最近和朋友們討論起工業(yè)軟件話(huà)題，又談到了基礎(chǔ)的模型問(wèn)題—即，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)繞不開(kāi)的話(huà)題，你必須把工業(yè)那些原有的基礎(chǔ)模型，那些大量測(cè)試驗(yàn)證道路走完才行，否則，就無(wú)法真正的對(duì)制造業(yè)有什么大的幫助—僅僅成為2VC或2BT(補(bǔ)貼)的平臺(tái)。

這篇稿子中的內(nèi)容大概是在夏天的時(shí)候?qū)懲甑模牡念}目是“三無(wú)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能否支撐制造業(yè)的未來(lái)”，發(fā)給幾個(gè)朋友看了看，他們都覺(jué)得還是溫和一點(diǎn)比較好，想來(lái)也是，似乎有打擊一大片的嫌疑，后來(lái)想改改口氣和語(yǔ)調(diào)，不過(guò)，有時(shí)候?qū)憱|西就是這樣，當(dāng)你一口氣寫(xiě)完，如果讓你再改，大概也就沒(méi)有了當(dāng)時(shí)的興趣，最近和朋友們討論起工業(yè)軟件話(huà)題，又談到了基礎(chǔ)的模型問(wèn)題—即，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)繞不開(kāi)的話(huà)題，你必須把工業(yè)那些原有的基礎(chǔ)模型，那些大量測(cè)試驗(yàn)證道路走完才行，否則，就無(wú)法真正的對(duì)制造業(yè)有什么大的幫助—僅僅成為2VC或2BT(補(bǔ)貼)的平臺(tái)。

我們互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)是什么?

世界經(jīng)濟(jì)論壇在2014年的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)障礙調(diào)研中發(fā)現(xiàn)第一大障礙是“缺乏互操作標(biāo)準(zhǔn)”，這個(gè)問(wèn)題比較典型，按照我們反復(fù)強(qiáng)調(diào)的，如果你沒(méi)有數(shù)據(jù)的統(tǒng)一規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，即OPC UA(在分布式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)象的描述)的信息建模，那么就意味著大量的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作和工程量投入，那么，第一步數(shù)據(jù)連接的問(wèn)題將會(huì)變得沒(méi)有“經(jīng)濟(jì)性”，因此，現(xiàn)在的實(shí)際情況就是，很多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)公司的本質(zhì)可能更多在于“導(dǎo)表”，這是個(gè)體力活，其實(shí)，你聽(tīng)上去高大上，但是實(shí)際上是個(gè)沒(méi)有技術(shù)含量的活，我必須強(qiáng)調(diào)的是，沒(méi)有OPC UA肯定可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接，沒(méi)有人說(shuō)必須、一定要采用OPC UA這樣的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，但是，OPC UA會(huì)是一個(gè)必然的道路，就是說(shuō)，如果你不想走OPC UA這條路，但是，按照最經(jīng)濟(jì)有效的設(shè)計(jì)道路走的話(huà)，你可能最終還是會(huì)設(shè)計(jì)成OPC UA這個(gè)樣子，你可以叫自己的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，這個(gè)沒(méi)所謂。

因?yàn)槿绻唤鉀Q經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，現(xiàn)在大量的人力投入在數(shù)據(jù)連接、驅(qū)動(dòng)、接口的調(diào)試上，想想人工成本，尤其是來(lái)自IT的工程師成本，這肯定是場(chǎng)災(zāi)難。

因此，我特別擔(dān)心他們何時(shí)盈利的問(wèn)題，我想目前國(guó)內(nèi)有200多個(gè)所謂的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，我實(shí)在擔(dān)心他們的盈利能力，因?yàn)?，傳統(tǒng)的自動(dòng)化廠商其實(shí)都有穩(wěn)定的盈利模式，包括像Microsoft、華為這樣的軟件、通信平臺(tái)提供者，目前的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)公司其實(shí)都沒(méi)有所謂的技術(shù)，其實(shí)實(shí)在現(xiàn)有這些大廠的基礎(chǔ)上“攢”的一個(gè)平臺(tái)—畢竟，你以為平臺(tái)真的那么容易開(kāi)發(fā)啊?

