工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：理念和實施

□ 文 林詩萬

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：理念和實施

□ 文 林詩萬

互聯(lián)網(wǎng)這個概念已獲得廣泛的認同，其發(fā)展大有加速之勢。過去二三十年來互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展，推動計算機和人的連接，建立了一個廣泛的信息和個人網(wǎng)絡(luò)，對我們的生活和經(jīng)濟影響之大有目共睹。而我們今天正要把互聯(lián)網(wǎng)的邊界再一次擴張，推進到實體領(lǐng)域，把成千上萬的實體器件連接起來，建立一個萬物互聯(lián)網(wǎng)，把實體信息與人連接一起。

連接和計算技術(shù)相輔相成，攜手推動了互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以看作是連接和計算技術(shù)在設(shè)備和產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)更廣泛、更深入的應(yīng)用，也就是通常所說的ICT和OT的兩塊融合。把實體信息業(yè)務(wù)流程和人連接起來，通過數(shù)據(jù)分析，推動產(chǎn)業(yè)運營的全面智能化，實現(xiàn)對資產(chǎn)使用的高速優(yōu)化，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟成效和社會價值。優(yōu)化也就是以最小的力氣、用最少的資源、對環(huán)境最小的影響獲取最大的成效，利用有限的資源滿足越來越多的人口對生活指數(shù)越來越高的需求。

如果對互聯(lián)網(wǎng)的成功商業(yè)模式做一個回顧，我們會發(fā)現(xiàn)，其特點在于對資源的優(yōu)化。谷歌和百度優(yōu)化的是物聯(lián)網(wǎng)的信息，亞馬遜和淘寶優(yōu)化的是消費市場，優(yōu)步和滴滴優(yōu)化的是閑置的車輛和司機。這些互聯(lián)網(wǎng)公司通過連接的計算對這些資源的優(yōu)化創(chuàng)造了巨大的價值。而我們現(xiàn)在要進行的也正是產(chǎn)業(yè)本身通過采納同樣的連接和計算技術(shù)，對工業(yè)產(chǎn)業(yè)的巨大資源進行優(yōu)化，創(chuàng)造更大的價值。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以看作物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用，幾乎涵蓋了所有的產(chǎn)業(yè)行業(yè)，包括制造業(yè)在內(nèi)，而制造業(yè)也正是工業(yè)4.0所關(guān)注的領(lǐng)域。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展是建立在牢固的技術(shù)基礎(chǔ)上，但是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也會導(dǎo)致商業(yè)模式甚至經(jīng)濟模式的變革，使其向成效性的經(jīng)濟模式發(fā)展。值得注意的是在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，連接不僅僅是對設(shè)備本身的連接，而是端到端的連接，從設(shè)備到運營、到業(yè)務(wù)系統(tǒng)的總體連接。這也就是為什么美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)同盟所發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)，強調(diào)設(shè)備控制、運營、信息、應(yīng)用和業(yè)務(wù)功能的總體融合，而把信息（數(shù)據(jù)分析）放在中心的位置上。

建立物聯(lián)網(wǎng)就是要把互聯(lián)網(wǎng)的成功擴展到物理實體上，把連接和計算深入地與物理實體融合。在向一個馬達或者一個閥門這樣基本的零件單位上與物理感應(yīng)和物理效應(yīng)有機地結(jié)合在一起，構(gòu)成信息物理系統(tǒng)，為設(shè)備提供功能柔性。通過軟件的迭代發(fā)展，不斷地改善和增強功能。德國工業(yè)4.0在這一方面做了深入的工作，非常值得借鑒。

工業(yè)4.0為信息物理單元即工業(yè)4.0的組件制定了通用的架構(gòu)和界面。通過標準的界面，每一個組件被訪問。一臺大的設(shè)備可以由一系列組件構(gòu)成，而這些組件通過物理和數(shù)字界面雙面交互，協(xié)同完成整機的功能?？梢韵胂?，在一個車間的一條流水線上，這些大大小小的信息物理系統(tǒng)連接互交，同時它也打破了不同界面的壁壘，大大提高了融合效率。包括了產(chǎn)品、部件、器件生產(chǎn)線以及在車間、工廠、企業(yè)、跨企業(yè)的各個層次的生產(chǎn)系統(tǒng)，最終實現(xiàn)對所有系統(tǒng)的互聯(lián)互通，形成一個以企業(yè)內(nèi)部為核心，并延伸到企業(yè)生態(tài)圈內(nèi)的一個小型互聯(lián)網(wǎng)。

