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　　工業(yè)互聯(lián)網最近頻繁出現(xiàn)在大眾的視野中。無論是工業(yè)還是互聯(lián)網，都牽動著社會發(fā)展的神經。本來工業(yè)沒什么好擔心的。雖然新中國工業(yè)起點很低，但是經過第一個五年計劃，就發(fā)生了巨大改變；之后又經過幾十年的發(fā)展，我國工業(yè)增加值從1952年的120億元增加到2018年的30多萬億元，成為全世界唯一擁有聯(lián)合國產業(yè)分類中所列全部工業(yè)門類的國家。然而，美國的制裁與封鎖，讓人們認識到我國工業(yè)還處在大而不強的窘境。不僅國家著急，老百姓也跟著著急。每次美國公布實體名單，工業(yè)互聯(lián)網都被人們拎出來討論一番。

　　“工業(yè)互聯(lián)網是新工業(yè)革命的基石。”

　　這句話把工業(yè)互聯(lián)網的重要性提升到了一個非同一般的位置，因為工業(yè)史上的歷次工業(yè)革命極大提升了人類的物質文明。特別是中國錯失之前歷次工業(yè)革命的現(xiàn)實，使得我們更加重視預期中的這次新工業(yè)革命。經過七十多年的發(fā)展，我國也許有機會與其它發(fā)達國家站在同一起跑線，親身參與這次浪潮，從之前被拍在沙灘上變成如今的弄潮兒，這是歷史上前所未有的事情。工業(yè)互聯(lián)網中寄托著我國從制造大國向制造強國轉變的美好期望。

　　“互聯(lián)網下半場是屬于產業(yè)互聯(lián)網。”

　　——馬化騰，騰訊董事會主席

　　除了工業(yè)的原因，工業(yè)互聯(lián)網的吸引力還來自互聯(lián)網。如果說工業(yè)革命太久遠人們沒有耳聞目睹，那么互聯(lián)網對傳統(tǒng)行業(yè)的變革是人們切身感受到的。這使得人們對于工業(yè)與互聯(lián)網的結合充滿了期待。

　　所以人們愿意了解學習工業(yè)互聯(lián)網。但是人們很快發(fā)現(xiàn)，工業(yè)互聯(lián)網當真是海納百川，覆蓋的內容林林總總、五花八門。從德國的工業(yè)4.0到美國的工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟，從石油鋼鐵到物流快遞，從卡奧斯樹根到華為阿里，從PLC到Cloud。工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟（AII）在2020年發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網垂直行業(yè)應用案例中，包括制造與工藝管理、產品研發(fā)設計、資源配置協(xié)同、企業(yè)運營管理、生產過程管控、設備管理服務六大應用場景，覆蓋輕工家電、船舶、機械、紡織、石化、電子信息、航空航天、鋼鐵、醫(yī)療等十幾個行業(yè)領域，涉及的技術包括5G、SDN、TSN、工業(yè)PON、SD-WAN、機器視覺、數(shù)據挖掘、工業(yè)大腦、AGV、深度學習、人工智能、大數(shù)據、AR/VR、區(qū)塊鏈、數(shù)據中心、邊緣計算、云平臺、物聯(lián)網、SaaS等，將這些年流行的計算機、通信技術一網打盡。

　　看了這些案例，除了感嘆高大上，我也有疑惑：一些普通的企業(yè)信息化的項目換上了“工業(yè)互聯(lián)網”的帽子，喊著“同去、同去”，于是參加了革命——新工業(yè)革命。

　　工業(yè)互聯(lián)網的邊界究竟在哪里呢？

　　如果從工業(yè)自動化的視角來看，疑惑就更多了。工業(yè)互聯(lián)網作為IT（信息技術）與OT（操作技術或生產技術）技術融合的產物，理解起來有個天然的障礙：搞IT的和搞OT的兩撥人互相不懂，但有時候以為自己懂對方，更有時候以為懂自己就夠了。所以才有了工業(yè)互聯(lián)網究竟姓“工”還是姓“網”的爭論。

　　梅宏院士講過一段有趣的經歷：他在和別人介紹“軟件定義”這個概念時遇到了困難，特別是“軟件定義+行業(yè)”（例如軟件定義汽車等），引來不同行業(yè)的廣泛的不認同。大家能接受的說法是，軟件作為一個工具服務于行業(yè)。梅院士自認為是“定義”這個詞太過強勢了，不容易讓人接受。如果不出圈的話，“軟件定義”接受起來就會更容易，例如軟件定義網絡（SDN）。

