卡奥斯工业互联网平台分析

一、背景

卡奥斯是海尔推出的具有中国自主知识产权、全球首家引入用户全流程参与体验的工业互联网平台。其核心是大规模定制模式，通过持续与用户交互，将硬件体验变为场景体验，将用户由被动的购买者变为参与者、创造者，将企业由原来的以自我为中心变成以用户为中心。

海尔利用卡奥斯工业互联网平台将用户需求和整个智能制造体系连接起来，让用户可以全流程参与产品设计研发、生产制造、物流配送、迭代升级等环节，以“用户驱动”作为企业不断创新、提供产品解决方案的源动力，把以往“企业和用户之间只是生产和消费关系”的传统思维转化为“创造用户终身价值” 。

截至2020年9月，卡奥斯工业互联网平台用户全流程参与的大规模定制模式，已在全球25个工业园和122个制造中心以及17家互联工厂样板中落地实践。在此基础上，卡奥斯工业互联网平台也在积极牵头制定行业标准、承接国家标准战略，先后主导和参与了35项国家标准、5项国际标准的制定工作。

平台定位为引入用户全流程参与体验的工业互联网平台，为全球不同行业和规模的企业提供面向场景的数字化转型解决方案，推动生产方式、商业模式、管理范式的变革，促进新模式、新业态的普及，构建"政、产、学、研、用、金共创共享．高质量发展的工业新生态。业务板块上，卡奥斯COSMO Plat覆盖工业互联网平台建设和运营、工业智能技术研究和应用、工业软件及工业APP开发智能工厂建设及软硬件集成服务、采供销数字化资源配置等板块，面向家电家居、能源、医疗、服装、装备、电子、汽车等行业提供智能制造，数字化创新等服务，并为产业园区、区域政府提供数字化管理及综合服务平台建设、产业咨询规划等服务。

2017年4月，海尔向全球发布了COSMOPlat工业互联网平台，其核心是通过持续与用户交互，将硬件体验变为场景体验，将用户由被动的购买者变为参与者、创造者，将企业由原来的以自我为中心变成以用户为中心。2020年4月和7月,卡奥斯COSMOPlat接连完成了A轮9.5亿和A+轮2亿，总计11.5亿融资，创下工业互联网平台A轮融资规模之最。据最新消息，2021年卡奥斯COSMOPlat完成超10亿元的B轮融资, 投前估值突破150亿元，较A轮估值增长了一倍

二、平台架构

和典型的工业互联网平台一样，卡奥斯平台也分为边缘层、IaaS、PaaS和SaaS四层。其中，IaaS层和PaaS层又可统称为平台层。

边缘层负责底层的数据采集和连接，是一切工业数据的基础。基于海尔多年在制造业累积的经验，目前边缘层已支持支持数十种工业通讯协议通过网关联入，实现将不同来源和不同结构的数据进行广泛采集。平台层中，IaaS层则是运用现代的云计算技术，构建一个符合工业场景要求、支持根据负载弹性伸缩的云计算平台；PaaS层通过多种组件，建立一个具备并支撑海量工业数据处理的环境，赋能企业实现数据治理，解决海量数据的管理和安全问题。与此同时，PaaS层也对外提供开发工具及环境，实现工业App的开发、测试和部署。SaaS层即应用层，该层在以上各层的基础上，赋能各类开发者，支撑开发者通过基于工业机理和数据科学实现海量数据的深度分析，将自己拥有的工业知识的沉淀和复用，构建工业App生态。

1、边缘层

卡奥斯COSMOPlat用于连接工业设备叫做“海模智云设备智慧物联平台”，通过智能硬件接入终端、云平台、智慧大屏以及大数据分析服务打造智慧工厂，解决工厂数字化设备联网率低、设备数据无法采集的落后问题，平台架构如下图所示。

从平台架构看，海模智云设备智慧物联平台支持CNC、数控机床、工业机器人、PLC、传感器、仪器仪表、激光切割机等多种工业设备及工业通信协议接入，将采集到的数据通过MQTT/CoAP/HTTPS/WebSocket等方式上传到IOT平台，由云平台进行存储、管理和分析，通过智慧大屏实现在线监控、统计分析、报警等操作，最终实现工厂的智能化管理和运营。

2、IaaS层

目前，由于缺乏IaaS层构建的详细资料，只了解到在功能上，能通过公有云、私有云建设，实现数据的存储管理、网络管理、数据库管理、安全管理、异地容灾管理等。在安全上，卡奥斯COSMOPlat打造了海云智造工业网络安全态势感知平台，为工业企业提供工业网络安全态势感知、安全防护检测、应急响应三大工业网络安全服务。

