數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能技術(shù)：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與工業(yè)APP 課件 第7章 工業(yè)APP

第7章工業(yè)APP教師：******CATALOGUE目錄7.1工業(yè)APP概述7.1.1工業(yè)APP的定義與分類7.1.2工業(yè)APP的典型特征7.1.3工業(yè)APP辨析7.1.4工業(yè)APP的價(jià)值CATALOGUE目錄7.2工業(yè)APP開發(fā)7.2.1工業(yè)APP開發(fā)的基本流程7.2.2工業(yè)APP開發(fā)層次、技術(shù)路徑與技術(shù)架構(gòu)7.2.3工業(yè)APP開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)7.3實(shí)驗(yàn):產(chǎn)品信息追溯APP的開發(fā)017.1工業(yè)APP概述工業(yè)app的定義工業(yè)APP是指應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用程序，旨在幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化和高效化的生產(chǎn)和管理。工業(yè)app的作用工業(yè)APP通過提供各種工具和功能，可以幫助企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本等。7.1工業(yè)APP概述027.1.1工業(yè)APP的定義與分類工業(yè)APP定義工業(yè)APP是基于松耦合、組件化、可重構(gòu)、可重用思想，為特定工業(yè)場(chǎng)景提供解決方案，將工業(yè)機(jī)理、技術(shù)、知識(shí)、算法與最佳工程實(shí)踐按照系統(tǒng)化組織、模型化表達(dá)、可視化交互、場(chǎng)景化應(yīng)用、生態(tài)化演進(jìn)原則而形成的應(yīng)用程序，是工業(yè)軟件發(fā)展的一種新形態(tài)。工業(yè)APP強(qiáng)調(diào)解耦、標(biāo)準(zhǔn)化與體系化強(qiáng)調(diào)解耦是要解決知識(shí)的沉淀與重用，通過工業(yè)技術(shù)要素的解耦才能實(shí)現(xiàn)工業(yè)技術(shù)知識(shí)的有效沉淀與重用。強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化是要解決數(shù)據(jù)模型和工業(yè)技術(shù)知識(shí)的重用及重用效率，通過標(biāo)準(zhǔn)化使得工業(yè)APP可以被廣泛重用。強(qiáng)調(diào)體系化是要解決完整工業(yè)技術(shù)體系的形成。7.1.1工業(yè)APP的定義與分類工業(yè)APP的特殊性工業(yè)APP是一種特殊的工業(yè)應(yīng)用程序，是可運(yùn)行的工業(yè)技術(shù)知識(shí)的載體，承載了解決特定問題的具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景、流程、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)流、經(jīng)驗(yàn)、算法、知識(shí)等工業(yè)技術(shù)要素，可以讓工業(yè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)得到更好的保護(hù)與傳承、更快地運(yùn)轉(zhuǎn)、更大規(guī)模地應(yīng)用。7.1.1工業(yè)APP的定義與分類工業(yè)APP依托的平臺(tái)工業(yè)APP所依托的平臺(tái)，可以是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、公有云或私有云平臺(tái)，也可以是大型工業(yè)軟件平臺(tái)，還可以是通用的操作系統(tǒng)平臺(tái)，例如用于工業(yè)領(lǐng)域的移動(dòng)端操作系統(tǒng)、通用計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、工業(yè)操作系統(tǒng)和工業(yè)軟件操作系統(tǒng)等。