　　“信息技術企業(yè)看工業(yè)互聯(lián)網的市場是叫得響、門檻高、看得見、摸不著 。”

　　—— 鄔賀銓 中國工程院院士

　　信息技術企業(yè)提著豬頭找不到廟門，這多尷尬。

　　工業(yè)互聯(lián)網的核心在哪里？

　　為了理解工業(yè)互聯(lián)網的核心與邊界，我來說點外行能聽懂的。

　　如果把工業(yè)互聯(lián)網看做一個生態(tài)空間，下面將從邊界、維度、原點三方面來解釋這個空間——1. 邊界：工業(yè)互聯(lián)網的內涵和外延不斷豐富；2. 維度：理解工業(yè)互聯(lián)網的框架；3. 原點：IT與OT的交匯點。

　　1. 邊界：工業(yè)互聯(lián)網的內涵和外延不斷豐富

　　我以前向別人介紹物聯(lián)網的時候，往往略去定義，坦白承認物聯(lián)網是個筐，筐中裝滿了各項具體的技術。我這樣做也是因為吸取了經驗教訓。物聯(lián)網范圍太廣泛，以至于任何定義都必然是高度抽象的，否則無法覆蓋全部內容。與其拋出一個不好解釋的定義給自己挖坑，不如老老實實承認物聯(lián)網的千姿百態(tài)。

　　工業(yè)互聯(lián)網也是相似的情況，其內涵和外延不斷豐富，現(xiàn)如今筐里已經裝了不少東西了。

　　工業(yè)互聯(lián)網甚至還有點出圈。它帶著互聯(lián)網的光環(huán)，不僅僅要解決生產環(huán)節(jié)中的問題，還要解決企業(yè)方方面面的問題，例如商業(yè)模式、資源配置、生產運營、研發(fā)創(chuàng)新、組織機制等。這樣一來，工業(yè)互聯(lián)網極大地拓展了邊界，與企業(yè)數(shù)字化轉型站到了一起，希望利用互聯(lián)網解決企業(yè)數(shù)字化轉型過程中的所有問題。拎著互聯(lián)網（IT技術）這個錘子，在企業(yè)中四處找找釘子。正所謂，手里有錘子，看什么都像釘子。

　　這里的互聯(lián)網不僅僅是互聯(lián)網，而是先進信息技術的代稱，包括物聯(lián)網、大數(shù)據、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈等。2017年11月，國務院印發(fā)《關于深化“互聯(lián)網+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網的指導意見》，其中就涉及了互聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能。而在此之前，工業(yè)互聯(lián)網這個詞并沒有成為主角，而是以智能制造、先進制造、制造業(yè)與互聯(lián)網融合發(fā)展等面貌出現(xiàn)在國家政策中。因此，至少在國內的語境下，工業(yè)互聯(lián)網蘊含工業(yè)物聯(lián)網、工業(yè)大數(shù)據、工業(yè)云、工業(yè)智能、工業(yè)區(qū)塊鏈等。

　　如果有一天，工業(yè)互聯(lián)網跳出了技術圈，也未必不可能?；叵胍幌禄ヂ?lián)網這三個字，脫胎于計算機互聯(lián)，但是早已脫離了技術領域。比如，同學們找工作時去的互聯(lián)網公司，不再是制造網絡設備的華為思科，也不再是提供互聯(lián)網接入服務的移動聯(lián)通，而是阿里騰訊百度這樣的公司。當我第一次聽說互聯(lián)網思維的時候，我是震驚的。我以為是開放、分層、標準、瘦腰、開源、免費；結果是閉環(huán)、粘性、流量、風口、變現(xiàn)、紅海、藍海、反哺、頭部、腰部、下沉、裂變、賦能……以及“羊毛出在狗身上，豬來買單”。

　　所以，我覺得不用太糾結什么是工業(yè)互聯(lián)網，只要是為企業(yè)數(shù)字化做貢獻，無論是在哪個階段、哪個層次、哪個角度，都和工業(yè)互聯(lián)網搭邊。當然，工業(yè)互聯(lián)網是有邊界的，就是企業(yè)數(shù)字化；工業(yè)互聯(lián)網也是有重點的，也就是我后面將要介紹的工業(yè)互聯(lián)網的原點。

