中台的下一站：行业数字化操作系统

数字经济是继农业经济、工业经济之后的主要经济形态，已经成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。数字化转型是顺应新一轮科技革命和产业变革趋势，不断深化新一代信息技术，实现动能转型升级和创新发展的过程。数字化转型需要一个科学的架构和体系来支撑其落地和持续发展，企业数字化架构体系在经历专业信息系统、信息系统集成后，作为企业共享服务中心的中台是目前最新的企业级架构体系和理念，构建了以一个个大型企业为中心的多样化局部生态，但缺少行业范式，难以复制和协同。

加快产业数字化转型，让大部分企业实现数字化转型，中国数字经济发展才能取得最终胜利。行业数字化操作系统通过制定行业标准以及参考架构，面向行业对企业生产管理和运营全要素组织调度，为提升行业整体数字化转型效率带来了全新的解决思路。

一、信息化系统架构的“前世今生”

随着现代信息技术的迅猛发展，企业信息化建设有了显著的发展和进步。纵览信息化发展历程，大致可分为以下几个阶段。

•  专业信息系统（关注功能）：以应用场景为驱动的单个信息化系统，聚焦解决具体的业务需求问题。但是业务和技术紧密耦合，系统随着业务的持续发展变得越来越臃肿。同时由于多个部门或系统之间基本独立建设，缺乏标准，架构呈烟囱式状态，系统间协同难度大，数据难以共享，整体运营效率低下，产生了大量重复的投资。在该阶段中，系统功能是主要关注点。

• 信息系统集成（关注协同）：随随着企业信息化程度的不断提高，信息系统越来越多，信息孤岛现象导致交互复杂、维护难度大、成本直线上升。SOA 为上述问题提供了解决思路，其重点强调构件的松散耦合，并使用独立的标准接口促进系统间协同交互，主要包括中心化的 ESB 和去中心化的微服务两种实现方式。信息系统集成为企业在能力复用、改善协作、业务敏捷和成本降低等方面带来了极大的提升。

• 企业中台模式（关注复用）：“中台”的灵感来源于芬兰一家仅有 300 名员工，却能接连推出爆款游戏的小公司 Supercell，其概念自 2015 年由阿里提出后火爆出圈，备受追捧。中台重点关注高价值复用，是站在整个企业的角度，将企业的共性需求进行抽象沉淀形成公共能力，以接口、组件等形式共享给各业务单元使用，供企业快速低成本地进行业务创新的企业架构。早期的中台概念主要包含业务中台和数据中台，随着中台概念的热度不断升温，又演化出技术中台、AI 中台、安全中台、智慧中台等系列中台家族。

中台在部分企业数字化转型中虽然起到了一定的推动作用，但业内对中台的定义和认知尚未统一。这意味着中台的概念和形态可能并不稳定，那么中台的下一站会是什么？

二、拨开迷雾，探讨数字化架构演进方向

复用是信息化技术领域永远追求的目标，从某种角度上来说，中台可以认为是数字化架构发展的必经之路，但这并不是终点。下面我们从国家的数字化战略规划、技术的演进规律和行业的探索实践三个方面，探讨未来更加稳定的数字化架构可能是什么形态。

1. 国家数字化战略规划为数字基础建设按下“加速键”

“软“软件定义”是新一轮科技革命和产业变革的新特征和新标志，已成为驱动未来发展的重要力量。2021 年底，工信部印发的《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》部署了“深化软件定义”任务，设置了“软件定义创新应用培育”专项行动。主要内容包括：大力支持开展“软件定义”及泛在操作系统平台相关理论和技术研究，加强政产学研用对接，构建“软件定义”核心技术体系；培育“软件定义”创新应用生态；建立面向电子消费、高端装备、智能网联汽车、智慧城市等典型行业领域的“软件定义”解决方案，探索“软件定义”生态发展与运营模式。

2023 年 2 月，中共中央、国务院印发了《数字中国建设整体布局规划》，《规划》明确数字中国建设按照“2522”的整体框架进行布局。第一个“2”是指要夯实数字基础设施和数据资源体系“两大基础”，打通数字基础设施大动脉，畅通数据资源大循环。其中重点任务除了通信、算力等基础设施建设以外，特别提到要整体提升应用基础设施水平。

