導讀

工業(yè)互聯網這兩三年很火爆，尤其是今年發(fā)展很快。作為“新基建”的重要建設內容之一，已經被各界給予了高度重視，各級政府相繼出臺有關支持政策。但是對于工業(yè)互聯網的起源、技術邊界和業(yè)務范疇等，還存有很多模糊之處。

筆者摘錄《鑄魂：軟件定義制造》書中若干觀點，并加上最近的一些思考，借這兩天的工業(yè)互聯網線上峰會的東風，寫成此文，期待與大家共同思考。歡迎留言批評指正。

工業(yè)互聯網，從技術上說起源于幾十年前工業(yè)以太網和設備物聯網，從術語上說由中國上海可魯軟件公司在2007年提出，從普及上說得力于美國GE公司在2012年的大力提倡，以及國內各種有利因素的風云際會。 工業(yè)互聯網的“第一性原理”，就是要廣泛地聯接各種機器設備和工業(yè)系統(tǒng)，由此而實現“聯接-管控-優(yōu)化-效益”的基本邏輯：由聯接而實現數據采集，由數據采集而實現數據實時傳輸、設備實時監(jiān)測和設備行為的實時洞察，由此而有憑有據、精細化地進行工業(yè)資源的優(yōu)化配置，為企業(yè)提質增效。 采集分析海量數據，泛在聯接各種設備，優(yōu)化配置工業(yè)資源，是工業(yè)互聯網的基本內涵；全國大范圍、社會大尺度、跨行業(yè)大協(xié)作（“三大”——筆者于2020年2月文章中提出）是業(yè)界對它的基本期待。

