，設備利用率提高25%以上，車間能源利用率提升15%以上。
（5）家電行業
iLeapCloud圍繞研發設計、采購工藝、生產制造、運營管理、企業管理、倉儲物流、產品服務等領域，持續研發達232種工業APP和微服務，連接218種家電行業的各種裝置設備，連接數量達到38148個，為135個家電行業上下游企業客戶提供服務。
家電行業工業互聯網跨越工業互聯網、商業互聯網和消費互聯網。業務焦點是用戶體驗、生態服務和提升質量增加效益。針對家電行業的智能化生產、網絡化協同、服務化轉型的業務痛點，聯想推出了智能工廠方案、協同設計方案和用戶畫像方案，在智能家電產品的研發、生產和售后服務中得到應用，并取得良好效果。
基于iLeapCloud的工業互聯網智能工廠方案成為了某國家級“雙跨”工業互聯網平臺互聯互通的重要組成部分，解決了大規模制造的智能化問題，消除了規模化和個性化的矛盾，形成規模制造和個性定制的融合。實施后達到設計成效，工廠整體效率大幅提升，不入庫率達到69%，訂單交付周期縮短50%，CCC達到-10天。
同時，基于iLeapCloud平臺的協同設計方案在聯想智能音箱的研制過程中，收集用戶反饋幫助產品進行快速迭代、優化。兩個月內經過多次迭代優化，正式版智能交互體驗更加完備。
用戶畫像方案在聯想SmartHome方案中，依據用戶特征匹配到最佳的工程師和服務流程，線上標簽用戶好評率從93%提升到96.56%；依據產品運行情況縮短工程師的問題判斷時間，高優先級用戶直接路由進入專家隊列，提高服務響應速度。
4. 安全及可靠性
建立基于TCM安全芯片的工業互聯網平臺安全解決方案，形成行業壁壘和標準化組織深入合作，推動建立國家的大數據可信計算標準及聯盟，在系統、平臺、數據三層進行全方位安全保障，無安全短板。依照ISO27001標準的構建安全體系，建立了完備的安全掃描和加固能力，對危險程序、弱安全配置、系統缺陷及滲透等多方面進行漏洞檢測與安全增強。已經部署并應用于平臺安全防護的工具庫、病毒庫、漏洞庫數量累計包含10個。
基于長期積累的安全風險管理和運營經驗，提供了從云、網絡、邊緣、到設備的一體化安全防護解決方案，通過大數據分析和安全態勢感知體系，提供六類工業互聯網安全防護能力，即終端安全、網絡安全、數據安全、運營管理安全和運維保障安全。
圖5安全防護框架圖
5. 其他亮點
與西門子MindSphere，GE Predix，施耐德Exostruture，微軟Azure，亞馬遜AWS對比，iLeapCloud具有以下優勢和特點：
1）更為豐富的業務模式
從平臺的目標和定位層面，不同于MindSphere和Predix分別聚焦于工業的生產制造過程和產品的后服務延伸，Azure和AWS更聚焦于泛工業數據的采集、存儲和分析，聯想工業互聯網平臺體系側重于為全球制造業轉型升級提供IT/OT深度融合的端到端一體化解決方案，一方面更符合中國制造門類全、體量大、發展階段不一的既有特點；另一方面基于更為開放的平臺架構，可具備為全球范圍內更多的目標客戶提供從數據接入、數據分析、實時融合的制造重構、工業互聯網生態培育到后服務延伸的全價值鏈端到端的解決方案能力。
2）更為全面的功能支撐
相比MindSphere聚焦于提供面向工業制造過程的PaaS層服務（包括MDSP工業工具集，工業設備模型等基礎服務包等）；Predix聚焦于提供面向工業產線的PaaS設備數字鏡像（Digital Twin）、開發支持（DevBox, Machine SDK）地理信息引擎，安全認證與分析，邊緣計算服務等基礎服務包等；AWS和Azure更側重于對泛工業數據在后端的存儲和分析，行業和工業屬性不明顯。iLeapCloud具備了提供 IaaS、PaaS和SaaS 全層次的工業智能服務的能力：