　　華為這樣的創(chuàng)新的企業(yè)，在整個人類社會數(shù)字化、智能化發(fā)展的過程中，一定是有價值的，一定會有它的一席之地。

　　——胡厚崑 華為輪值董事長

　　套用華為輪值董事長胡厚崑評價華為的話，我認為凡是對企業(yè)數(shù)字化轉型做貢獻的技術都可以算是工業(yè)互聯(lián)網技術。不同的技術從不同角度、不同層次、不同階段來切入企業(yè)數(shù)字化，解決一個個具體的問題。這就是工業(yè)互聯(lián)網的“各美其美、美人之美”。

　　2. 維度：理解工業(yè)互聯(lián)網的框架

　　隨著工業(yè)互聯(lián)網內涵的不斷豐富，準確概括并清晰梳理工業(yè)互聯(lián)網的內容就變得愈加困難。中國工業(yè)互聯(lián)網研究院將工業(yè)互聯(lián)網技術分為網絡、平臺、安全三部分。“網絡是基礎、平臺是核心、安全是保障”，這是大家耳熟能詳?shù)?。工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟也有類似的劃分理念，分為網絡、數(shù)據、安全三部分。

　　我在這里選擇一種不同的方式來構造工業(yè)互聯(lián)網的理解框架。所謂理解框架，就是我們以什么樣的線索來理解工業(yè)互聯(lián)網。因為工業(yè)互聯(lián)網包含的內容很豐富，好的理解線索可以讓我們理解起來更容易。

　　我選擇用“一個趨勢、三個維度”來解釋工業(yè)互聯(lián)網。一個趨勢就是互聯(lián)——全生產要素的互聯(lián)互通。隨著聯(lián)網設備的不斷增加，工業(yè)生產中的全要素（人機料法環(huán)）逐步實現(xiàn)互聯(lián)互通，為未來各種可能性（例如無人工廠、個性化定制等）打下基礎。三個維度是指“全生產系統(tǒng)、全產業(yè)鏈、全生命周期”。整合起來，工業(yè)互聯(lián)網就是互聯(lián)在三個維度上不斷擴展。

　　維度一：全生產系統(tǒng)互聯(lián)。企業(yè)內網的發(fā)展逐漸將企業(yè)內的BI、ERP、MES、SCADA等全生產系統(tǒng)連接起來，使得信息技術與生產技術深度融合。在這些生產系統(tǒng)中，PLC與S/A（Sensor、Actuator）工作在生產現(xiàn)場，它們由現(xiàn)場級網絡連接起來，在這一層級中，OT技術是主導。在現(xiàn)場級網絡之上，是車間級網絡，SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）通常接入到這一級網絡，這里也是IT技術與OT技術交匯融合的區(qū)域。再往上則是工廠級網絡，MES（Manufacturing Execution System）就連接在這一級網絡中。在這兩層網絡之間，通常架設有工業(yè)防火墻來保護工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據與設備的安全。在MES之上就是ERP（Enterprise Resource Planning）系統(tǒng)了，它和BI（Business Intelligence）共同連接在企業(yè)級網絡上，并通過網絡防火墻與工廠級網絡分隔。在“全生產系統(tǒng)”這一維度上，隨著我們逐漸遠離生產現(xiàn)場，OT技術的比重在逐漸下降，IT技術的比重逐漸上升，而在中間地帶則是IT與OT融合的區(qū)域。

　　維度二：全產業(yè)鏈互聯(lián)。產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的企業(yè)，包括供應商、制造商、銷售商和金融機構等，在工業(yè)互聯(lián)網的推動下，逐漸加深合作，增強交流，協(xié)同優(yōu)化，形成合力。在這一過程中，工業(yè)互聯(lián)網平臺能夠把分散在不同地區(qū)的生產設備資源、智力資源等各種核心能力整合在一起，而標識解析體系則是企業(yè)間能夠實現(xiàn)互聯(lián)互通的重要基礎設施。同時，跨越公網的網絡連接的安全問題也不容忽視。

