前 言

为践行“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的重大战略决策，贯彻落实《“十四五”工业绿色发展规划》，加快推进工业节能降碳，构建工业绿色低碳转型与工业互联网赋能绿色低碳发展相互促进、深度融合的现代化产业格局，受工业和信息化部节能与综合利用司委托，中国工业互联网研究院依托工业互联网大数据技术工信部重点实验室面向社会公开征集工业互联网赋能绿色低碳发展优秀案例。本文是本次征集活动的优秀案例之一。

27# 案例关联单位：

山东双端数字科技有限公司

案例介绍

01 案例背景

当前我国基建物资装备产业存在以下共性问题：基建物资装备种类繁多、制造工艺差异大，通用率低；基建物资装备标准化设计程度低水平差，重复利用率低，资产浪费或闲置问题突出；基建物资装备管理的数字化和网络化水平低，供需信息失衡、无法达成资源优化配置。针对上述行业存在的痛点和共性问题，紫菜云工业互联网平台围绕基建物资装备制造企业的标准化设计改造、智能化生产、网络化协同、个性化定制等需求，依托大数据平台的数据治理、可视化、分析挖掘以及智能算法的能力，升级标准化设计及服务体系，完善绿色循环利用模式，并提供柔性化制造、协同化制造、云端化定制与数字孪生车间等智能制造解决方案。

有效降低资源获取成本和重复利用率，大幅延伸资源利用范围，打破封闭疆界，加速从单打独斗向产业协同转变，促进产业整体竞争力提升，为传统企业高效、便捷、低成本的实现创新开辟新渠道。

02 案例详情

1.架构设计

紫菜云工业互联网平台是基于云的互联网平台，提供数据采集、云计算、工业物联网、工业设计、大数据分析、工业数据建模分析、工业数字孪生、工业数据资源共享等服务，搭建“以产业利益相关者为中心”，整合产业链各项资源，实现资源共享、产业共赢的物资产业链平台。以信息免费化、透明化为切入，实现多方关联，营造共赢生态。

“紫菜云”工业互联网平台架构分为SaaS、PaaS、IaaS和Edge四个层。其中，SaaS层提供软件服务，PaaS层提供平台服务，IaaS层提供基础设施，Edge提供边缘计算服务。

2.建设内容

①以标准化思想，制定基建物资装备设计环节的标准化计算机辅助设计规范并开发标准参数化建模软件，制定EBOM(设计数据)、MBOM(制造数据)、PBOM(工艺数据)、NBOM(技术数据)等标准化数据格式统筹全生命周期数据管理方案，实现多厂商协同生产，共享工厂生产。

②利用成组技术对多品种基建物资装备生产工艺规划设计，在此基础上研发出面向多品种变批量基建物资装备的柔性制造模式，研制柔性输运移位机器人等功能单元组成的柔性生产线，既具备大批量刚性自动化生产的高效性，又具备小批量柔性定制化生产的灵活性。

③以多模态多终端集成物联网和实景三维建模技术建立基建物资装备生产线的VR/AR虚实映射系统，并引入融合物理实体、虚拟模型、服务系统、孪生数据和五维数字孪生模型，打造基建物资装备的智慧工厂创新模式。

④将标准化设计、生产资源规划、生产工艺规划、车间制造执行、产品质量管理等孪生数据智能管控子系统，封装为规则化、软件化、模块化、可重复使用的工业业务组件，以微服务架构形式进行集成，构建基建物资装备协同智造的工业PaaS平台，提供云端化服务，形成基于工业Paas平台的基建物资装备管理与服务优化解决方案。

⑤紫菜云工业互联网平台组件设计：采用Canal、Filebeat、Flume等实时数据采集组件，DataX等离线数据采集组件，Kafka分布式消息队列，基于FLINK、SPARK等的数据清洗管线；与基于Hadoop的分布式文件系统HDFS、NoSQL数据库HBase、时序数据库InfluxDB、分布式文件检索Elasticsearch、数据仓库组件Hive等的数据存储体系；以及分布式批处理引擎MapReduce、分布式内存计算引擎Spark、流式计算引擎Flink等大数据计算系统；结合基于Kubernetes的虚拟化集群管理和运维体系，实现高实时、高并发、高可用、易扩展的大数据平台能力。

⑥紫菜云工业互联网平台微服务组件池构建：进一步构建富含各类功能与服务的微服务组件池，用户可以按照实际需求来调用相应的微服务组件，从而为用户提供进行高效率、个性化、面向用户的工业App研发。以工业云的PaaS平台及丰富的的工业APP应用，满足基建物资装备制造企业的智能化生产、网络化协同、个性化定制等需求，提升基建物资装备领域的全生命周期数字化、网络化、智能化发展水平，实现面向多品种变批量基建物资装备云端协同化的服务新模式。

⑦标识解析二级节点建设（动态编码、静态编码、链接活码、验码管理、数据托管服务建设）。通过二级节点对物资进行唯一标识、解析是实现物资全生命周期管理的基础，通过对新制标准化设计物资、存量物资、退场物资进行标识存证，根据标识码对物资进行全生命周期管理，并将物资整个设计生产流程、销售流通、使用流程、流通转运流程进行存证，保证每件物资可查可追溯且信息准确。