借助于開(kāi)放的IT技術(shù)來(lái)攢一個(gè)所謂的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)這件事情，OT的人都可以干，我覺(jué)得我的確比較委婉，按照戴老師的話(huà)就是，其實(shí)制造業(yè)沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)照樣在運(yùn)行，因此，就目前的生存而言，對(duì)于制造企業(yè)而言，可能沒(méi)有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)倒沒(méi)有問(wèn)題—除非如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)們所說(shuō)的能夠帶來(lái)生產(chǎn)效率的真實(shí)的提升和優(yōu)化。

關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的這個(gè)疑問(wèn)來(lái)自于似乎很多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)從業(yè)者對(duì)工業(yè)的通信了解非常少，究竟有多少現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)這個(gè)問(wèn)題不斷被問(wèn)及，而至于制定規(guī)范，OPC UA ,TSN也少有人了解，因此，我想沒(méi)有通信規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，這些平臺(tái)和別人怎么交互，多個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)之間怎么交互?

有沒(méi)有自己的開(kāi)發(fā)工具?

對(duì)于所謂的“平臺(tái)”，我一直比較困惑，因?yàn)?，我一直覺(jué)得“平臺(tái)”這個(gè)東西必須是一個(gè)完整的架構(gòu)才能稱(chēng)之為平臺(tái)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，為什么就會(huì)有一個(gè)平臺(tái)呢?云，那就是云的架構(gòu)，一般由已有的技術(shù)提供商來(lái)提供，一個(gè)平臺(tái)是不是應(yīng)該包括以下幾個(gè)部分啊?

(1)運(yùn)行時(shí)(Runtime)，參考Linux、Windows的Kernal，你是否需要一個(gè)核心的任務(wù)調(diào)度機(jī)制啊?這個(gè)當(dāng)然我不懂，不過(guò)，PLC都是有任務(wù)調(diào)度的，如VxWorks的實(shí)時(shí)控制循環(huán)，通信調(diào)度。

當(dāng)然了，對(duì)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這些廠商用的什么runtime我不了解—不過(guò)，既然做工業(yè)，它就必須考慮“實(shí)時(shí)”調(diào)度問(wèn)題，這跟非工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景不同，因?yàn)榉枪I(yè)場(chǎng)景，你的操作系統(tǒng)可以是非實(shí)時(shí)的系統(tǒng)。

(2)開(kāi)發(fā)環(huán)境，無(wú)論是Microsoft.net還是Java，或者像貝加萊的Automation Studio、Siemens 的Portal，它總是需要一個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境，這個(gè)環(huán)境能夠?qū)Σ煌拈_(kāi)發(fā)庫(kù)進(jìn)行集成，并且對(duì)不同的底層通信開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)可以被調(diào)用，我不大懂，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境是什么?

(3)開(kāi)發(fā)工具，無(wú)論是C/C++,Java,Python或者其它任何語(yǔ)言，你用什么開(kāi)發(fā)，那你就會(huì)牽扯到不同的API，那么這些平臺(tái)與這些開(kāi)發(fā)工具之間是怎么集成的?

如果這么多公司號(hào)稱(chēng)有“平臺(tái)”，那我想知道目前這些平臺(tái)里的運(yùn)行時(shí)、開(kāi)發(fā)環(huán)境、開(kāi)發(fā)工具都是些什么呢?

