图4.12　数字主线与产品生命周期

数字主线本质上还是一种信息架构和数据服务，它要在基于模型的系统工程（Model-Based System Egieerig，MBSE）指导下，围绕产品的通用信息结构，面向市场、设计、工程、制造、服务、运营等各个业务领域的需求来构建，要涵盖产品或资产的整个生命周期。在表现形式上，可以这样比喻，市场、设计、工程、制造、服务、运营等领域的相关产品信息就像“信息湖”，而数字主线就是流经和贯穿这些“湖泊”的“信息河”。实际上，数字主线的英文“Digital Thread”中的“Thread”就有类似于“河流”或“江河”的意思。

MBE是一种工程策略，其本质是以模型的思想，将产品的3D模型、产品制造信息（Product Maufacturig Iformatio，PMI）、质量信息架构（Quality Iformatio Framework，QIF）等集成在一起，从而形成公司级的产品信息结构和视图，为全公司提供一种完整、一致、图4.12　数字主线与产品生命周期

数字主线本质上还是一种信息架构和数据服务，它要在基于模型的系统工程（Model-Based System Egieerig，MBSE）指导下，围绕产品的通用信息结构，面向市场、设计、工程、制造、服务、运营等各个业务领域的需求来构建，要涵盖产品或资产的整个生命周期。在表现形式上，可以这样比喻，市场、设计、工程、制造、服务、运营等领域的相关产品信息就像“信息湖”，而数字主线就是流经和贯穿这些“湖泊”的“信息河”。实际上，数字主线的英文“Digital Thread”中的“Thread”就有类似于“河流”或“江河”的意思。

MBE是一种工程策略，其本质是以模型的思想，将产品的3D模型、产品制造信息（Product Maufacturig Iformatio，PMI）、质量信息架构（Quality Iformatio Framework，QIF）等集成在一起，从而形成公司级的产品信息结构和视图，为全公司提供一种完整、一致、实时、准确的产品信息库，以达成提高协作效率、降低管理成本、提高产品质量、缩短开发周期等目的。图4.13是MBE的框架示意图。

在MBE的思想指导下，有MBD（Model-Based Defiitio，基于模型的定义）和MBSE（Model-Based System Egieerig，基于模型的系统工程），前者指的是产品的3D模型，后者则常用于电子电气和软件结构的建模，其目的是建立一个横跨设计、工程、制造、服务等领域的企业级产品模型，以实现对产品完整、一致、准确的数字化诠释和安全可靠的全域访问。

图4.13　MBE的框架示意

为了支持MBE架构思想的实现，很多企业投入了大量资源来开发相应的解决方案，而工业互联网技术的出现，让这种开发工作变得更可行、更高效、更简单。或者说，MBE的工业互联网式实现就是实时、准确的产品信息库，以达成提高协作效率、降低管理成本、提高产品质量、缩短开发周期等目的。图4.13是MBE的框架示意图。

在MBE的思想指导下，有MBD（Model-Based Defiitio，基于模型的定义）和MBSE（Model-Based System Egieerig，基于模型的系统工程），前者指的是产品的3D模型，后者则常用于电子电气和软件结构的建模，其目的是建立一个横跨设计、工程、制造、服务等领域的企业级产品模型，以实现对产品完整、一致、准确的数字化诠释和安全可靠的全域访问。

图4.13　MBE的框架示意

为了支持MBE架构思想的实现，很多企业投入了大量资源来开发相应的解决方案，而工业互联网技术的出现，让这种开发工作变得更可行、更高效、更简单。或者说，MBE的工业互联网式实现就是数字主线。以PTC公司的工业互联网PaaS平台ThigWorx为例，通过连接、聚合、理解、展现等功能，可以实现全生命周期中产品、流程、系统、数据和人的融合。

在以ThigWorx为核心的工业互联网框架中，通过Kepware等工业数据采集中间件，可以采集设备、可穿戴装置、智慧互联产品或资产的参数和状态数据，通过Orchestrate服务可以与ERP、MES、PLM等应用系统进行对接，通过含有机器学习功能的分析模块对数据进行分析和理解，再通过Composer等建模平台对产品或资产等进行“物”化建模和APP化展现，实现上述数据的聚合以及人、数、物的融合，这是典型的数字主线实施路线图，如图4.14所示。

图4.14　PTC ThigWorx工业互联网平台

数字主线是工业互联网中最基础的信息交流框架，是利用数字化技术对ERP、MES、PLM等应用系统中业务数据的整合和升级，是数数字主线。以PTC公司的工业互联网PaaS平台ThigWorx为例，通过连接、聚合、理解、展现等功能，可以实现全生命周期中产品、流程、系统、数据和人的融合。

在以ThigWorx为核心的工业互联网框架中，通过Kepware等工业数据采集中间件，可以采集设备、可穿戴装置、智慧互联产品或资产的参数和状态数据，通过Orchestrate服务可以与ERP、MES、PLM等应用系统进行对接，通过含有机器学习功能的分析模块对数据进行分析和理解，再通过Composer等建模平台对产品或资产等进行“物”化建模和APP化展现，实现上述数据的聚合以及人、数、物的融合，这是典型的数字主线实施路线图，如图4.14所示。

