“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新工業(yè)革命的基石。”

       這句話把工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(zhì)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(jīng)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(wǎng)中寄托著我國從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的美好期望。

       “互聯(lián)網(wǎng)下半場是屬于產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。”

                                                               ——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(wǎng)的吸引力還來自互聯(lián)網(wǎng)。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(wǎng)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(wǎng)的結(jié)合充滿了期待。

       所以人們愿意了解學習工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。但是人們很快發(fā)現(xiàn)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)當真是海納百川，覆蓋的內(nèi)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(wǎng)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(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）在2020年發(fā)布的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)垂直行業(yè)應用案例中，包括制造與工藝管理、產(chǎn)品研發(fā)設計、資源配置協(xié)同、企業(yè)運營管理、生產(chǎn)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(lǐng)域，涉及的技術(shù)包括5G、SDN、TSN、工業(yè)PON、SD-WAN、機器視覺、數(shù)據(jù)挖掘、工業(yè)大腦、AGV、深度學習、人工智能、大數(shù)據(jù)、AR/VR、區(qū)塊鏈、數(shù)據(jù)中心、邊緣計算、云平臺、物聯(lián)網(wǎng)、SaaS等，將這些年流行的計算機、通信技術(shù)一網(wǎng)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(wǎng)”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(wǎng)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(wǎng)作為IT（信息技術(shù)）與OT（操作技術(shù)或生產(chǎn)技術(shù)）技術(shù)融合的產(chǎn)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(wǎng)究竟姓“工”還是姓“網(wǎng)”的爭論。

       梅宏院士講過一段有趣的經(jīng)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(wǎng)絡（SDN）。

       “信息技術(shù)企業(yè)看工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(shù)企業(yè)提著豬頭找不到廟門，這多尷尬。

       工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心在哪里？

       為了理解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)的內(nèi)涵和外延不斷豐富；2. 維度：理解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的框架；3. 原點：IT與OT的交匯點。

1. 邊界：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵和外延不斷豐富

       我以前向別人介紹物聯(lián)網(wǎng)的時候，往往略去定義，坦白承認物聯(lián)網(wǎng)是個筐，筐中裝滿了各項具體的技術(shù)。我這樣做也是因為吸取了經(jīng)驗教訓。物聯(lián)網(wǎng)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(nèi)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(wǎng)的千姿百態(tài)。

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

       工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)甚至還有點出圈。它帶著互聯(lián)網(wǎng)的光環(huán)，不僅僅要解決生產(chǎn)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(chǎn)運營、研發(fā)創(chuàng)新、組織機制等。這樣一來，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)極大地拓展了邊界，與企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型站到了一起，希望利用互聯(lián)網(wǎng)解決企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中的所有問題。拎著互聯(lián)網(wǎng)（IT技術(shù)）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(wǎng)不僅僅是互聯(lián)網(wǎng)，而是先進信息技術(shù)的代稱，包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈等。2017年11月，國務院印發(fā)《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導意見》，其中就涉及了互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能。而在此之前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)融合發(fā)展等面貌出現(xiàn)在國家政策中。因此，至少在國內(nèi)的語境下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蘊含工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、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(wǎng)跳出了技術(shù)圈，也未必不可能。回想一下互聯(lián)網(wǎng)這三個字，脫胎于計算機互聯(lián)，但是早已脫離了技術(shù)領(lǐng)域。比如，同學們找工作時去的互聯(lián)網(wǎng)公司，不再是制造網(wǎng)絡設備的華為思科，也不再是提供互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)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(jié)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(jié)什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，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(wǎng)搭邊。當然，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是有邊界的，就是企業(yè)數(shù)字化；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也是有重點的，也就是我后面將要介紹的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(zhuǎn)型做貢獻的技術(shù)都可以算是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。不同的技術(shù)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(wǎng)的“各美其美、美人之美”。

2. 維度：理解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的框架

       隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵的不斷豐富，準確概括并清晰梳理工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容就變得愈加困難。中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分為網(wǎng)絡、平臺、安全三部分。“網(wǎng)絡是基礎(chǔ)、平臺是核心、安全是保障”，這是大家耳熟能詳?shù)摹９I(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也有類似的劃分理念，分為網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)、安全三部分。

       我在這里選擇一種不同的方式來構(gòu)造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)。因為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含的內(nèi)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(wǎng)。一個趨勢就是互聯(lián)——全生產(chǎn)要素的互聯(lián)互通。隨著聯(lián)網(wǎng)設備的不斷增加，工業(yè)生產(chǎn)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(chǔ)。三個維度是指“全生產(chǎn)系統(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期”。整合起來，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)就是互聯(lián)在三個維度上不斷擴展。