一.工業(yè)互聯網的兩個網絡主體

工業(yè)互聯網到底發(fā)端于何時、源于何處？業(yè)界并沒有統(tǒng)一的說法。如果認為工業(yè)互聯網源自工業(yè)物聯網，其源頭應該是1999年誕生的物聯網；如果認為工業(yè)互聯網源自工業(yè)以太網，其源頭應是1969年誕生的PLC（可編程邏輯控制器）。 在1969年，科技與工業(yè)領域發(fā)生了很多彪炳史冊的事件，出現了影響全世界的UNIX操作系統(tǒng)、C語言、ARPANET（阿帕網）、IP協(xié)議、數據庫、PLC等新生事物。其中，PLC是工業(yè)以太網、現場總線的源頭，而阿帕網是因特網的鼻祖。 （1）工業(yè)以太網 PLC的出現，將第二次工業(yè)革命中以傳統(tǒng)的繼電器控制設備的方式，變成了PLC的控制方式，因此德國人將PLC的誕生作為第三次工業(yè)革命的發(fā)端。PLC在制造過程中至關重要。 在工廠里，各種設備組合成生產線，按照指定的步驟、順序和質量標準實現產品加工和組裝過程的工藝特點，決定了每一道工序、每一個生產環(huán)節(jié)都需要一個控制單元。因此，在PLC大量應用的過程中，問題也隨之而來：這些PLC形成了各自分立/孤立的信息孤島，彼此之間的通信是個大問題，于是出現了CCR（集控中心）來集中管理。 但是當集中控制規(guī)模過大、單元過于集中時，如果某一個關鍵路徑出現問題，可能會導致較大一片控制區(qū)域癱瘓，于是又有了分布式控制方式。當人們用導線把眾多的控制單元都聯接到一個網絡中后，各節(jié)點之間既能彼此正確通信，又不互相發(fā)生沖突，局域網的數據鏈路層功能就誕生了。 伴隨著工廠規(guī)模的擴大，需要控制的生產區(qū)域也不斷增大，車間的生產環(huán)境越來越復雜，需要控制的設備越來越多，聯接成本越來越高，當數字通信傳輸技術替代了模擬信號之后，現場總線的基本形態(tài)就形成了。后來各種傳感器、執(zhí)行器不斷融入數字技術，它們之間的通信就逐漸演變成為局域網，從CCR轉變成DDC（直接數字控制），再逐漸進化成DCS（分布式控制系統(tǒng)）。 1973年，施樂帕洛阿爾托研究中心的羅伯特·梅特卡夫，即“梅特卡夫定律”提出者，給他的老板寫了一篇有關以太網潛力的備忘錄，提出了以太網概念。1976年，梅特卡夫與其助手戴維·包格思發(fā)表了一篇名為《以太網：局域計算機網絡的分布式包交換技術》的文章，正式提出了以太網和有關技術。 以太網解決方案有效地滿足了工業(yè)應用對實時性能和耐用性的要求。當在以太網協(xié)議中封裝了特殊的工業(yè)協(xié)議后，工業(yè)以太網就誕生了。 （2）工業(yè)物聯網 物聯網在1999年由麻省理工學院（MIT）教授凱文·阿仕頓最早實踐和命名，將諸如RFID芯片或傳感器加在物件上，然后接入互聯網。在2002年，物聯網用于工業(yè)領域，于是就有了工業(yè)物聯網。 工業(yè)物聯網是在工業(yè)外部誕生的、隨后又快速滲透到工業(yè)領域的聯接機器設備的工業(yè)聯網解決方案。近些年，工業(yè)物聯的聯接范圍已經遠遠超越并涵蓋了工業(yè)以太網的聯接范圍，讓工業(yè)以太網成為了工業(yè)物聯網的子集。工業(yè)物聯網的內涵和定義還在發(fā)展變化中，業(yè)界不少企業(yè)、組織和專家認為工業(yè)物聯網非常接近工業(yè)互聯網，甚至就是工業(yè)互聯網。 工信部電子標準研究院發(fā)布的《工業(yè)物聯網白皮書》認為：“工業(yè)物聯網是通過工業(yè)資源的網絡互連、數據互通和系統(tǒng)互操作，實現制造原料的靈活配置、制造過程的按需執(zhí)行、制造工藝的合理優(yōu)化和制造環(huán)境的快速適應，達到資源的高效利用，從而構建服務驅動型的新工業(yè)生態(tài)體系?！痹摱x把工業(yè)物聯網看作是工業(yè)互聯網的一個最大子集。迄今為止，國際產業(yè)組織或標準化機構尚未給出工業(yè)物聯網的權威定義。從現有資料來看，GE、西門子、博世等歐美企業(yè)，都定義自己的平臺是“工業(yè)物聯網”平臺。 綜上所述，工業(yè)以太網和工業(yè)物聯網是工業(yè)互聯網的鼻祖和源頭。工業(yè)以太網主要通過機器自帶的PLC上的通訊器來聯接機器，工業(yè)物聯網則通過傳感器、RFID來聯接設備和各種物件。這兩種聯網形式構成了工業(yè)互聯網的基本結構和主體，來聯接工業(yè)的“端（各種設備）”。 由阿帕網發(fā)展起來的因特網（華為任正非將其稱作電信互聯網）并不能成為工業(yè)互聯網的主體，而是工業(yè)互聯網的輔助與補充，其主要用途是聯接各種電腦、手機、平板等終端，形成社交/消費互聯網，成為工業(yè)互聯網的生態(tài)合作成員。 所謂“工業(yè)/產業(yè)互聯網是互聯網的下半場”的說法，是不了解上述發(fā)展歷史的人一種主觀臆斷和誤導。這個說法中的“互聯網”是一個缺乏明確所指的概念，不知道是指電信互聯網，還是指工業(yè)以太網和工業(yè)物聯網？但是無論指哪一個，這句話都無法成立：如果是指電信互聯網，無論是其“上半場”還是“下半場”，一直是聯接電腦終端，構建了社交消費互聯網，未曾、也無法聯接工業(yè)設備；如果是指工業(yè)以太網和工業(yè)物聯網，那么它們從來就是聯接工業(yè)設備的網絡，是工業(yè)互聯網的源頭和網絡主體，從“上半場”就一直在勤勉工作，又何來“下半場”之說呢？