图4.14　PTC ThigWorx工业互联网平台

数字主线是工业互联网中最基础的信息交流框架，是利用数字化技术对ERP、MES、PLM等应用系统中业务数据的整合和升级，是数字孪生的前提和使能器，在工业互联网的商业应用场景中起着承上启下的作用。

从最终用户的视角来看，数字主线的性质与ERP软件类似，只是工业互联网大背景下的某类技术解决方案，其具体应用还要与业务场景相结合。根据笔者的经验和理解，全生命周期的产品结构管理和产品质量管理将会是数字主线的经典应用场景，尤其是后者，这是基于以下几个分析做出的推测：

1）产品质量管理是一个端到端、跨职能、跨组织的协作，需要全过程的信息高度共享做支撑。本质上讲，产品质量管理是产品研发管理的一个重要分支或有机组成部分，需要企业内部的设计、工程、制造、服务等部门，以及供应链中上下游企业之间的高效协作，这离不开端到端信息高度共享的支持。

2）产品质量管理是一个动态优化的过程，无论是从质量设计，到质量计划，到质量控制，再到质量改进，还是控制活动中全检、抽检、免检等之间的动态切换，都需要大量的数据做决策支持，最理想的情况是质量信息分析和质量改进能自动形成闭环。基于工业互联网平台的数字主线，可以通过物联网和系统集成技术来实现OT和IT的融合，可以通过机器学习来进行质量数据的理解和学习，并实现预测性质量管理和规则性质量改进。

3）产品质量管理是产业供应链级的系统工程，其IT支撑不可能通过某一个或几个IT应用系统来实现，而必须通过IT系统应用集群，或者更进一步说，需要具有高度扩展性、集成性、开放性的IT系统生字孪生的前提和使能器，在工业互联网的商业应用场景中起着承上启下的作用。

从最终用户的视角来看，数字主线的性质与ERP软件类似，只是工业互联网大背景下的某类技术解决方案，其具体应用还要与业务场景相结合。根据笔者的经验和理解，全生命周期的产品结构管理和产品质量管理将会是数字主线的经典应用场景，尤其是后者，这是基于以下几个分析做出的推测：

1）产品质量管理是一个端到端、跨职能、跨组织的协作，需要全过程的信息高度共享做支撑。本质上讲，产品质量管理是产品研发管理的一个重要分支或有机组成部分，需要企业内部的设计、工程、制造、服务等部门，以及供应链中上下游企业之间的高效协作，这离不开端到端信息高度共享的支持。

2）产品质量管理是一个动态优化的过程，无论是从质量设计，到质量计划，到质量控制，再到质量改进，还是控制活动中全检、抽检、免检等之间的动态切换，都需要大量的数据做决策支持，最理想的情况是质量信息分析和质量改进能自动形成闭环。基于工业互联网平台的数字主线，可以通过物联网和系统集成技术来实现OT和IT的融合，可以通过机器学习来进行质量数据的理解和学习，并实现预测性质量管理和规则性质量改进。

3）产品质量管理是产业供应链级的系统工程，其IT支撑不可能通过某一个或几个IT应用系统来实现，而必须通过IT系统应用集群，或者更进一步说，需要具有高度扩展性、集成性、开放性的IT系统生态来实现，这种生态应该是功能上高内聚、架构上低耦合。基于工业互联网的数字主线，通过物联网的弹性连接、机器学习的模型理解和预测、工业大数据的动态优化，可以比较好地实现这种架构。

据调查，企业中数字主线的应用，对提高研发团队工作效率，提高工程、制造、服务等部门之间的同步工程和协作，改进产品质量，缩短新产品上市时间等方面具有直接的推动作用。知名咨询机构LNS的研究表明，数字主线可以提升新产品研发效率20%以上。

对于那些即将或正在进行服务型制造转型的制造企业来说，数字主线将扮演非常重要的角色（见图4.15）。为了延长服务型产品的使用寿命，为客户提供更高效的运行支持服务，企业需要打通从设计到工程，到制造，到交付，再到运行的全生命周期中产品链和资产链的信息。态来实现，这种生态应该是功能上高内聚、架构上低耦合。基于工业互联网的数字主线，通过物联网的弹性连接、机器学习的模型理解和预测、工业大数据的动态优化，可以比较好地实现这种架构。

据调查，企业中数字主线的应用，对提高研发团队工作效率，提高工程、制造、服务等部门之间的同步工程和协作，改进产品质量，缩短新产品上市时间等方面具有直接的推动作用。知名咨询机构LNS的研究表明，数字主线可以提升新产品研发效率20%以上。

对于那些即将或正在进行服务型制造转型的制造企业来说，数字主线将扮演非常重要的角色（见图4.15）。为了延长服务型产品的使用寿命，为客户提供更高效的运行支持服务，企业需要打通从设计到工程，到制造，到交付，再到运行的全生命周期中产品链和资产链的信息。