3、PaaS层

卡奥斯COSMOPlat PaaS平台是以工业为中心的云计算新模式，通过对接代码仓库、自动化测试和构建，加速研发交付流程，让代码承载业务的脉动，快速推向市场；在应用交付和部署上，以容器为标准交付件，打造企业应用商店，实现复杂分布式应用的秒级部署。

具体来说，卡奥斯COSMOPlat将PaaS平台能力交给开发者，重点围绕开发者构建工业应用开发生态。不仅为开发者提供PHP、Python、Java、Ruby、Golang、Scala、Perl等12种开发语言环境，还为开发者提供30个通用开发工具，如软件包、软件框架、硬件平台和操作系统等，构建“标准化+行业化+个性化”的应用模式。

此外，PaaS平台提供102种主流通用算法模型，包括本福特算法、时间序列模型、威布尔分布概率密度、聚类算法、高斯混合模型等，以及4种微服务组件RabbitMQ、ActiveMQ、Zookeeper、Kafka。

对开发者而言，只需按照规定的注册流程完成注册，就可以接入到平台进行应用开发，并借助卡奥斯COSMOPlat打造的天星服务市场进行工业APP的发布和交易，从而形成开发者与企业需求对接的生态闭环。

4、SaaS层

目前，卡奥斯COSMOPlat打造的开源社区汇聚了大批国内开发者加入，通过专栏文章、互动问答、群组、在线教育以及开发者平台打造开放协助的应用开发模式，形成了一大批开源项目。

对卡奥斯COSMOPlat平台应用进行梳理分析后，我们将工业SaaS层应用主要分为三类：

第一类由个人开发者或合作伙伴企业基于PaaS平台开发构建的工业APP，涵盖研发设计、生产制造、经营管理、数据服务、平台服务和运营服务的所有应用类型，有需求的企业通过卡奥斯COSMOPlat服务市场咨询和购买。

第二类是海尔面向具体应用打造的场景解决方案，涵盖的场景包括能耗与排放管理、能源管理、设备管理、物流仓储、企业资产管理、协同采购、质量管理、安全生产等。

第三类是海尔面向行业需求打造的解决方案，比如电子行业质量检测管理、设备制造企业售后远程运维、模具行业智能排产、智慧化工综合管理平台、食品后道包装生产线数字化以及面向通用制造业的工业产线柔性智造解决方案等。

本人根据目前的工业互联网的基本架构进行了如下架构图的修改：

三、后端组件

一、海云智造数字化生产运营管控系统

制造业痛点：

生产过程复杂多变：由于生产过程流程长，工艺复杂，涉及图纸、零部件、装配等多个细节，突发问题难以进行良好把控和规避。

进程管控难度较大：进度信息、生产资源信息相互之间不连通，导致计划调整、异常上报等问题无法及时得到反馈和解决，增加了管控难度。

物料流转效率低下：传统仓储缺乏数字化管理，人工出入库导致找料困难、呆滞料多、仓储数据无法实时掌握，效率低下。

设备管理流程混乱：设备之间数据不联通，设备维保靠人工，导致设备隐患排查及维护无法按流程执行，管理混乱，故障率高、效率低下。

质量问题难以追溯：人工质量检验存在纸质报告易丢失、难查找，质量问题易遗漏，质量问题难追溯等问题，导致产品质量较大隐患。

海云智造数字化生产运营管控系统是一套面向机械加工、装配制造等制造行业车间的SaaS化产品，能够为企业提供包括制造数据管理、生产管理、质量管理、库存管理、报表管理、生产过程控制、数据分析等在内的多个管控模块，具有低成本、高可用、按需配置、部署灵活得特点，助力企业快速实现数字化转型。

产品功能：

应用场景：

案例：

《中国制造2025》明确指出制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。数字化转型已经成为时代发展的必然，越来越多的企业已经将数字化转型作为发展未来核心竞争力的主要路径。目前公司虽然成熟使用了一些生产管理应用系统，初步实现了财务业务一体化。但是对生产过程的管控，仍然处于黑匣子状态。为了实现对生产过程的有效管控和可追溯性，车间不得不投入巨大的人力、物力、财力。同时外部客户的审核，已经越来越重视生产过程的信息化。在具体的生产管理环节，还面临以下实际问题亟待解决：