二.工業(yè)互聯網的三個基本特征

工業(yè)互聯網是有清晰的技術與業(yè)務邊界的。其基本特征可以概括為三句話：（1）聯接工業(yè)要素 工業(yè)互聯網所聯接的各種“終端”，都是工業(yè)界的各種要素，例如工業(yè)人士經常說的“人、機、物”或者“人、機、料、法、環(huán)、測”，包括并不限于各種機器、設備、產線、物料、工藝、流程、設施、技能等。 從企業(yè)邊界來說，工業(yè)互聯網不僅聯接了企業(yè)內（可以分布式）的各種資源、在研品和在制品，而且可以超出企業(yè)邊界，聯接各種高價值的在用品（例如汽車、工程機械、風電/光伏設備等）。 （2）形成工業(yè)解決方案 在工業(yè)互聯網平臺上，可以形成各種針對工業(yè)問題的解決方案，如產品創(chuàng)新、產品研發(fā)改進、工藝創(chuàng)新、個性化定制、智能排產、精益生產、安全生產、產能檢測、預測式維護、節(jié)能減排、精細化運營等。 （3）為工業(yè)主體服務 工業(yè)互聯網源于工業(yè)，興于工業(yè)，也必須以工業(yè)為主體，服務于工業(yè)。建設工業(yè)強國，是中華民族偉大復興的基礎，國家之間的競爭，實際上是工業(yè)實力的競爭，是包括了各種工業(yè)產品（41個工業(yè)大類、207個中類、666個小類）以及工業(yè)互聯網（含工業(yè)互聯網平臺、工業(yè)APP）和工業(yè)軟件的工業(yè)實力之間的競爭。 工業(yè)互聯網平臺的范疇不宜盲目擴大。那些不聯接工業(yè)要素、不圍繞工業(yè)主體服務、且在第一產/第三產長期存在、商業(yè)模式非常成熟的各種平臺，包括但不限于威客平臺、商業(yè)物流平臺、電商平臺、外貿平臺、人聯網平臺、金融平臺、人力資源平臺、氣象平臺、農牧業(yè)平臺、建造平臺、醫(yī)療康養(yǎng)、政府招標平臺等等，它們并不是工業(yè)互聯網平臺，而是屬于可以與工業(yè)互聯網平臺互聯互通的合作平臺，是良好的生態(tài)合作伙伴。不同種類平臺之間的開放合作、業(yè)務聯接、融通發(fā)展，緊密合作，是工業(yè)互聯網生態(tài)體系的建設內容。筆者在“扎根頂天，生態(tài)者生存——邁向生態(tài)體系的工業(yè)互聯網”一文中已經有詳細介紹。 例如，國際知名農機制造商約翰迪爾的工業(yè)物聯網平臺，可以把與農機有關的土壤、氣象、銷售等平臺上的數據都打通集成，形成基于智能產品的服務，但是這并不意味著土壤、氣象、銷售等合作伙伴平臺都自動變成了約翰迪爾“工業(yè)物聯網平臺”，而是說明約翰迪爾的工業(yè)物聯網平臺有了很多的生態(tài)合作伙伴，形成了生態(tài)鏈網，可以在更豐富的需求約束條件下，更好地為研制新型智能農機，以智能機器為界面，為用戶提供更超出預期的服務。