工業(yè)APP的分類工業(yè)APP分類是各項(xiàng)活動(dòng)的基礎(chǔ)，可以從業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)、適用范圍和知識(shí)類型3個(gè)維度進(jìn)行分類，分為研發(fā)設(shè)計(jì)工業(yè)APP、生產(chǎn)制造工業(yè)APP、運(yùn)維服務(wù)工業(yè)APP、經(jīng)營(yíng)管理工業(yè)APP。7.1.1工業(yè)APP的定義與分類037.1.2工業(yè)APP的典型特征特定適應(yīng)性每個(gè)工業(yè)APP承載針對(duì)某項(xiàng)具體問題的工業(yè)技術(shù)知識(shí)，通過表達(dá)一項(xiàng)或多項(xiàng)特定功能，解決特定的具體問題，具有典型的特定適應(yīng)性。工業(yè)APP的特性工業(yè)APP借鑒了消費(fèi)APP方便靈活的特性，承載了工業(yè)技術(shù)軟件化的理念，作為工業(yè)軟件的新形態(tài)，具有軟件的特性，也具有生態(tài)化的特征。特定工業(yè)技術(shù)知識(shí)載體工業(yè)APP是特定或若干具體的工業(yè)技術(shù)知識(shí)的軟件形態(tài)的載體，體現(xiàn)了其獨(dú)特的本質(zhì)特征。7.1.2工業(yè)APP的典型特征可解耦/可重構(gòu)每個(gè)組件化的工業(yè)APP均擁有明確的邊界和接口，這使得工業(yè)APP不再被緊耦合約束到某一個(gè)具體的應(yīng)用軟件中，而是與其他應(yīng)用程序或APP通過接口交互實(shí)現(xiàn)松耦合應(yīng)用。小輕靈/易操作工業(yè)APP針對(duì)特定問題或少數(shù)幾項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，功能明確且專一，工業(yè)APP的體量相對(duì)較小，可通過簡(jiǎn)潔直觀的操作完成工作。依托平臺(tái)工業(yè)APP自概念提出到開發(fā)、應(yīng)用及生態(tài)的構(gòu)建與形成，均依托平臺(tái)進(jìn)行，每個(gè)工業(yè)APP旨在解決特定的具體問題，需要一個(gè)龐大的生態(tài)系統(tǒng)作為支撐。7.1.2工業(yè)APP的典型特征047.1.3工業(yè)APP辨析工業(yè)APP的概述工業(yè)APP作為一種新興的工業(yè)軟件形態(tài)，借鑒了消費(fèi)APP的表述方式，兼具多種工業(yè)軟件的屬性，但又與傳統(tǒng)的工業(yè)軟件存在顯著差異。7.1.3工業(yè)APP辨析工業(yè)APP與消費(fèi)APP的區(qū)別工業(yè)APP與消費(fèi)APP在概念、應(yīng)用場(chǎng)景、用戶群體和功能等方面存在顯著區(qū)別，主要表現(xiàn)在工業(yè)機(jī)理、信息交換、用戶專業(yè)性和應(yīng)用服務(wù)等方面。工業(yè)APP的作用工業(yè)APP聚焦于專業(yè)用戶，提供企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、維修維護(hù)等專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用支持，承載著設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的工業(yè)技術(shù)知識(shí)。057.1.4工業(yè)APP的價(jià)值7.1.4工業(yè)APP的價(jià)值工業(yè)APP的價(jià)值作為工業(yè)技術(shù)知識(shí)的載體，工業(yè)APP不僅承載著工業(yè)的基礎(chǔ)，更預(yù)示著工業(yè)的未來發(fā)展趨勢(shì)，通過不同層面展現(xiàn)出多樣化的價(jià)值和深遠(yuǎn)意義。工業(yè)APP對(duì)中國(guó)制造的價(jià)值在宏觀層面，從中國(guó)制造和數(shù)字工業(yè)的視角來看，工業(yè)APP對(duì)中國(guó)制造和數(shù)字工業(yè)的發(fā)展起到了核心驅(qū)動(dòng)作用。工業(yè)APP是制造業(yè)的核心驅(qū)動(dòng)力中國(guó)經(jīng)濟(jì)正由消費(fèi)驅(qū)動(dòng)型數(shù)字經(jīng)濟(jì)向工業(yè)驅(qū)動(dòng)型數(shù)字經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，中國(guó)制造已步入數(shù)字工業(yè)時(shí)代，工業(yè)APP是工業(yè)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字中國(guó)的核心驅(qū)動(dòng)力。