1、生产过程要加强数字化管控：纸质手工记录，生产进度难以把控，需要数字化智能化升级；

2、生产管理需要提升效率：产品多样化、定制化，工艺信息纸质单据传达，信息变更人工通知，效率不高。希望通过系统的升级和流程优化，来提高生产管理效率；

3、提升仓库作业效率：客户多样，产品库存需按批次存放，手工标签标注易混乱出错，希望通过部署系统对仓储业务进行流程化、精细化管控；

4、追溯提升产品质量：产品多，生产产品追溯要求高，医用防护服对产品原材料要求高，每卷产品需要追溯到原材料批次和供应商，环节多难度高，之前的手工记录易误差造成排查难。通过系统升级，可以针对性进行管理，能够在各环节进行追溯，发现问题后快速定位，并汇总分析；

5、生产信息化建设升级：信息不透明、难共享，生产信息多，车间管理人员手动记录进度，需要加速提升生产信息化建设，提高统计效率。

通过反复对比国内同类型厂商，山东恒鹏卫生用品有限公司最终选择了卡奥斯COSMOPlat平台来破解企业困局。根据恒鹏卫品公司的现实情况，及未来发展的长期规划，卡奥斯海云智造团队为恒鹏卫精心推荐了海云智造生产运营管控系统，帮助其实现数字化生产、数字化运营、数字化管控。

海云智造数字化生产运营管控系统一一依托海尔COSMOPlat工业互联网平台，以海尔灯塔工厂为实践蓝本，由海尔工业智能研究院完全自主研发的工业SaaS化产品，产品积累了海尔38多年制造业管理经验，根据不同行业制造业的特点，推出相应的行业版本，着力于赋能中小企业数字化转型，切实帮助企业解决生产管理的痛点、难点。

低成本、高可用，快速上线使用，助力企业数字化转型，基于集群调度、物联IOT、核心算法、大数据分析四大核心技术，打造十大核心应用场景。

恒鹏卫品一期项目主要在生产过程、质量管控、仓储管理等核心节点实现攻坚突破，具体表现在：

1）生产管理效率提升：企业生产进度一目了然，制造流程的各环节可视可控，方便生产人员和管理层人员在一个页面中完成生产操作、提醒、查看和分析等相关操作，提高工作效率与质量；

2）全流程质量追溯：给每一个产品贴上”身份证“，其中包括原料，生产工艺，生产设备等，方便信息的及时沟通，产品质量的把控及管理层进行生产管理，给企业质量追踪、精确定位质量问题的范围提供了解决方案。有效的提升产品质量，提升效率，提升客户满意度；

3）仓库管理效率提升：再制品和成品分类清晰，管理更精细，更准确，精准拣货，出库效率更高，实现库存精细化管理。

目前，一期改造工作已经完美交付，恒鹏公司对改造的结果也非常的满意，二期项目将目前也在推进中，相信不久的将来，恒鹏卫品定能成为无纺布及防水布生产行业的数字化升级的领头羊，带领这个传统的行业更快转型升级。

二、海孪智工业智能可视化解决方案

行业痛点及解决方式：

1、企业运营阶段：存在跨部门、跨系统数据不打通的问题，导致了目标不一致、信息不同步、协作困难；提供以数字孪生低代码平台为核心的系统，降低对员工数字化水平的要求，同时可快速打通ERP、MES、LIMS等系统数据，打破信息孤岛。

2、工厂项目推进：涉及内外部多团队协作时效率低，沟通和协作的成本就很高，会直接导致项目的延期；提供数字孪生可视化的项目协作工具，通过多人同时在线空间标注及测量、内容实时同步等功能让项目团队“随时随地、高效协作”“，提高了项目组的沟通效率、降低了线下差旅频次。

3、布局改变或产线搬迁：存在拆卸设备状况评估信息缺失的问题；提供轻量化的数字孪生可视化信息承载平台，实现设备搬迁及产线布局变更的精确模拟预演

4、产品营销推广：传统工业企业营销方式相对比较单一，很难场景化，多层次的向客户展示产品的全部价值；提供轻量化的数字孪生可视化平台，轻松实现工厂装进口袋。

解决方案：

1、空间标注及一键分享

2、360°沉浸式访问虚实融合一键切换

3、2D/3D 空间测量

4、低代码工具平台，开放的数据接口

5、路径规划与导航

6、多终端交互，轻量化的便捷浏览，快速出图及模型

海孪智工业智能可视化方案以数字孪生为底座，快速实现工厂空间及设备的数字化；以低代码为核心，打通多系统应用，为企业构建轻松上手的工具平台。真正为客户解决目标不一致、沟通不顺畅、协作困难的难题，并提供沉浸式交互界面，解决营销成本高、成单周期长的困扰。