       維度一：全生產(chǎn)系統(tǒng)互聯(lián)。企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的發(fā)展逐漸將企業(yè)內(nèi)的BI、ERP、MES、SCADA等全生產(chǎn)系統(tǒng)連接起來，使得信息技術(shù)與生產(chǎn)技術(shù)深度融合。在這些生產(chǎn)系統(tǒng)中，PLC與S/A（Sensor、Actuator）工作在生產(chǎn)現(xiàn)場，它們由現(xiàn)場級網(wǎng)絡連接起來，在這一層級中，OT技術(shù)是主導。在現(xiàn)場級網(wǎng)絡之上，是車間級網(wǎng)絡，SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）通常接入到這一級網(wǎng)絡，這里也是IT技術(shù)與OT技術(shù)交匯融合的區(qū)域。再往上則是工廠級網(wǎng)絡，MES（Manufacturing Execution System）就連接在這一級網(wǎng)絡中。在這兩層網(wǎng)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(jù)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(wǎng)絡上，并通過網(wǎng)絡防火墻與工廠級網(wǎng)絡分隔。在“全生產(chǎn)系統(tǒng)”這一維度上，隨著我們逐漸遠離生產(chǎn)現(xiàn)場，OT技術(shù)的比重在逐漸下降，IT技術(shù)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(chǎn)業(yè)鏈互聯(lián)。產(chǎn)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(gòu)等，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)平臺能夠把分散在不同地區(qū)的生產(chǎn)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?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通的重要基礎(chǔ)設施。同時，跨越公網(wǎng)的網(wǎng)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(chǎn)品的全生命周期當中，物聯(lián)網(wǎng)等重要技術(shù)將使得產(chǎn)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(chǎn)品的個性化定制。產(chǎn)品出廠后，其裝備的各種傳感器將不斷監(jiān)控產(chǎn)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(wǎng)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(wǎng)，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(nèi)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(wǎng)四大應用場景（智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡化協(xié)同、服務化延伸、個性化定制）可以分別對應全生產(chǎn)系統(tǒng)、全產(chǎn)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(wǎng)三大產(chǎn)業(yè)生態(tài)（生產(chǎn)端、產(chǎn)品端、平臺端）可以分別對應全生產(chǎn)系統(tǒng)、全生命周期、全產(chǎn)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(gòu)（RAMI4.0）中的從產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(shù)角度來解釋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，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(wǎng)三網(wǎng)四層結(jié)構(gòu)以及AII的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.0。三網(wǎng)四層結(jié)構(gòu)最簡潔清晰，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)劃分為“實體聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)、服務聯(lián)網(wǎng)”三網(wǎng)以及“智能感知、網(wǎng)絡互聯(lián)、數(shù)據(jù)分析、開放服務”四層。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)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(wǎng)——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(wǎng)在三個維度六個方向上延伸，形成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)。一般來講，物聯(lián)網(wǎng)分為感知識別、網(wǎng)絡通信、管理服務、綜合應用四層，每層都有多種具體的技術(shù)形式，例如RFID、傳感網(wǎng)、定位、自組網(wǎng)、低功耗廣域網(wǎng)等。盡管各項技術(shù)都很重要，物聯(lián)網(wǎng)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(chǎn)品電子碼（Electronic Product Code, EPC）的概念，并在此基礎(chǔ)上研究利用RFID、無線網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建物物互聯(lián)的解決方案。從此，物聯(lián)網(wǎng)有了發(fā)展的原點，各項其它技術(shù)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(wǎng)的原點在IT與OT技術(shù)的交叉點，說得更準確一點，就是生產(chǎn)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(jù)互聯(lián)、服務互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過20年的發(fā)展，已經(jīng)可以提供用于物品互聯(lián)的一系列技術(shù)。盡管如此，人們發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)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(shù)跑馬圈地，沒有歷史包袱，解決的是沒有上網(wǎng)能力的物品如何上網(wǎng)；而生產(chǎn)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(chǎn)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(wǎng)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(wǎng)絡（TSN）作為一種開放的、標準的、統(tǒng)一的新一代網(wǎng)絡技術(shù)應運而生，一方面，TSN兼容傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)，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(diào)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(chǎn)設備對網(wǎng)絡傳輸?shù)男枨蟆?

       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(jù)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(jié)合（OPC UA over TSN）將成為支撐原點（IT與OT融合）的網(wǎng)絡解決方案。與 TSN 一樣，OPC UA 是一種開放的標準技術(shù)，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(chǎn)系統(tǒng)維度上，智能化生產(chǎn)的需要生產(chǎn)設備與ERP、BI系統(tǒng)的互聯(lián)。單純的自動化、無人化生產(chǎn)可以僅通過OT技術(shù)實現(xiàn)，而智能化生產(chǎn)要在這些基礎(chǔ)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(chǎn)設備的生產(chǎn)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(chǎn)系統(tǒng)上，需要生產(chǎn)設備與用戶需求的互聯(lián)。因為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要解決的問題是大規(guī)模個性化生產(chǎn)，單獨的大規(guī)模生產(chǎn)和個性化定制都不是難題，兩者結(jié)合起來才是難題。在全產(chǎn)業(yè)鏈的維度上，網(wǎng)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(gòu)，讓企業(yè)充分利用產(chǎn)業(yè)鏈上下游的信息，更高效的管理生產(chǎn)資源，而這些最終也要體現(xiàn)到生產(chǎn)系統(tǒng)上，需要生產(chǎn)設備與產(chǎn)業(yè)鏈上下游的互聯(lián)。

       原點不一定是最受關(guān)注的點，也不一定是最先取得突破的點。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，我覺得，最容易產(chǎn)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(chǎn)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(chǔ)關(guān)鍵點。

總結(jié)