7.1.4工業(yè)APP的價(jià)值工業(yè)APP對(duì)產(chǎn)業(yè)的價(jià)值從產(chǎn)業(yè)的角度來看，工業(yè)APP的應(yīng)用能夠極大地解放人力，特別是解放制造業(yè)中的高端人才，從而能夠?qū)⒏嗟木劢褂趧?chuàng)新活動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。工業(yè)APP將人解放出來以APP為代表的工業(yè)技術(shù)知識(shí)應(yīng)用日臻成熟和高效。在實(shí)際工作場(chǎng)景中，APP作為人機(jī)交互的媒介，將復(fù)雜工具下沉至后臺(tái)，可以幫助工程師完成過去需要花費(fèi)大量時(shí)間和精力來完成的事務(wù)性、重復(fù)性工作。工業(yè)APP提高中國(guó)制造業(yè)的起點(diǎn)根據(jù)新產(chǎn)品開發(fā)的一般規(guī)律，約70%的工作涉及對(duì)已有產(chǎn)品要素的重新利用，20%則需要對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，僅有10%屬于真正的創(chuàng)新范疇。工業(yè)APP在新產(chǎn)品開發(fā)過程中顯著提升了產(chǎn)品研發(fā)的起點(diǎn)。030201067.2工業(yè)APP開發(fā)工業(yè)APP的開發(fā)過程是將工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)融合的過程，通過工業(yè)技術(shù)軟件化的技術(shù)途徑實(shí)現(xiàn)兩者的融合。工業(yè)APP開發(fā)過程基于特定工業(yè)場(chǎng)景和應(yīng)用目標(biāo)，將特定的工業(yè)技術(shù)知識(shí)軟件化，通過結(jié)構(gòu)化描述、系統(tǒng)化組織和模型化表達(dá)完成軟件化過程。工業(yè)技術(shù)知識(shí)軟件化工業(yè)APP開發(fā)過程中的軟件化過程包括結(jié)構(gòu)化描述、系統(tǒng)化組織、模型化表達(dá)和可視化交互等。軟件化過程的內(nèi)容7.2工業(yè)APP開發(fā)077.2.1工業(yè)APP開發(fā)的基本流程7.2.1工業(yè)APP開發(fā)的基本流程軟件生命周期軟件生命周期是依據(jù)軟件工程方法開發(fā)一款A(yù)PP的全過程。它由軟件定義、軟件開發(fā)和運(yùn)行維護(hù)三個(gè)時(shí)期組成，每個(gè)時(shí)期又進(jìn)一步劃分成若干個(gè)階段。軟件定義時(shí)期核心任務(wù)是明確軟件開發(fā)工程所需實(shí)現(xiàn)的總目標(biāo)，評(píng)估工程的可行性，制定達(dá)成工程目標(biāo)的策略，并明確系統(tǒng)必須具備的功能。估算資源與成本軟件定義時(shí)期需估算完成工程所需的資源和成本，制定相應(yīng)的工程進(jìn)度計(jì)劃，以確保項(xiàng)目順利進(jìn)行，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。7.2.1工業(yè)APP開發(fā)的基本流程01關(guān)鍵在于明確所開發(fā)軟件需解決的問題。若在未明確問題的情況下盲目進(jìn)行軟件開發(fā)，將難以取得有意義的成果，并導(dǎo)致人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)。針對(duì)問題定義階段所確定的問題，研究該問題的范圍和解決此問題的價(jià)值，同時(shí)探討是否存在可行的解決方案。技術(shù)可行性分析旨在確定現(xiàn)有技術(shù)是否足以實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。經(jīng)濟(jì)可行性分析則評(píng)估系統(tǒng)的預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益是否超過其開發(fā)成本。0203問題定義階段可行性分析階段技術(shù)可行性分析任務(wù)是準(zhǔn)確地確定目標(biāo)系統(tǒng)為解決問題所必須具備的功能。需與用戶合作，進(jìn)行充分的信息交流，以確保得出的系統(tǒng)模型得到用戶的確認(rèn)。