i）IaaS 層已支持33種主流工業協議的解析和接入，通過邊緣計算平臺提供數據實時傳遞存儲和邊緣端的實時自決策、自優化。
ii）PaaS層同時支持用戶基于公有云、專有云和混合云架構的基礎設施服務的全球化部署和泛在服務；面向工業領域，提供了支持個性化定制、網絡化協同、智能化生產、智能化設計、服務化轉型需求的微服務引擎、面向軟件定義制造的流程仿真引擎、大數據分析引擎、數字仿真引擎和人工智能/工業機理等工業PaaS服務，為快速構建工業互聯網平臺的試驗測試環境提供算力支持，同時支持平臺的靈活擴展、資源自適應優化調度。
iii）SaaS 層提供 Hadoop 分布式、HBase 列式、Cassandra時間序列等大數據存儲能力以及 Storm 流式、Spark 內存計算等大數據分析能力；支持工業全量數據的按需存儲和按需分析；支持MES/ERP/SCM/CRM/CAPP等主流工業信息系統間的互操作；支持基于可封裝、可復用工業應用的智能制造全價值鏈場景的“所見即所得”式重構。
3）滿足海量工業數據高并發場景下的并行計算支撐能力
依托聯想具有完全自主知識產權的開源時序數據庫IOTDB，使聯想具備了支持分布式高并發計算的能力，可有效滿足工業數據的高并發、高實時、高可靠環境下的準時計算、準時響應需求。IOTDB與當前主流時序數據庫計算性能對比如下圖所示：
圖6 聯想時序數據庫與當前主流開源數據庫的計算性能對比（來源：中國軟件測評中心）
在時序數據處理性能方面，IOTDB的性能高于包括InfluxDB, OpenTSDB, Cassandra在內的主流開源軟件，已達到國際領先水平。可確保設備采集時延不長于10ms,可有效支撐工業數字孿生、高精度、高質量、同步的時效性和可靠性要求。
4）更廣泛的平臺互聯互通能力
國外主流的同類工業互聯網平臺提供面向自身具有核心競爭力的工業軟硬件產品和高價值裝備的接入和工業智能服務，顯著地提高了平臺的接入壁壘，采用閉源模式，僅支持有限的合作伙伴定制開發。聯想工業互聯網平臺采用開源模式，兼容主流工業協議的開放擴展，提供研發、生產、仿真試驗等主要工業流程的低代碼的工業服務接入能力，提供機加、電裝等領域的主流工業設備接入能力，以及智能產品和智能互聯產品等工業產品全要素接入能力，支持與海爾CosmoPlat，華中數控INC-Cloud等多行業、多領域工業互聯網平臺的互操作。同時，依托工業大數據產業應用聯盟和聯想創投的政產學研金用協同驅動，iLeapCloud的開源社區，將有助于實現工業智能新模式、新業態、新技術的加速孵化和推廣。
2、 下一步實施計劃
后續，聯想將繼續以iLeapCloud為基礎，持續開展技術及商業模式創新，打造“平臺+產品”的快速部署、靈活組合的工業互聯網產品及解決方案體系。以持續改善用戶體驗為核心，依托前期基礎，形成為大型B端工業用戶賦能的工業互聯網整體解決方案；以及面向中小微企業的“即插即用”式工業智能產品及輕量化平臺；進一步提升iLeapCloud平臺的快速部署能力、用戶需求契合度和快速改善能力，預計在未來三年，平臺將從以下方面重點發力：
圖7 聯想工業互聯網平臺（iLeapCloud）下一步實施計劃