　　維度三：全生命周期互聯(lián)。在產品的全生命周期當中，物聯(lián)網等重要技術將使得產品永遠處于“在線”狀態(tài)，從最初的設計、制造階段，用戶就可以參與其中，實現(xiàn)產品的個性化定制。產品出廠后，其裝備的各種傳感器將不斷監(jiān)控產品運行狀態(tài)，預測可能發(fā)生的故障，從而實現(xiàn)服務化延伸（其實我一直覺得叫延伸化服務更合理，也更能配合上智能化制造、個性化定制、網絡化協(xié)同）。

　　我選擇以這樣的方式（“一個趨勢、三個維度”）來解釋工業(yè)互聯(lián)網，是因為我覺得好的理解框架可以讓原本模糊的理念清晰起來，讓原本無處安放的內容各安其位，讓原本有一定矛盾的說法在新框架中逐步自洽了。CAII提出的工業(yè)互聯(lián)網四大應用場景（智能化生產、網絡化協(xié)同、服務化延伸、個性化定制）可以分別對應全生產系統(tǒng)、全產業(yè)鏈、全生命周期的正軸、全生命周期的負軸。同樣，CAII提出的工業(yè)互聯(lián)網三大產業(yè)生態(tài)（生產端、產品端、平臺端）可以分別對應全生產系統(tǒng)、全生命周期、全產業(yè)鏈及全生命周期。再比如德國提出的工業(yè)4.0參考架構（RAMI4.0）中的從產品（Product）到現(xiàn)場設備（Field Device）、站點（Station）、企業(yè)（Enterprise）、最終直到互聯(lián)世界（Connected World）的連接層次，可以分別對應全生命周期互聯(lián)，全生產系統(tǒng)互聯(lián)的各個層次（現(xiàn)場級、車間級、企業(yè)級等），最終直到全產業(yè)鏈的互聯(lián)。

　　這樣一解釋，雖然把自己的研究方向擠壓在整個全景圖中的很小的一部分，但是不得不說，確實更清晰了。

　　如果從技術角度來解釋工業(yè)互聯(lián)網，我還推薦劉云浩教授在《從互聯(lián)到新工業(yè)革命》一書中提出的工業(yè)互聯(lián)網三網四層結構以及AII的工業(yè)互聯(lián)網體系架構2.0。三網四層結構最簡潔清晰，將工業(yè)互聯(lián)網劃分為“實體聯(lián)網、數(shù)據聯(lián)網、服務聯(lián)網”三網以及“智能感知、網絡互聯(lián)、數(shù)據分析、開放服務”四層。工業(yè)互聯(lián)網體系架構2.0非常全面詳細，當然也更復雜，以至于需要17張圖來解釋工業(yè)互聯(lián)網——包括1張總圖、5張子圖、以及11張子子圖。我在這里僅把總圖和部分子圖放上來，供大家參考。

　　3. 原點：IT與OT的交匯點

　　工業(yè)互聯(lián)網在三個維度六個方向上延伸，形成工業(yè)互聯(lián)網的空間（3D全景圖）。就像宇宙爆炸有個奇點，那么工業(yè)互聯(lián)網延伸的原點在哪里。

　　要解釋這個問題，我們還是先來看看物聯(lián)網。一般來講，物聯(lián)網分為感知識別、網絡通信、管理服務、綜合應用四層，每層都有多種具體的技術形式，例如RFID、傳感網、定位、自組網、低功耗廣域網等。盡管各項技術都很重要，物聯(lián)網的原點還是應該落在EPC上。1999年，麻省理工學院Auto-ID實驗室提出了產品電子碼（Electronic Product Code, EPC）的概念，并在此基礎上研究利用RFID、無線網絡、互聯(lián)網構建物物互聯(lián)的解決方案。從此，物聯(lián)網有了發(fā)展的原點，各項其它技術紛紛加入進來，共同推動萬物互聯(lián)的趨勢。

　　我認為，工業(yè)互聯(lián)網的原點在IT與OT技術的交叉點，說得更準確一點，就是生產設備互聯(lián)。這里的互聯(lián)包括三個層次——實體互聯(lián)、數(shù)據互聯(lián)、服務互聯(lián)。物聯(lián)網經過20年的發(fā)展，已經可以提供用于物品互聯(lián)的一系列技術。盡管如此，人們發(fā)現(xiàn)，生產設備互聯(lián)竟然比普通物品互聯(lián)還要難。物品互聯(lián)是處女地，各項技術跑馬圈地，沒有歷史包袱，解決的是沒有上網能力的物品如何上網；而生產設備互聯(lián)是有護城河的，目前以專用的、封閉的、非標準的方式實現(xiàn)受限的互聯(lián)，被戲稱為“七國八制”。