需求分析階段需求分析階段的另一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)是將用戶對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的需求以正式文檔的形式準(zhǔn)確記錄下來，以確保后續(xù)開發(fā)工作的順利進(jìn)行。記錄需求7.2.1工業(yè)APP開發(fā)的基本流程087.2.2工業(yè)APP開發(fā)層次、技術(shù)路徑與技術(shù)架構(gòu)7.2.2工業(yè)APP開發(fā)層次、技術(shù)路徑與技術(shù)架構(gòu)IT實(shí)現(xiàn)層涵蓋了傳統(tǒng)的服務(wù)導(dǎo)向架構(gòu)SOA、CORBA、COM+等技術(shù)，以及微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)，專注于集成和應(yīng)用各種IT實(shí)現(xiàn)技術(shù)，是IT技術(shù)的集中匯聚。工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)融合的組件層融合了信息技術(shù)（IT）、運(yùn)營(yíng)技術(shù)（OT）、數(shù)據(jù)技術(shù)（DT）以及工業(yè)機(jī)理，需要既掌握工業(yè)技術(shù)又精通IT技術(shù)的人員來完成。工業(yè)APP開發(fā)層次工業(yè)APP的開發(fā)至少涵蓋三個(gè)層次，包括IT實(shí)現(xiàn)層、工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)融合的組件層和面向工程技術(shù)人員的APP開發(fā)層。0302017.2.2工業(yè)APP開發(fā)層次、技術(shù)路徑與技術(shù)架構(gòu)面向工程技術(shù)人員的APP開發(fā)層01工程技術(shù)人員可以使用各種預(yù)制的組件，通過低代碼化的開發(fā)方法，迅速完成工業(yè)APP的開發(fā)工作。工業(yè)APP開發(fā)技術(shù)路徑02包括四個(gè)階段，分別是獲取/掌握與描述工業(yè)技術(shù)、系統(tǒng)化與模型化、軟件化、應(yīng)用及數(shù)據(jù)挖掘，形成了一個(gè)完整的閉環(huán)。工業(yè)APP開發(fā)涉及的關(guān)鍵主體03工業(yè)人、IT人和數(shù)據(jù)科學(xué)家，他們參與工業(yè)APP開發(fā)的四個(gè)階段，運(yùn)用各自的專業(yè)工具和技術(shù)，將工業(yè)技術(shù)融合到軟件載體中。工業(yè)APP開發(fā)的技術(shù)路徑04可以分解為兩條主線，第一條主線是基于現(xiàn)有工業(yè)技術(shù)知識(shí)的軟件化轉(zhuǎn)換，從而形成工業(yè)APP。097.2.3工業(yè)APP開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)微服務(wù)架構(gòu)微服務(wù)架構(gòu)的特征微服務(wù)架構(gòu)的重要性微服務(wù)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)微服務(wù)架構(gòu)是將單體應(yīng)用程序分割為更小的、與項(xiàng)目相關(guān)聯(lián)的獨(dú)立服務(wù)，每個(gè)服務(wù)都在自己的進(jìn)程中運(yùn)行，并通過輕量級(jí)的通信機(jī)制進(jìn)行通信。微服務(wù)架構(gòu)具有分解為多個(gè)子進(jìn)程、根據(jù)業(yè)務(wù)范圍或領(lǐng)域進(jìn)行垂直拆分、微服務(wù)之間通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用相互通信等重要特征。微服務(wù)架構(gòu)將大型應(yīng)用分解成多個(gè)獨(dú)立的組件，每個(gè)組件都有各自的責(zé)任領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)一組獨(dú)立的特性或功能，包含自己的業(yè)務(wù)邏輯和適配器。微服務(wù)架構(gòu)通過將單體應(yīng)用分解為一組服務(wù)，有效地解決了復(fù)雜性問題，提高了應(yīng)用的模塊化水平，促進(jìn)了獨(dú)立開發(fā)和維護(hù)。7.2.3工業(yè)APP開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)107.3實(shí)驗(yàn):產(chǎn)品信息追溯APP