（1）建立多源設備、海量數據、異構網絡、多維場景的模擬環境，實現基于虛實深度融合，面向生產制造過程和設備后服務的輕量級數字孿生支持平臺和輕量化數字孿生產品，滿足生產流程和服務模式虛擬重構的仿真需求。通過數字孿生仿真環境，開展基于工業互聯網的人、機、料、法、環、測和研、產、供、銷、服“雙閉環”應用，持續豐富平臺在虛體世界上的模板、實例的數量和質量，提升工業智能新業態、新模式的試錯能力，降低智能制造實施成本和周期。
圖8 基于工業互聯網平臺的“智能制造雙閉環”賦能模式
（2）聚焦汽車、電子信息制造、石化、家電、機械行業，建設形成輕量級物聯接入解決方案，圍繞人員管理、設備管理、全面質量管理、產品準時運維等核心應用場景的關鍵痛點，形成輕量化，“即插即用”式產品及解決方案，在未來三年內，接入不低于50萬臺套設備。
（3）建設具有即插即用、輕量化快速能力的工業互聯網平臺試驗測試環境，形成多行業、多領域、多場景的工業互聯網平臺的輕量化解決方案，通過快速部署和迭代，持續豐富平臺生態和APP數量：
? 形成不少于1000個工業APP，訂閱次數不少于5萬次/年；
? 為不少于10000家企業提供服務，其中，中小企業占比不低于50%；
? 形成5000個工業機理模型或微服務組件，建設工業APP和微服務資源池；
? 形成20000個測試用例，在150家企業驗證應用；
? 開發超過1000個平臺應用編程接口（API）和軟件開發工具包（SDK）。
? 建設開發者社區，聚集2萬名開發者，活躍用戶超過2000名。
四、項目創新點和實施效果
1. 項目先進性及創新點
（1）項目先進性
全域數據聯動
以聯想在邊緣智能領域的創新為基礎，通過完善的邊緣智能、全量的數據融合、深入的數據分析，形成跨企業生產系統和信息系統（IT/OT），貫穿產品生命周期，覆蓋數據全域55項關鍵數據指標的全域聯動和企業內外部一體化協作。通過工業互聯網平臺內外部實踐，積累了114種工業APP和微服務，連接了汽車行業的482種、77031臺/套裝置設備。實現了對IBM WATSON、微軟、ORACLE、德勤、埃森哲等國外知名軟件廠商的系統替換，實現了工業軟件市場的突破。在汽車制造行業，現已為北汽、廣汽、重慶長安、蔚來汽車、小鵬汽車、長豐獵豹、海馬汽車、新特汽車等273個汽車上下游企業客戶提供服務。
彈性系統調優：面對高度不確定的外部環境，石化行業包括Aspen流程模擬系統等在內的傳統系統已無法滿足生產系統彈性調優的需求。聯想通過基于邊緣智能的全領域工藝優化，實現了工藝模型的自適應在線工藝調優和工序的在線編排。經過多年深耕，在相關技術領域形成了50種工業APP和微服務，連接447種石化行業的各種裝置設備，連接數量或采集點達到55039個，為248個石化上下游企業客戶提供服務，為用戶實現了0.3%-0.9%的產品收率，為用戶額外形成了約6000萬/年的收益。
規模定制協同：電子設備制造行業存在產品種類多、升級換代周期短、生產質量要求高的特點。通過聯想工業互聯網平臺（iLeapCloud）,聯想對全球31家工廠、上千種設備、15000余種工況、280萬家供應商數據的全貫通式管理和持續優化，提煉了500種產品模型、100種用戶模型，實現了超過1000家企業的供應鏈協同，幫助聯想、劍橋科技、聯寶等頭部企業實現了70%以上產品的個性化定制、7天內交付。
芯片增強安全：基于TCM芯片構建硬件增強的安全計算平臺環境，對不同價值的數據提供基于硬件的安全管控能力，幫助工業企業在數據合規的前提下，實現數據的跨部門、跨組織、跨公司、跨地域的安全協同服務。