3.项目建设关键技术

（1）面向供应链数据的关联规则发现与表示方法

基于供应链环节间存在明显的先后顺序，提出基于链式规则的表示方法，对供应链环节间的影响关系进行规则获取，每次只计算二项规则，用于表示两个环节间的影响关系，然后根据环节在供应链中的顺序进行自动连接，最终形成针对某条供应链的完整知识链，用于发现用户需求与生产环节间的影响关系，从而实现智能化定制生产。

（2）基建物资装备产业大数据增量自适应挖掘技术

提出研究数据流聚类与增量并行关联链的方法实现面向工业大数据的知识发现。设计基于密度的参数自适应数据流聚类，在聚类研究中，设计数据衰减机制实现数据更新；设计参数自适应调整机制，可以根据数据分布的变化自动更新聚类参数，确保聚类准确性；设计在线聚类融合更新机制，实现类的快速更新；通过聚类方法的研究实现对云平台的供应链数据的无监督划分，发现近似的供应链数据，同时筛选出噪声数据，形成可以进行规则发现的元数据。在聚类计算的基础上，设计基于Flink和Spark的分布式规则发现方法，基于供应链上分布在不同类的数据集上计算关联链，实现知识的快速高效的获取。

（3）基建物资装备产业大数据流批混合式处理技术

对于基建物资装备产业数据建模设计从两个技术路径实现：采用设计结构矩阵表达其蕴含的信息流，并使其作为复杂系统建模和分析工具；采纳开源OCC作为轻量级建模设计引擎，实现自主的参数化建模工具。基于三个环节实现数据治理的价值体系：通过数据的采集、清洗、导入，提升数据质量，确保数据的一致性；通过实现信息整合和分发机制，支持跨业务、跨部门、跨系统的信息流转和协同；通过消除数据内在的质量缺陷，明确数据之间的关联关系，帮助数据分析人员更好地理解数据，实现数据洞察。深入业务场景分析打造满足企业市场、运营、产品、分析师等不同部门数据分析需求，打造SaaS平台；针对企业数据治理、多数据源管理、数据个性化应用，提供能力开放的PaaS平台。

03 应用价值

紫菜云推出了符合产业循环经济的五大创新合作模式：紫菜云PLM大数据系统，将物资台账全部上传到线上系统，采用数字化形式对物资进行全生命周期管理，提升企业方对物资状态的把控力度；紫菜B2B平台，收集、展示供需双端数据，采用智能算法匹配供需信息，帮助上下游客户落实物资需求；紫菜标准化AI设计，基于标准化图集设计物资，线上一键出图、3D打印技术进行实物建模，解决非标产品标准化问题，增加物资循环再利用特性。同时推出了挂篮模型、墩柱模型等产品；6+24共享基地，全国布局、就近存储，解决全国300公里范围内存储调度与产能输出问题；紫菜智慧物流，物资出厂、运输全流程在线管理，用数据优化供应链、链接上下游。

平台建成后可形成覆盖500公里运营范围的基建（高铁配套为主）产业“新链群”，赋能上下游企业，盘活闲置产能及物资，大幅提升行业运营效能；平台每有效利用1吨物资，可减少钢材投入9吨，可减少碳排放7.2吨-19.8吨，为我国实现打好碳中和、碳达峰这场硬仗贡献力量。

通过共享利用，打通参与方的设备与数据孤岛，联动产业链供需两端，使行业物资装备闲置存量清零，节约成本，降低资金占用，形成基建物资装备循环利用新模式，实现信息增值增效、互联互通、共用共赢。

通过基建物资装备共享利用新模式的示范引领作用，鼓励引导企业上云、设备上云，减少浪费资源与环境污染，促进基建物资绿色高效利用，推动传统产业新旧动能转换。

04 实践效果

平台已完成供需交易9.5万吨，标准化智能设计物资11.7万吨；已整合智能制造、再制造和智能存储等供应商共28家，实现每年20万吨的制造产能，以及100万吨的存储体量。采用紫菜云平台标准化设计的循环利用物资，标准化率综合提高30%以上，基建物资装备从使用1次到可循环5-8次，其中第2次使用吨均降本1475元；第3次使用吨均降本1375元。紫菜云参数化AI协同设计创新服务模式简化产品种类，扩大产品零件、部件互换性，提高循环利用，节约成本，降低资金占用。以挂篮为例，80%-90%实现循环利用，周转7-8次，节省40%成本；提高生产效率和产品质量，加工到交付缩减时间30%-40%；集招集采，物资调配效率提升200%。

平台用户总数为766个，企业用户数为59家，可连接4类共50多个工业设备，可连接开关量的设备数量10余个，开发了9个工业APP，同时在全国建立了4个循环产业园，6个共享工厂，24个共享基地，可运营全品类标准化物资200万吨，循环运营40多种品类600万吨的闲置物资。

如有意向，通过电子邮件方式发送至工业互联网大数据技术工信部重点实验室，通讯邮箱：jiangyuan@china-aii.com，欢迎各单位积极申报或推荐优秀案例。

联系人：

王剑男 13911763170

姜 元 13426112062

孙 黎 17801052559