三.工業(yè)互聯網的四個必須做到

“工業(yè)互聯網的核心還是工業(yè)”，這是《鑄魂》讀者群里專家的呼聲與基本判斷。因此，建設和應用工業(yè)互聯網，筆者認為有四個必須做到：基于工業(yè)場景，遵循工業(yè)規(guī)律，聚焦工業(yè)應用，提供工業(yè)價值。 （1）基于工業(yè)場景 服務于企業(yè)實際場景：如提高作業(yè)現場的生產效率，實現不同地域制造資源的最佳配置，按需研發(fā)定制個性化產品，遠程監(jiān)測高危產品，遠程監(jiān)測/維護高價值產品，排除企業(yè)的不安全因素，優(yōu)化供應鏈，智能物流倉儲等。 （2）遵循工業(yè)規(guī)律 是指在工業(yè)領域中，天量身軀，巨大空間，綿長時間，細分專業(yè)，嚴選材料，精算能耗，驗證模型，打磨軟件，耐心沉淀，反復迭代，高可靠，強因果，強關聯，確定的輸出結果等，是工業(yè)的基本屬性。因此工業(yè)規(guī)律就是要反復打磨與沉淀，不會出現一夜“爆款”的短期行為。 （3）聚焦工業(yè)應用 是指工業(yè)互聯網上，傳輸的是工業(yè)數據，承載的是工業(yè)知識，控制的是工業(yè)設備，解決的是工業(yè)問題，優(yōu)化的是工業(yè)資源配置。 （4）提供工業(yè)價值 工業(yè)互聯網可以從以下三個方面體現工業(yè)價值： ①超越時空限制，打破原有相對封閉、僵化固化的工業(yè)系統(tǒng)格局，以相對離散的形態(tài)，更靈活廣泛地聯接各種工業(yè)要素，展現跨領域、大系統(tǒng)級的聯接價值； ②打造支撐制造資源泛在聯接、彈性供給、高效配置的工業(yè)互聯網平臺，構建基于海量工業(yè)大數據采集、匯聚、分析的服務體系，形成新型價值鏈； ③基于對工業(yè)大數據的分析結果，洞察物理世界過去一直發(fā)生、但是無法觀測到的物理活動細節(jié)，挖掘隱藏的信息價值，做好研發(fā)、生產、服務與管理決策。最終，可以讓企業(yè)做到大范圍優(yōu)化配置工業(yè)資源，對企業(yè)的復雜系統(tǒng)進行精細化運營，進一步為企業(yè)提質增效，實現可持續(xù)發(fā)展。

四.工業(yè)互聯網的自身完善與融通發(fā)展

（1）工業(yè)互聯網還是工業(yè)局域網 對于“互聯網”一詞，源于其英文名internet的音譯，本意是“國際電腦互連網絡”。因此，國際、電腦、網絡，是它最重要的三個標簽。社交/消費互聯網早就是四通八達的國際互聯網絡了，極少有兩個終端之間發(fā)生無法對話交換數據的事件；而工業(yè)互聯網，目前還基本上是一個“工業(yè)局域網”，無論是哪一家的工業(yè)互聯網平臺，都是在相對有限的范圍內、聯接一定數量的設備，主要看業(yè)務需求和自身拓展能力而定。 有外聯需求且聯接能力強的平臺，已經走出國門，聯接了大量境外設備；無外聯需求或聯接能力弱的平臺，以聯接本地設備為主?？傮w上，工業(yè)互聯網還沒有發(fā)展到“國際互聯網”的聯接水平。因此拓展工業(yè)互聯網平臺的聯接能力是首要問題。 （2）工業(yè)互聯網生態(tài)建設日漸重要 國內工業(yè)互聯網平臺已經有了數百家。但是這些工業(yè)互聯網平臺之間基本上都是各自為戰(zhàn)、互不相聯的“數據孤島”，每個“孤島”各自聯接了業(yè)內一批客戶和開發(fā)者。先知先覺的平臺企業(yè)，開始注重工業(yè)互聯網的生態(tài)體系建設，盡量在延伸自己網絡上的各種“鏈”的觸角，在更多的領域、更大的范圍開疆拓土；而后知后覺的平臺企業(yè)，似乎還沒有建立工業(yè)互聯網生態(tài)體系的概念。未來工業(yè)互聯網的發(fā)展與競爭，實際上是工業(yè)互聯網生態(tài)體系的競爭。唯有注重工業(yè)互聯網的生態(tài)體系建設，方能行穩(wěn)致遠，做到可持續(xù)發(fā)展。 （3）工業(yè)互聯網“扶貧”勢在必行 大企業(yè)通常不會選用別人的工業(yè)互聯網平臺而自己開發(fā)，但是中小微企業(yè)不具備工業(yè)互聯網平臺的開發(fā)能力，是工業(yè)互聯網領域的“貧困戶”，他們應用工業(yè)互聯網的問題，是一個工業(yè)領域的實實在在的“扶貧”問題。 談及工業(yè)轉型升級，如果只有大型企業(yè)成功地加入新基建，應用工業(yè)互聯網，那么中國的工業(yè)轉型升級最多完成了一半。只有中國的中小微企業(yè)也大部分上了工業(yè)互聯網，才能說工業(yè)轉型升級走上了正軌。 目前，中小微企業(yè)只能選擇某一家的商用平臺，或者仰賴政府提供的工業(yè)云/工業(yè)互聯網的公共服務平臺。因此，工業(yè)互聯網的公共服務平臺建設就成了一個必須要解決、具有全局戰(zhàn)略意義的問題。（4）工業(yè)互聯網平臺的互聯互通 絕大部分工業(yè)互聯網平臺，不僅自身聯接工業(yè)要素的數量和能力不夠，與其它工業(yè)互聯網平臺之間的聯接更不夠。這造成了很多問題，如一個在平臺甲上客戶，能否因客觀原因而順利遷移到平臺乙？一款在平臺甲上開發(fā)成功的工業(yè)APP，能否順利遷移到平臺乙？否則重復開發(fā)、重復建設的內耗很嚴重。 因此，如何從目前的諸侯割據、各自為戰(zhàn)，發(fā)展到強強聯手、合作共贏，生態(tài)致勝，如何從工業(yè)局域網盡快過渡到工業(yè)互聯網，如何讓不同的工業(yè)互聯網平臺之間實現互聯互通、融通發(fā)展，是目前各個工業(yè)互聯網平臺提供商亟待思考、盡快破局、必須解決的關鍵問題。