圖9 iLeapCloud平臺技術方案先進性
（2）項目創新點
資源自組織自發布的微服務技術，為工業互聯網測試驗證平臺的工業APP創新能力提供技術支撐：
基于微服務架構，充分利用容器虛擬化技術、資源標準化技術，支持對平臺功能、業務流程、數據獲取、計算模型、業務模型等自由組織與動態調整，形成面向跨云平臺、多領域、多行業的資源統一標識、安全訪問、自主編排、自主發布的應用構建能力，支持產品全生命周期管控的微服務化與云化，并實現服務與云計算架構的融合，提供彈性、高性能的試驗測試環境，為工業互聯網測試驗證平臺的工業APP創新能力提供技術支撐。
面向工業資源共享與平臺互聯互通的跨云中心的資源實施訪問技術，為工業資源共享與提升平臺互聯互通提供技術支撐：
基于虛擬統一數據訪問模型，屏蔽跨云平臺異構數據訪問差異，增強供應協同優化的數據獲取、同步和交叉計算能力；基于能力發布、訂閱及安全驗證框架，提供跨云中心服務發布與訪問能力；通過微服務網關提供數據訪問接口規范化封裝、發布部署、運行調度、路由管理、狀態監控、安全審計等工具，實現對數據訪問接口的統一部署、統一管理、多維度安全審計，在提高跨平臺數據訪問實時性、可靠性同時，讓數據流通的有據可查。這一技術的突破將為工業互聯網測試驗證平臺的工業資源共享與提升平臺互聯互通提供技術支撐。
多源邊緣設備數據采集與高精度數字鏡像技術，為智能化生產提供技術支撐：
在實時多源全量邊緣設備接入與實時全量數據采集，針對產線生產虛擬現實建模與仿真的低效率和低可信的問題,研究基于語義結構特征的虛擬生產線場景實時同步三維重建技術，實現滿足時空布局和任務邏輯的智能生產線快速虛擬構建；研究大數據活化知識自適應接入、在線生產數據動態響應、復雜工藝流程多粒度物理建模、生產單元自主演化與隨機交互、產線仿真可信度量技術，支撐虛實融合的生產流程在線虛擬運行。以此為工業互聯網試驗測試平臺智能生產提供軟件定義技術支撐。
基于工業數據建模與分析的產品前置性服務預測技術，平臺服務化轉型提供技術支撐：
基于廣泛的產品數據采集，融合生產數據、營銷數據、物流數據、使用數據、日志數據、維修數據、輿情數據等多源多維異構數據，利用大數據與人工智能技術，實現高精度、多維度、智能化的產品生命周期建模與畫像；基于實時數據采集技術，建立全面完善的服務追蹤體系，實現產品生命周期跟蹤；基于多場景預測算法模型，建立服務預測體系，實現產品的前置預測服務規劃。以此為工業互聯網試驗測試平臺服務化轉型提供技術支撐。
2. 實施效果
（1）平臺實施整體效果
1）加快工業互聯網平臺產業發展，助力我國工業互聯網平臺生態系統繁榮。iLeapCloud平臺的應用實施可為工業互聯網平臺的建設發展保駕護航，使得工業互聯網平臺建設有章可循，借助工業互聯網平臺關鍵功能模塊試驗測試的反饋，明確平臺建設的短板和不足及重點和方向，帶動工業互聯網平臺發展質量和效益不斷提升，以及工業互聯網平臺周邊生態的不斷繁榮；同時還可通過試驗測試規范工業互聯網平臺發展市場，實現優勝劣汰和資源融合，促進我國形成一批有國際競爭力的工業互聯網平臺。
2）幫助廣大工業企業理解工業互聯網平臺的應用價值與應用方法，有助于企業有效應用工業互聯網平臺加快數字化轉型。
工業互聯網平臺內涵豐富、機理復雜，眾多制造企業對于工業互聯網平臺的核心價值與應用場景理解不到位，本項目將針對工業互聯網的典型應用場景形成一批測試用例，所開展的試驗測試工作也圍繞工業互聯網的典型應用場景展開，將幫助制造企業理解工業互聯網平臺在分布式協同制造、產能交易、設備遠程維護、能源綜合管控等方面的應用價值，加快工業互聯網平臺在各制造領域的推廣應用。