如果工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的企業(yè)不說(shuō)要替代現(xiàn)有的制造業(yè)運(yùn)行架構(gòu)，我們當(dāng)然不會(huì)關(guān)心這個(gè)問(wèn)題，但是，有些工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)號(hào)稱(chēng)要替代現(xiàn)有的架構(gòu)，我想這個(gè)問(wèn)題就有討論的必要了，就是你目前的操作系統(tǒng)是否具有實(shí)時(shí)能力?你的網(wǎng)絡(luò)—很多對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)都不是很了解的人怎么知道數(shù)據(jù)怎么連接呢?并且很多人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的了解基本上仍然停留在Modbus和CAN總線(xiàn)的年代—看了很多他們做的演講稿，談到底層設(shè)備往往就說(shuō)Modbus和CAN，其實(shí)，現(xiàn)在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)主體是實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，至于OPC UA over TSN，連自動(dòng)化圈里目前能講清楚并投入研發(fā)應(yīng)用的還不多，我特別想知道的就是難道我不懂人家的牛，如果你號(hào)稱(chēng)“平臺(tái)”且想要顛覆現(xiàn)在的架構(gòu)，我就特別想了解如何顛覆的?好讓我們知道人生應(yīng)該走向何方。

另外一個(gè)就是覺(jué)得似乎大部分工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的人對(duì)PLC的了解似乎仍然停留在20年前的“邏輯”控制時(shí)代，其實(shí)今天工業(yè)里的控制器早已不是過(guò)去的“可編程邏輯控制器”那么簡(jiǎn)單了，現(xiàn)在的PLC可以玩什么呢?

-->機(jī)器學(xué)習(xí)，No Problem，其實(shí)，機(jī)器學(xué)習(xí)就是算法問(wèn)題，那么這個(gè)算法是運(yùn)行在你的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上，還是運(yùn)行在PLC上，你以為PLC不能運(yùn)行算法，那可能你對(duì)今天的PLC了解太少，PLC完全可以跑個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，什么GA、貝葉斯這些都可以玩，因?yàn)椋赩xWorks、RTOS架構(gòu)下的PLC可以支持高級(jí)語(yǔ)言編程，在1992年貝加萊推出的黑色系列當(dāng)年運(yùn)行的就是PSOS+的定性分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，那個(gè)年代就可以用BASIC編程了，現(xiàn)在，你想C/C++,Python其實(shí)都可以。

-->復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制：在20年前這個(gè)事情也可以做的，控制器的架構(gòu)之前是采用PLC+專(zhuān)用運(yùn)動(dòng)控制模塊，在90年代就有這樣的架構(gòu)，而運(yùn)動(dòng)控制在本質(zhì)上是數(shù)學(xué)問(wèn)題，CNC是插補(bǔ)算法，而機(jī)器人則是齊次變換庫(kù)，那么這些數(shù)學(xué)問(wèn)題運(yùn)行在一個(gè)強(qiáng)大的硬件處理器上和RTOS上同樣是可以的。

-->機(jī)器人，機(jī)器人通常也是采用嵌入式操作系統(tǒng)+Windows兩個(gè)，現(xiàn)在的控制器都可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)。

-->回路調(diào)節(jié)—回路調(diào)節(jié)也在于算法。

歸根結(jié)底一句話(huà)，工業(yè)控制的本質(zhì)是數(shù)學(xué)，無(wú)論是哥柯諾莫夫的系統(tǒng)論—奠定了今天人工智能的各種數(shù)學(xué)模型，維納的控制論、香農(nóng)的信息論，其實(shí)都是數(shù)學(xué)問(wèn)題，工業(yè)領(lǐng)域都是數(shù)學(xué)問(wèn)題，這個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題運(yùn)行在PLC上、PC上還是云上?這個(gè)不重要，用什么來(lái)做這件事情是由經(jīng)濟(jì)性來(lái)決定的。

但是，換個(gè)角度，自動(dòng)化卻不斷的在采用IT技術(shù)來(lái)擴(kuò)展自身，包括以太網(wǎng)的使用、Web技術(shù)在控制器中的應(yīng)用、新的FPGA芯片、MATLAB/Simulink、FMU/FMI都往自動(dòng)化平臺(tái)上集成，以擴(kuò)展自身的能力，因此，好像工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的總想顛覆制造業(yè)，但是，工業(yè)的人似乎沒(méi)有想過(guò)要顛覆誰(shuí)。

有多少模型的積累?