案例：

广汉三星堆数字孪生云平台：高效、精准地采集考古现场数据，实现发掘过程的实景化存档

三星堆古遗址位于四川省广汉市西北的鸭子河南岸，分布面积12平方千米，距今已有5000至3000年历史，是迄今在西南地区发现的范围最大、延续时间最长、文化内涵最丰富的古城、古国、古蜀文化遗址。现有保存最完整的东、西、南城墙和月亮湾内城墙。三星堆遗址被称为20世纪人类最伟大的考古发现之一，昭示了长江流域与黄河流域一样，同属中华文明的母体，被誉为"长江文明之源"。

案例背景：三星堆考古现场发掘周期长，缺乏场景级别的快速数字化存档及规划手段，缺乏支撑多地专家协作的可视化工具。

实施详情：海孪智30分钟完成坑外加坑内1.4万平方米的扫描，1天完成数据处理及系统上线，1天内完成外部系统的数据接入。卡奥斯COSMOPlat提供的基于SLAM（实时定位与制图）的移动扫描空间探测技术以及三星堆数字孪生云平台，作为智慧考古的重要部分承担起3D数字化扫描、存档、建模的重任，为“古今碰撞”和文化交融搭建了数字化空间，也为智慧考古、数字博物馆等文化遗产的保存、传播提供了空间数字化方案。据了解，这是移动扫描的空间探测技术以及三星堆数字孪生云平台的空间数字化解决方案，在国内、行业中首次应用于考古发掘领域。

3D扫描探秘三星堆,卡奥斯助力智慧考古：3D扫描作为一种占用资源少、获取数据信息量大、数据精度高的技术，逐渐颠覆了传统考古测量模式，并凭借其高效的建模能力和检测效能，将创建的数字模型快速导入数字孪生系统中，为智慧考古、数字空间的构建提供有力支撑。

在此次三星堆考古过程中，卡奥斯COSMOPlat提供的基于SLAM的移动式三维扫描空间探测技术及数字孪生技术，能高效、精准地采集考古现场数据，并实现发掘过程的实景化存档。

扫描后的数据，再通过三星堆数字孪生云平台，处理形成实景化界面，重建遗址三维场景，与发掘现场的温湿度、二氧化碳、PM2.5等信息对接，实现可视、可管、可用。

据卡奥斯COSMOPlat相关负责人介绍，这种移动、便携、非接触式的扫描方式解决了复杂的地下考古发掘问题，避免对文物和现场造成影响和破坏。凭借该扫描的高效、快速及精准性，此次仅用时30分钟就完成坑外加坑内1.4万平方米的扫描，相较于传统的方式，大大提升了考古发掘工作的效率。更重要的是，这种扫描方式具有开放与兼容性，定期扫描、存档的数据，可同步到考古数据资产的管理体系系统，进行数据打通，为后期考古研究推理提供了数据支持。值得一提的是，在卡奥斯COSMOPlat物联网技术支持下，由海尔中央空调和四川省考古研究院共同研发的三星堆考古物联环境云平台智慧大屏也正式投入应用，这是卡奥斯COSMOPlat平台和技术在智慧考古领域的延伸，也是助力文化遗产数字化的重要一步。与传统文物保护相比，数字化保护无异于是长久、有效保护珍稀文物的一种有效互补方式。

数字孪生技术创新应用,加速推进空间数字化：随着数字化技术的持续加码，场景化、可视化的动态呈现对3D扫描、数字孪生等技术提出了更多场景的需求。基于此，卡奥斯COSMOPlat融合创新，实现了数字孪生技术在数字博物馆、数字工厂、智慧城市、仿真培训等领域的应用，加速推进了数字化空间的构建。

以“云上博物馆”为例，结合当前博物馆发展需求，卡奥斯COSMOPlat打造了新一代数字化历史博物馆智慧运营管理服务平台，采用全球领先的高精度激光雷达扫描、高清全景影像获取、SLAM等技术手段，快速采集场馆信息，赋能新一代数字化博物馆资产数字化建设。同时，卡奥斯COSMOPlat还将5G+XR、科技+文化体验结合，通过沉浸式裸眼互动系统在真实房间中1：1还原出博物馆、古迹等虚拟历史场景。