3）服務于我國制造業和系統解決方案服務行業的綜合競爭力建設，促進制造強國和網絡強國建設。
工業互聯網平臺是全球各國構筑新一輪產業制高點的核心競爭焦點，本項目針對目前國內工業互聯網平臺發展中存在的普遍問題，通過試驗測試環境的建設和試驗測試工作的廣泛開展，引導我國工業互聯網平臺不斷完善自身核心功能、豐富應用、打造價值生態，另一方面積極引導制造業應用工業互聯網平臺加快數字化轉型，能夠有效服務于我國制造強國和網絡強國的建設。
（2）行業實施效果
1)電子設備制造行業
面向智能化生產的SMT產線優化方案在聯想多個制造工廠、多條產線的實施，提升UPPH（單位人時產能）1.7%，產品FPY（一次通過率）0.54%，OTS（工程樣件）交付率5%，每年提升產線利潤200萬美金以上。
圖10 實施效果
面向網絡化協同的產業鏈上下游管控方案的實施，覆蓋超過聯想PC產線190,000+的產品物料（包含維保物料60,000件，支持每天8,000+的服務訂單）；管理聯想供應鏈超200+全球物流倉庫，實現端到端物流成本優化。滾動銷售預測不僅僅覆蓋產品全生命周期，也覆蓋部件的臨時性、季節性銷售期。全生命周期預測率上升11%，末次采購預測準確率上升14%。
面向個性化定制的產品及用戶畫像方案在聯想的廣泛使用，顯著提升了聯想對用戶的遠程觸達能力，通過對客戶的深度經營，大大提升了在新品設計、精準營銷、服務優化等方面的效率：輔助新品設計，線上標簽好評率達到到96.56%；雙十一通過精準營銷點擊率提升1倍，轉化率提升8.3倍；聯想超品日，轉化率0.66%，年銷售收入同比增長達到 107%；通過LBS向客戶推送其附近的新門店開業動態，到店用戶人數提高10%，銷售量同比增長3.4%。
面向服務化轉型的售前及售后業務優化方案在聯想的實施，針對商業客戶，有效的整合了原有分散在各個不同業務系統、不同渠道中的商業客戶、商業行為等數據，通過統一的數據治理標準，提供了對商業業務狀態、交易記錄、客戶信息的一致性數據服務，最終構建了商業信息、業務需求、與智能洞察的正向閉環，實現了以商業信息及業務需求驅動的新商業洞察能力。針對消費客戶，通過數據將原有各自獨立的產品業務進行了深度融合，有效的貫穿了產品從設計制造、質量跟蹤到售后維保的全生命周期。項目的實施帶來如下顯著效果：全球產品激活數據從數天到實時統計；商業客戶的跟蹤覆蓋率從原有的5%提升到80+%，為公司每年挖掘潛在商機價值數百萬美金；產品系統/軟件缺陷感知/修復時間從數周到2~3天；提升呼叫中心服務滿意度9個百分點；構建科學的產品質量評價指標平均故障間隔時間 （MTBF）；構建以質量數據為依據的供應商評價體系。
2）汽車制造行業
面向智能化生產的整車智能制造方案實施，在不同企業取得了明顯效果：
中聯重科：通過建設智能供應鏈協同管理系統，全面打通汽車產業鏈、價值鏈數據和業務，大大降低了時間、人力、物力和資金在生產、流通、服務環節上的浪費。實現供應商的全生命周期管理，存貨自動調撥和補給，庫存周轉率提升2%，供應鏈庫存下降40%，制造成本損失減少5%；消除了企業內部與外部、供應鏈條上下游的信息不對稱，合同履約率提升30%，實現精益化生產。
長豐獵豹汽車：平臺上線后人力成本下降60%，；部署了銷售分析、品質分析等應用分析功能，使得分析效率提升40%；分析周期秒級響應。