从以上两个《规划》可以看出，持续不断地完善各类基础设施、促进应用创新、赋能行业数字化转型是国家层面重点措施和方向，并且还提到了面向行业的新型基础设施“操作系统”。

2. 从技术架构趋势窥探未来突破方向

信信息化技术发展日新月异，在计算机体系架构领域出现了以 Linux 为代表的计算机操作系统；软件技术架构方面，在云原生时代出现了云原生操作系统 Kubernetes；网络技术架构方面，在 SDN 领域也发展出了 ONOS 开放网络操作系统。在其他领域也涌现出物联网操作系统、车载操作系统、路由器操作系统等各专业领域操作系统。这些操作系统经过长期发展演进，已成为各领域极其重要的新型基础设施。

在信息系统架构领域，经历了专业信息系统、信息系统集成以及当前火热的中台架构。从抽象解耦的架构求解思路和技术发展规律来看，未来在各类典型行业数字化转型道路上，出现一类具备行业特性、可管理各类行业的泛在资源，承载行业应用敏捷创新且面向各个行业的数字化操作系统符合技术发展规律。

3. 数字化操作系统在行业的典型应用案例

面向行业数字化操作系统并非停留在概念阶段，目前业内已有多个“操作系统”在相关领域的落地案例。

以京东、阿里、腾讯等互联网大厂为例。京东城市操作系统用来管理智能城市中的各项资源，支撑各智能交通、智能规划、智能能源等垂直应用，旨在以城市操作系统为核心，构建智能城市的开放生态；阿里的未来社区数字化操作系统为智慧社区提供系统性解决方案，支撑邻里、教育、健康、创业、建筑、交通、低碳、服务、治理等九大场景智能应用的敏捷创新；腾讯微瓴操作系统是面向智慧建筑、智慧园区的云边一体化智能操作系统，针对建筑内的硬件、应用和服务等资源提供物联、管理和数字服务。

这些面向行业的操作系统为数字化转型探索了一条可行之路，但由于缺乏统一的定义和标准，其带来的价值没有得到最大程度的释放。

三、行业数字化操作系统：中台的下一站

从国家战略规划、技术发展规律和行业实践探索等三方面分析结果来看，面向行业数字化转型需要一个“操作系统”级新型数字基础设施，我们称之为“行业数字化操作系统（Industry- Oriented Digital Operating System, IDOS）”。

1. 定义和架构

目前行业数字化操作系统还没有一个标准的定义，这里我们尝试将其描述为：“行业数字化操作系统是数字经济时代下，面向特定领域，融合云计算、物联网、大数据和人工智能等新一代信息技术，遵循行业标准，对泛在资源进行统一抽象管理，基于意图智能组织和调度企业数字化运营要素和资源的分配，为各类数字化场景应用提供统一环境和标准接口，使能应用兼容互通，敏捷应对变化的高可信新型数字基础设施。”

行业数字化操作系统参考体系架构

图示 IDOS 参考体系架构是一个架构模版，包括内核、系统工具与服务、行业数字化引擎以及交互界面等四大类关键组成元素。其中行业数字化引擎要按照行业领域进行实例化，才能创建一个可用的行业数字化操作系统。

• 内核：聚焦资源的高效管理，屏蔽底层异构资源差异，为所有应用提供可控的统一的运行环境，对各类泛在资源进行统一抽象管理，实现对泛在资源的全面感知和行业标准指令集，泛在资源可即插即用。

• 系统工具与服务：用于支撑上层应用的开发构建、数据处理、运行时管理、系统运维等工具和平台服务。

• 行业数字化引擎：是 IDOS 的一个特色组件，由一系列行业内具体的核心系统和泛在资源调度引擎组成，实现企业生产、管理和运营等能力，并将行业能力封装为标准 API 开放。

• 交互界面：操作系统统一门户，实现对操作系统的全局访问和管理。能力集市汇聚了行业所有标准能力，对外开放赋能。

• 行业应用：利用 IDOS 开发工具，基于 IDOS 标准 API/SDK 开发的各类场景应用，包括运行在 IDOS 环境中的原生应用和外部行业应用。基于 IDOS 的应用只关注场景业务，底层全部托管于 IDOS。传统应用要想获得 IDOS 提供的安全性、扩展性、复用性等能力，可以按照 IDOS 的标准进行打散重构。