五.小結

工業(yè)互聯網是從工業(yè)的內生需求與外部技術合力發(fā)展中誕生的新型工業(yè)網絡。它的面世迎合了新工業(yè)革命的發(fā)展需求，是兩化融合走向縱深的發(fā)展，是智能制造落地的關鍵基礎設施。 今年4月，工業(yè)互聯網被國家列為“新基建”項目，點名要加快建設；在剛剛過去的6月30日，中央再次要求“以智能制造為主攻方向，加快工業(yè)互聯網的創(chuàng)新發(fā)展”，充分表明國家對工業(yè)互聯網的高度重視。因此工業(yè)互聯網生逢其時，前景無限。 在工業(yè)互聯網的發(fā)展過程中，一定要領會和掌握工業(yè)互聯網的“兩個網絡主體、三個基本特征、四個必須做到”；要注意工業(yè)互聯網與電信互聯網的區(qū)別，不要把不是工業(yè)互聯網的內容納入工業(yè)互聯網；要特別注意工業(yè)互聯網平臺的融通發(fā)展和生態(tài)建設，以及工業(yè)互聯網發(fā)展中的“扶貧”問題。 （正文完）

【作者簡介】

趙敏，走向智能研究院執(zhí)行院長，中國發(fā)明協(xié)會常務理事，創(chuàng)新方法研究會常務理事，英諾維盛公司創(chuàng)始總經理。國內著名兩化融合/智能制造/工業(yè)互聯網/工業(yè)軟件專家，U-TRIZ創(chuàng)始人。正高級工程師。37年來一直致力于企業(yè)如何實現創(chuàng)新、轉型的研究與實踐，在國內外媒體和國際國內學術會議發(fā)表文章和論文百余篇，為企業(yè)解決200多技術難題。著有《創(chuàng)新的方法》、《TRIZ入門及實踐》、《知識工程與創(chuàng)新》、《TRIZ進階及實戰(zhàn)》、《三體智能革命》、《智能制造術語解讀》、《機·智：從數字化車間走向智能制造》、《鑄魂：軟件定義制造》等專著、合著。【版權聲明】

本文章由英諾維盛公司趙敏先生原創(chuàng)

原文標題：【名家】趙敏 | 深入認識工業(yè)互聯網：“兩個網絡主體、三個基本特征、四個必須做到?”

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