很多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)都覺(jué)得“數(shù)字孿生”這個(gè)詞可有意思了，覺(jué)得人工智能可有前途了，但是，我覺(jué)得可能他們忽視了幾個(gè)問(wèn)題：

(1)我們有模型嗎?

在一個(gè)通過(guò)“測(cè)繪”或“逆向工程”而發(fā)展了很多年基礎(chǔ)上的制造業(yè)，原始性的設(shè)計(jì)實(shí)際上是非常少的，因?yàn)樵瓌?chuàng)性設(shè)計(jì)需要建模，并且去測(cè)試驗(yàn)證，而我們簡(jiǎn)化了這個(gè)最為耗費(fèi)研發(fā)投入的過(guò)程，直接測(cè)繪了已經(jīng)被驗(yàn)證的設(shè)計(jì)，這個(gè)的確降低了成本，也縮短了研發(fā)周期，但是，這也使得我們沒(méi)有基礎(chǔ)的模型，知其然不知其所以然—知道“What”，卻不知道“Why”—這個(gè)模型基礎(chǔ)弱，就會(huì)導(dǎo)致所有的學(xué)習(xí)算法必須“空轉(zhuǎn)”，無(wú)法去驗(yàn)證。

2018年上海有兩家公司分別因?yàn)榍謾?quán)而賠付達(dá)索1000萬(wàn)，他們不愿意買(mǎi)正版的軟件平臺(tái)來(lái)用，認(rèn)為它太貴，但是，實(shí)際上，這些建模仿真軟件設(shè)計(jì)目的都是降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的，如果你真的按照原創(chuàng)設(shè)計(jì)，構(gòu)建物理模型、制作原型、測(cè)試、修改的循環(huán)，那么真正的研發(fā)就極其燒錢(qián)，這個(gè)時(shí)候你發(fā)現(xiàn)用建模仿真是可以大幅降低成本的，你一定會(huì)覺(jué)得買(mǎi)這些正版的軟件是非常合算的，我想他們不愿意買(mǎi)的原因是他們僅僅是為了“繪圖”的功能—因?yàn)楣?yīng)鏈需要采用這個(gè)軟件的圖紙。

在一個(gè)沒(méi)有模型基礎(chǔ)上，你如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生?如何進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)?

有些人覺(jué)得機(jī)器學(xué)習(xí)可以解決很多問(wèn)題，還打算用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)代替現(xiàn)有的控制模型

按照之前柴院士有一次聊到的話(huà)題，你在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景里的學(xué)習(xí)很多都是大數(shù)據(jù)小問(wèn)題，但是，在工業(yè)里是小數(shù)據(jù)，大問(wèn)題，并且可解釋性成為了障礙—你說(shuō)這樣學(xué)習(xí)可以，但，能解釋嗎?它有什么潛在的風(fēng)險(xiǎn)嗎?如果說(shuō)0.1%的不確定，那么對(duì)工業(yè)而言，也是不可接受的。

很多人號(hào)稱(chēng)要通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)改變工業(yè)現(xiàn)有的模式，你必須明白一點(diǎn)“傳統(tǒng)”那些模型實(shí)際上是“最經(jīng)濟(jì)”的，學(xué)習(xí)模型的成本是比較高的，而且，機(jī)器學(xué)習(xí)模型主要解決“非線(xiàn)性”部分的，即，觀測(cè)器對(duì)現(xiàn)有的控制模型觀測(cè)中，無(wú)法求導(dǎo)的那部分任務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí)—因此在單個(gè)控制系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到局部最優(yōu)的情況下，工業(yè)里一直在尋找更為復(fù)雜的動(dòng)態(tài)下的最優(yōu)，以前這個(gè)是算力不足，但是，現(xiàn)在的芯片、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得這件事情變得可行—那么IT的貢獻(xiàn)在于工具和平臺(tái)的貢獻(xiàn)—就像很多人認(rèn)為西醫(yī)目前最大的進(jìn)步來(lái)自于測(cè)量工具的水平提高了，而非就在模型方面的貢獻(xiàn)，因?yàn)楣I(yè)做這些已經(jīng)非常久的歷史了。