2. 5 种角度让 IDOS 价值一目了然

IDOS 作为数字化转型的新型数字基础设施，对于不同角色体现出不同的价值：

• 面向开发者是一个技术普惠者。IDOS 提供了大量的成熟平台产品作为系统级应用和服务，屏蔽了底层技术复杂性和易变性，特别是对于一些数字化能力较弱的传统行业，降低了数字化技术落地门槛。基于这些基础平台提供的能力，可以让开发人员更加关注解决业务问题。

• 面向用户是一个拥有操作系统级体验的生态平台。IDOS 为底层多模异构的泛在资源、复杂多变的业务需求和百花齐放的场景应用管理提供操作系统级的体验，分别为资源即插即用、业务即编即用、应用即装即用。

• 面向企业是一个企业级解决方案。通过整合供应商成熟产品及产业链伙伴的各类技术、平台和业务系统，为企业的生产、运营、管理提供横向拉通、纵向贯通的一体化企业级解决方案。

• 面向业务是一个领域知识传承者。不同于传统操作系统，重点关注对资源的管理，IDOS 更重要的价值体现在对行业业务的赋能。面向垂直行业，将领域知识、专家经验数字化，结合沉淀的大规模数据，通过知识图谱、知识挖掘和预训练大模型等相关技术，对行业碎片化数据进行知识萃取、存储和转换，加速行业知识的快速闭环迭代，让小工变专家，让机器理解行业知识。

• 面向产业是一个行业标准的落地载体。IDOS 定义了标准化的参考架构，通过对各行业的标准进行完善和落地，定义行业标准化指令集和 OpenAPI，推动各领域同行业跨企业间的应用兼容，为优秀的行业数字化创新应用的推广扫清障碍、降低成本，加速数字化转型进程。

3. IDOS 的 8 大关键能力评估指标

目前业内已经出现数个面向行业的类数字化操作系统，但基本上每个行业的操作系统是按照经验和行业需求构建，缺乏科学、量化的评估标准。我们初步为 IDOS 制定一套关键能力评估指标，其合理性以及具体量化程度有待商榷，这里仅供参考。

• 多模态感知：面向行业各类泛在资源，除有源协议支持对视频、图像、语音、文本等数据的采集以外，在无法使用传感器直接感知的场景，采用如电流电压、无线信号等非传感器间接感知，并结合信号处理、智能学习等技术进行信息获取。

•  全要素调度：企企业在生产、管理、运营过程中，会涉及人力、设备、网络、材料、财务、工单等众多要素资源，基于可视化建模与设计能力，实现对企业全要素资源的智能调度、一体化协同，敏捷响应需求和变化，保障企业高效运转。

•  行业标准指令集：行业标准指令集依据行业标准，抽象了行业所有泛在资源和业务的操控能力，并能根据企业特点和需求灵活扩展。实现了标准指令集的操作系统实例，其承载的应用可进行跨实例间的兼容迁移。

• 意图使能：面向垂直领域，将行业知识、专家经验数字化，结合海量生产运营数据，精准识别理解用户和业务意图，经过智能化决策，自动执行复杂的业务流程，并不断自我学习和优化，解放人类双手和大脑。

•  一体化应用支撑：提供低代码开发、业务设计、编程模型、自动化部署、应用运维、函数库、应用商城、能力集市等一系列应用使能数字化套件，支撑应用敏捷开发和智慧运营。

• 便捷交互：面面向各类用户提供“资源即插即用、业务即编即用、应用即装即用”三大体验目标，提供以人为本的计算和服务。

• 虚拟化：将软硬件和数据资源虚拟化，提供多租户资源隔离和管理能力，提高资源利用率，为用户提供仿真独享体验。

• 安全可信：在传统安全机制的基础上，利用高可信形式化验证工具对核心代码分析验证，打造安全可信的操作系统内核和关键服务。

4. IDOS VS 中台

同样是为了能力复用、强化协同和敏捷创新，但 IDOS 和中台的定位仍然有着较大的差异。IDOS 某种意义上来说是一种更高纬度的平台，其定位是面向行业级赋能，而中台则主要是面向单个企业。以下从服务范围、复制能力和商业模式等三方面简述 IDOS 的行业级特性。

• 服务范围广：IDOS 不仅能提供中台强大的复用能力，还实现了泛在资源、运行环境、应用使能、能力开放等全方位的端到端数字化支撑，可为企业管理者、应用开发者、系统用户、合作伙伴和产业等各类角色提供丰富多样的能力和良好的使用体验，特别是面向行业泛在资源的行业标准指令集，以及针对行业资源的智能化组织和调度，能够实现对行业资源的高效管理。