而在計算方面，系統(tǒng)的計算能力也將會是分布式，更多的是系統(tǒng)的中心向邊緣擴展。顯然計算是由軟件來定義的，軟件在工業(yè)系統(tǒng)中所起的作用只會越來越大，更重要的是軟件是實現(xiàn)智能化的唯一途徑。軟件可以看作人類實踐經(jīng)驗的積累，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的系統(tǒng)工程通過軟件來擴充和實現(xiàn)，逐漸過渡到一個軟件定義的生產(chǎn)和運營系統(tǒng)，以滿足智能運營和生產(chǎn)的需求。

我們可以看出沒有計算的連接是沒有意義的，連接的一個重要目的是為了收集數(shù)據(jù)，而一個沒有分析的數(shù)據(jù)產(chǎn)生不了價值。概括地說，連接是基礎(chǔ)，分析是核心，對信息的應(yīng)用是關(guān)鍵。在智能化的過程中，數(shù)據(jù)是燃料，分析是引擎所驅(qū)動的決策和執(zhí)行，對分析結(jié)果卻可以在不同的閉環(huán)中應(yīng)用。從數(shù)據(jù)設(shè)備分析時得到的信息可以反饋于設(shè)備的控制環(huán)中。通過對控制的調(diào)整，優(yōu)化設(shè)備的運行，這些信息也可以反饋回設(shè)備運營環(huán)里，實現(xiàn)智能化的實時監(jiān)控。運營優(yōu)化最后這一信息也應(yīng)該反饋回業(yè)務(wù)管理環(huán)，優(yōu)化業(yè)務(wù)規(guī)劃流程管理和設(shè)備場景設(shè)計等。

對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的理念有了清晰的理解之后，我們應(yīng)該如何著手開始工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實施和部署呢？顯然，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從零開始全面創(chuàng)新的工業(yè)系統(tǒng)還很少，我們更多的任務(wù)是怎樣利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，對已經(jīng)部署并且在運行的生產(chǎn)系統(tǒng)進行優(yōu)化和創(chuàng)造價值。顯而易見，這個潛力是巨大的。在目前的狀態(tài)下，針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)對大多數(shù)的企業(yè)而言，首要的問題是在業(yè)務(wù)上。在實施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略上，要對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、趨勢以及對所在行業(yè)的沖擊有一個明確的認識，并在此認識上制定工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略愿景，映射出未來戰(zhàn)略的目標；在策略上對企業(yè)的技術(shù)和業(yè)務(wù)現(xiàn)狀愿景找出差距，辨認出若干個有確實價值并急需解決的問題，選取少數(shù)難度低、效益大、周期短的項目，早日積累經(jīng)驗創(chuàng)造價值，進而在這基礎(chǔ)上快速迭代演進。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)線廣闊、縱深龐大，相關(guān)的技術(shù)會有更大的擴展，因此它的實現(xiàn)是一個不斷更新加強和完善的過程，所以要避免企圖打造片面的系統(tǒng)，也要避免既無戰(zhàn)略愿景，也無業(yè)務(wù)價值驅(qū)動的系統(tǒng)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)復(fù)雜度高，不是企業(yè)能夠單獨解決的，需要一個供應(yīng)商和客戶建立起的生態(tài)圈，一起共同努力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)同盟會建立這樣一個生態(tài)圈平臺，所搭建的平臺意義重大。更進一步而言，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心理念適用于各行業(yè)，因此在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程中必須著重推動技術(shù)框架和解決方案的跨產(chǎn)業(yè)的通用性。這也就是為什么工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)為了解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計和構(gòu)想，定義了四個關(guān)鍵視角，把業(yè)務(wù)視角放在頂層，在業(yè)務(wù)的戰(zhàn)略指導(dǎo)下對要解決的業(yè)務(wù)問題、能帶來的業(yè)務(wù)價值、預(yù)期的投資回報做全面和系統(tǒng)性的評估，在這基礎(chǔ)上明確系統(tǒng)構(gòu)建的目的，認清系統(tǒng)必須提供的業(yè)務(wù)功能，由此推動系統(tǒng)的總體設(shè)計?？缧袠I(yè)的通用性也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)同盟所重視并一直在治理推動的。因為對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)共性的關(guān)鍵架構(gòu)問題和系統(tǒng)特征進行了分析，并把分析結(jié)果通過模型的方式表達出來，所以這個架構(gòu)具有廣泛的適用性。■

（作者系美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）架構(gòu)任務(wù)組聯(lián)合主席）