這也是我比較奇怪的，那些真正提供平臺(tái)的企業(yè)如Microsoft、華為這些本身有非常強(qiáng)大平臺(tái)、研發(fā)支撐的企業(yè)倒是很低調(diào)，定位自己的角色在于平臺(tái)與工具。

但是，很多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)—特別強(qiáng)調(diào)一下，說(shuō)自己屬于“平臺(tái)”的—我覺(jué)得你這些平臺(tái)可能只是微軟、IBM、華為他們的“系統(tǒng)集成”角色比較合適，如果是這個(gè)角色，那就必須要深入工業(yè)中的應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)上，那么就有很多問(wèn)題需要解決

(1)你知道該怎么為復(fù)雜的參數(shù)進(jìn)行分析嗎?可能你連這些參數(shù)是什么都不知道，但是，你一旦要進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，如果沒(méi)有一個(gè)資深業(yè)內(nèi)工藝專(zhuān)家，你根本就沒(méi)有任何可能性進(jìn)行學(xué)習(xí)。

(2)你的模型是什么?就是網(wǎng)上下載的開(kāi)源學(xué)習(xí)代碼?這個(gè)要是能玩的話(huà)，那制造業(yè)的工藝專(zhuān)家為什么不自己玩，非要你來(lái)給我玩?

數(shù)據(jù)真的那么容易獲取嗎

這是個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，之前我曾經(jīng)寫(xiě)過(guò)，預(yù)測(cè)性維護(hù)的偽命題，即，如果這個(gè)機(jī)器故障數(shù)據(jù)很多，那么這個(gè)機(jī)器可能在客戶(hù)那里就會(huì)被淘汰。

第二個(gè)問(wèn)題是，如果你能采集到故障信號(hào)，但是，故障數(shù)據(jù)可能是很少的—而與之對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)如果缺乏完整性的話(huà)，這個(gè)模型就無(wú)法學(xué)習(xí)到真正的原因，而這個(gè)就需要大量的積累經(jīng)驗(yàn)。

因此，數(shù)字化的學(xué)習(xí)必須與實(shí)際的模型相結(jié)合，在這方面，擁有自主模型的工業(yè)基因的企業(yè)反倒是有條件的，但是，就是缺乏數(shù)字化工具。

但是，如果你是做平臺(tái)的，你有榔頭卻沒(méi)有釘子就比較尷尬了

三無(wú)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能活多久?

在風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)比較熱鬧的時(shí)候，國(guó)內(nèi)蜂擁而上的有89家主機(jī)制造商(2012年左右)，那個(gè)時(shí)候大家就說(shuō)，這個(gè)行業(yè)最終能活下來(lái)的大約就15家，現(xiàn)在來(lái)看，這是真的，而光伏行業(yè)在熱的時(shí)候，那場(chǎng)景就是做鞋子、做襪子、打火機(jī)的都蜂擁而上的去做光伏了，太賺錢(qián)了，現(xiàn)在呢?

對(duì)的，我們主要想說(shuō)的是“有標(biāo)準(zhǔn)”、“有工具”、“有模型”的平臺(tái)才能真正在未來(lái)為制造業(yè)賦能、帶來(lái)轉(zhuǎn)型的效率提升，否則，就是風(fēng)險(xiǎn)投資中的“風(fēng)險(xiǎn)”而不是“投資”