• 复制能力强：中台因为服务对象体系不完整、缺失行业标准，即使中台可以在一个企业成功落地，但依然难以实现企业到企业的有效复制，行业内无法有效拉通。在标准化的行业操作系统体系下，IDOS 本身让企业间复制成为可能，其场景应用甚至可以像计算机操作系统的应用一样，实现跨企业迁移，带来应用即装即用的使用体验，降低了整体社会成本。这无疑为创新应用生态的构建提供了强大的基础保障，也是 IDOS 最原始的建设初心。

• 商业模式新：行业项目的特点是定制化，传统应用项目要经历咨询、可研、招投标、需求、设计、开发、集成、测试、部署、验收等一系列极其冗长繁杂的流程。这种模式已经远远不能匹配当前企业快速发展需求，而且还引发了应用质量不高、创新乏力等问题。一般来说中台不会管理应用交付，而随着 IDOS 及其应用生态的逐渐成熟，应用供应商根据自身的行业业务和产品积累，按照 IDOS 的标准进行适配后，主动上架到“应用商城”，企业可以在使用后再发起定向采购。应用建设的商业模式从“招投标被绑定”转换为“后付费优质购”，降低了企业数字化系统的建设风险，调动了供应商的创新积极性，更加促进了周边应用生态的持续繁荣。

四、科大国创在行业数字化操作系统的探索与展望

科大国创深耕行业数字化二十余载，在云基础设施管理、泛在资源管理、数智化平台、低代码开发等数字化能力方面沉淀了大量的成熟产品，拥有业内一流的高可信软件和知识计算储备，在电信运营商、智能网联、智慧储能、智慧城市、数字农业、智能制造、政务、特检、消防等领域有着品类众多的项目基础，业务经验丰富，曾参与多项行业标准制定。

近期中国电信举行主题为“构建昆仑新生态，云网自智共发展”的昆仑平台生态研讨大会，科大国创作为中国电信长期紧密的战略合作伙伴，受邀参会并当选联盟副理事长单位，与产业伙伴一同共建昆仑云网操作系统及其生态。

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1. 科大国创 ZerOS 助力行业数字化转型

科大国创多年来一直坚持产学研深度合作，持续思考和探索行业数字化发展的方向，通过对多年积累的产品、技术和业务的规划整合，于 2023 年 2 月在中国（合肥）数字经济创新峰会上，正式发布了行业数字化操作系统 ZerOS（零道）。

目前，科大国创正在运营商、智慧城市、智能制造、数字农业等行业积极探索和全面推广 ZerOS 的行业实例化，将技术、产品、行业知识与 AI 技术有机结合，通过全面标准化的能力和数据，解耦业务场景和数字化核心能力，唤醒行业知识的生命力，释放行业知识价值，提升企业生产和管理运营水平，进一步帮助企业降本增效。

ZerOS 是以“内核共建、标准共享、生态共通”为建设理念，协同产学研用各界创新和务实力量，打造数字化时代新型数字基础设施，构筑开放生态体系，激活数据要素，传承行业知识，使能行业高质量数字化转型和价值创新，持续推动产业升级。

2. 行业数字化操作系统任重道远但势在必行

行业数字化操作系统是加速行业数字化走向标准、开放、长期稳定演进的重要手段，是未来行业数字化体系建设的新型数字基础设施，其生态构建和发展是一个长期的过程。产学研各界应加强技术合作，打破企业壁垒，拉通行业资源，共同推进行业数字化操作系统顶层设计，制定演进路线和行业标准，推动行业转型升级，共建行业数字运营生态。

行业数字化操作系统不是一个具体的系统，而是面向各个行业满足一定标准的系统簇，相对于中台而言，是站在更高的产业数字化层面，思考如何以更有效的方式加快整个行业的数字化转型效率，让各种不同规模的企业，都能享受数字技术的红利和行业的经验，实现行业数字化共同富裕。

科大国创作为一家行业数字化赋能企业，将继续坚持以客户为中心，坚守“以心为本，科技新基建，赋能行业数智化转型”使命，秉承“创新、奋斗、利他、感恩”的核心价值观，持续推动数字技术与实体经济深度融合，为建设数字中国贡献智慧。