工業互聯網：理念和實施

□ 文 林詩萬

工業互聯網：理念和實施

□ 文 林詩萬

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

連接和計算技術相輔相成，攜手推動了互聯網的高速發展。工業互聯網可以看作是連接和計算技術在設備和產業系統更廣泛、更深入的應用，也就是通常所說的ICT和OT的兩塊融合。把實體信息業務流程和人連接起來，通過數據分析，推動產業運營的全面智能化，實現對資產使用的高速優化，創造巨大的經濟成效和社會價值。優化也就是以最小的力氣、用最少的資源、對環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越來越高的需求。

如果對互聯網的成功商業模式做一個回顧，我們會發現，其特點在于對資源的優化。谷歌和百度優化的是物聯網的信息，亞馬遜和淘寶優化的是消費市場，優步和滴滴優化的是閑置的車輛和司機。這些互聯網公司通過連接的計算對這些資源的優化創造了巨大的價值。而我們現在要進行的也正是產業本身通過采納同樣的連接和計算技術，對工業產業的巨大資源進行優化，創造更大的價值。

工業互聯網可以看作物聯網在工業系統中的應用，幾乎涵蓋了所有的產業行業，包括制造業在內，而制造業也正是工業4.0所關注的領域。工業互聯網發展是建立在牢固的技術基礎上，但是工業互聯網的發展也會導致商業模式甚至經濟模式的變革，使其向成效性的經濟模式發展。值得注意的是在工業互聯網中，連接不僅僅是對設備本身的連接，而是端到端的連接，從設備到運營、到業務系統的總體連接。這也就是為什么美國工業互聯網同盟所發布的工業互聯網參考架構，強調設備控制、運營、信息、應用和業務功能的總體融合，而把信息（數據分析）放在中心的位置上。

建立物聯網就是要把互聯網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和物理效應有機地結合在一起，構成信息物理系統，為設備提供功能柔性。通過軟件的迭代發展，不斷地改善和增強功能。德國工業4.0在這一方面做了深入的工作，非常值得借鑒。

工業4.0為信息物理單元即工業4.0的組件制定了通用的架構和界面。通過標準的界面，每一個組件被訪問。一臺大的設備可以由一系列組件構成，而這些組件通過物理和數字界面雙面交互，協同完成整機的功能。可以想象，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。包括了產品、部件、器件生產線以及在車間、工廠、企業、跨企業的各個層次的生產系統，最終實現對所有系統的互聯互通，形成一個以企業內部為核心，并延伸到企業生態圈內的一個小型互聯網。

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

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據，而一個沒有分析的數據產生不了價值。概括地說，連接是基礎，分析是核心，對信息的應用是關鍵。在智能化的過程中，數據是燃料，分析是引擎所驅動的決策和執行，對分析結果卻可以在不同的閉環中應用。從數據設備分析時得到的信息可以反饋于設備的控制環中。通過對控制的調整，優化設備的運行，這些信息也可以反饋回設備運營環里，實現智能化的實時監控。運營優化最后這一信息也應該反饋回業務管理環，優化業務規劃流程管理和設備場景設計等。

對工業互聯網的理念有了清晰的理解之后，我們應該如何著手開始工業互聯網實施和部署呢？顯然，利用工業互聯網技術從零開始全面創新的工業系統還很少，我們更多的任務是怎樣利用工業互聯網的技術，對已經部署并且在運行的生產系統進行優化和創造價值。顯而易見，這個潛力是巨大的。在目前的狀態下，針對工業互聯網的實現對大多數的企業而言，首要的問題是在業務上。在實施工業互聯網戰略上，要對工業互聯網技術、趨勢以及對所在行業的沖擊有一個明確的認識，并在此認識上制定工業互聯網戰略愿景，映射出未來戰略的目標；在策略上對企業的技術和業務現狀愿景找出差距，辨認出若干個有確實價值并急需解決的問題，選取少數難度低、效益大、周期短的項目，早日積累經驗創造價值，進而在這基礎上快速迭代演進。

工業互聯網戰線廣闊、縱深龐大，相關的技術會有更大的擴展，因此它的實現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，也要避免既無戰略愿景，也無業務價值驅動的系統。

工業互聯網技術復雜度高，不是企業能夠單獨解決的，需要一個供應商和客戶建立起的生態圈，一起共同努力。工業互聯網產業同盟會建立這樣一個生態圈平臺，所搭建的平臺意義重大。更進一步而言，工業互聯網的核心理念適用于各行業，因此在工業互聯網技術發展過程中必須著重推動技術框架和解決方案的跨產業的通用性。這也就是為什么工業互聯網參考架構為了解決工業互聯網設計和構想，定義了四個關鍵視角，把業務視角放在頂層，在業務的戰略指導下對要解決的業務問題、能帶來的業務價值、預期的投資回報做全面和系統性的評估，在這基礎上明確系統構建的目的，認清系統必須提供的業務功能，由此推動系統的總體設計。跨行業的通用性也是工業互聯網同盟所重視并一直在治理推動的。因為對工業互聯網共性的關鍵架構問題和系統特征進行了分析，并把分析結果通過模型的方式表達出來，所以這個架構具有廣泛的適用性。■

（作者系美國工業互聯網聯盟（IIC）架構任務組聯合主席）