　　目前的生產設備互聯(lián)協(xié)議多種多樣，例如德國倍福公司主推的EtherCAT、西門子公司主推的PROFINET以及奧地利公司B&R主推的Ethernet Powerlink等等。這些專用的工業(yè)控制網絡協(xié)議都有各自的商業(yè)巨頭在推動，每一種協(xié)議都有自己的小生態(tài)圈但彼此之間無法互聯(lián)互通，更不用說與IT系統(tǒng)的連通了。在這樣的背景下，時間敏感網絡（TSN）作為一種開放的、標準的、統(tǒng)一的新一代網絡技術應運而生，一方面，TSN兼容傳統(tǒng)的以太網技術，可以無縫接入各種IT系統(tǒng)；另一方面，TSN具有精準的流量調度能力，可以為實時流量的傳輸提供確定性的超低時延，從而滿足各種生產設備對網絡傳輸?shù)男枨蟆?/p>

　　TSN解決了實體互聯(lián)的問題，即讓各個實體能夠聽到彼此的“聲音”。為了讓它們能夠進一步理解對方的語言，即實現(xiàn)數(shù)據互聯(lián)與服務互聯(lián)，我們還需要OPC UA。OPC UA是OPC基金會發(fā)布的機器對機器傳輸協(xié)議，它和TSN的結合（OPC UA over TSN）將成為支撐原點（IT與OT融合）的網絡解決方案。與 TSN 一樣，OPC UA 是一種開放的標準技術，獨立于廠商，可用于廣泛的工業(yè)應用。因此，OPC UA 和TSN 的組合提供了一個全面、開放、可互操作的標準解決方案，可以滿足大多數(shù)工業(yè)通信需求。

　　原點的重要性體現(xiàn)在它在三個維度上都處在核心位置。在全生產系統(tǒng)維度上，智能化生產的需要生產設備與ERP、BI系統(tǒng)的互聯(lián)。單純的自動化、無人化生產可以僅通過OT技術實現(xiàn)，而智能化生產要在這些基礎上，將來自上層ERP、BI以及下層MES、SCADA的信息等進行全局優(yōu)化，最后體現(xiàn)在生產設備的生產過程中。在全生命周期的維度上，用戶的個性化定制最終也要體現(xiàn)在生產系統(tǒng)上，需要生產設備與用戶需求的互聯(lián)。因為工業(yè)互聯(lián)網要解決的問題是大規(guī)模個性化生產，單獨的大規(guī)模生產和個性化定制都不是難題，兩者結合起來才是難題。在全產業(yè)鏈的維度上，網絡化協(xié)同的目的是連接供應商、制造商、銷售商、與金融機構，讓企業(yè)充分利用產業(yè)鏈上下游的信息，更高效的管理生產資源，而這些最終也要體現(xiàn)到生產系統(tǒng)上，需要生產設備與產業(yè)鏈上下游的互聯(lián)。

　　原點不一定是最受關注的點，也不一定是最先取得突破的點。在工業(yè)互聯(lián)網中，我覺得，最容易產生效果、最吸引眼球的應該是全生命周期這個維度上的各類應用；而其原點，即生產設備互聯(lián)，恰恰相反，是最難取得突破、最硬核的點，也是離普通人最遠、最沒有感受的點，更是應該投入力量解決的基礎關鍵點。

　　總結

　　工業(yè)互聯(lián)網的邊界在企業(yè)數(shù)字化，核心趨勢是生產全要素之間更廣泛的互聯(lián)互通，互聯(lián)互通在全生產系統(tǒng)、全產業(yè)鏈、全生命周期三個維度上展開，三個維度的原點在于生產設備的互聯(lián)，這也正是IT與OT技術的交匯點。有了邊界、維度、原點，工業(yè)互聯(lián)網的空間也就形成了。各項技術與各類應用在這個空間中各就各位，共同推動工業(yè)升級。這就是工業(yè)互聯(lián)網的“美美與共，天下大同”。