北汽新能源：通過車輛異常數據預警、補貼未達標預警、未達標原因分析以及車輛行駛里程預測，提高補貼申領率8%和申領成功率5%。
海馬汽車：實現了全集團數據系統互通，全國銷量數據每30秒更新一次；通過建立存量用戶畫像進行精準營銷定向區域廣告投放，每季度為海馬節約營銷廣告費用500萬~800萬，銷量提升約3%~5%。
面向個性化定制的智能營銷方案也起到了積極效果：
蔚來汽車：智能客戶視圖面對業務數據缺失或者不規范，智能匹配引擎結合互聯網數據+人工智能算法，通過互聯網信息獲取補充缺失客戶名稱、地址等信息，相比人工處理方式，信息完備率最高達97%，處理效率提高80%。
小鵬汽車：車企存量用戶畫像分析系統自動篩選潛在升級產品目標客戶群，可以有效提高30%～70%二次銷售命中率。系統自動查詢服務到期客戶，可以有效幫助企業提高5～10%服務續約率。
輿情監控系統業務價值主要體現在危機管理、品牌宣傳、產品分析三個方面。不僅幫助企業更好處理網絡輿情的監測與應對，還關注如何管理危機、維護自身網絡形象，同時做好汽車品牌的網絡宣傳與管理。
3）石油化工行業
武漢石化和天弘化學的案例表明，面向智能化生產的產品收率優化方案實現了生產工藝的持續、動態優化，對生產全過程主要異常實現了監控報警，實現了裝置的智能化生產，顯著提升了產品收率，催裂化收率提升3‰-9‰。
在福橡化工，面向智能化生產的產線裝置報警預測方案實施后，有效提升了設備巡檢效率，并提前發現潛在故障，降低事故發生率，減少設備過度維護，實現了對設備的遠程監控和預測性維護，提高了設備的連續運行周期，保障生產的連續穩定運行。
4）機械加工行業
聯想在發那科的面向個性化定制方案，積累來自生產制造、設備資產管理、宏觀數據、行業數據等多源異構數據達300+TB，形成了從需求到制造全流程的價值鏈數據。相比原有方式，需求預測準確度提高16% - 21%。在電子產品結構模組精密加工智能制造環節，節省70%以上的生產人員，產品不良率降低30%以上，設備利用率提高25%以上，車間能源利用率提升15%以上。
5）家電行業
面向智能化生產的智能工廠方案在某大型家電制造企業的互聯工廠項目中實施，解決了大規模制造的智能化問題，消除了規模化和個性化的矛盾，形成規模制造和個性定制的融合。實施后達到設計成效，工廠整體效率大幅提升，不入庫率達到69%，訂單交付周期縮短50%，CCC達到-10天。
面向網絡化協同的協同設計方案在Lenovo Smart Assistant聯想智能音箱的研制過程中，對音箱測試版，進行公開招募，在“千人眾測”活動中，1000位用戶通過多種語音指令測試聯想智能音箱的服務，用戶的真實反饋會通過網絡不斷的傳遞到平臺，幫助產品進行迭代、優化。兩個月后，經過多次迭代優化的正式版上市，智能交互體驗更加完備，外觀款式更新穎，降噪性能更高，并提供了更為豐富的云服務，如語音滴滴叫車、語音查詢路況等等。
全球統一用戶畫像組件由聯想自主研發，獲得了國家版權局計算機軟件著作權（證書登記號2019SR0076316），并在聯想得到了廣泛使用，顯著提升了聯想在客戶精細化經營、精準營銷、服務優化等方面的效率。在聯想SmartHome方案中，達到如下效果：依據用戶特征匹配到最佳的工程師和服務流程，線上標簽用戶好評率從93%提升到96.56%依據產品運行情況縮短工程師的問題判斷時間，高優先級用戶直接路由進入專家隊列。
聲明
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