工业互联网的九大核心技术

工业互联网的九大核心技术工业互联网这个话题是由GE公司在2012年率先提出的。这个话题和后来2013年德国提出的工业4.0，可以说搅动了很多企业的神经。但是这些新的理念并不是空穴来风，它是工业化国家在过去几十年强大的技术积累，以及和互联网结合以后产生的新战略，新的技术布局以及对未来的一种新的愿景。如果我们单从互联网角度去解读这些愿景和战略，我认为是不够的。事实上工业互联网有强大的技术支撑。在工业互联网领域，我们要想获得持续、稳健的发展，需要具备坚实的技术基础。下面这张图将正在出现的以及未来可能出现的技术要素用结构化的方式展现出来，让大家对工业互联网所形成的技术和系统基础，有一个系统性的了解。在这个结构当中，最为基础是工业互联网的标准和系统安全体系，不同于已经成熟的商业互联网和人际互联网，工业互联网相关的技术标准还远远没有成形，可以讲不同技术阵营当中的博弈和争夺正在激烈展开。而且系统安全是比较薄弱的环节，这在相当程度上阻碍了工业互联网的开放，和彼此数据的交换。在未来我们可以预见到各个工业化的国家、组织乃至企业，以及科研机构，将围绕标准的设立和系统安全的共识和创建，进行大量的工作。这些基础性的工作是非常重要的，而且是战略性的。因此我们中国的企业家群体要非常关注这些基础性的工作，要抛弃那些可能假想性的，以及希望快速弯道超车的简单愿望。没有这些基础工作，要实现真正意义上的工业互联，是不可能的。在此之上还有三个非常关键的技术组件，一个称之为随处可及的超级计算终端。所谓随处可及的超级计算终端，是由传感器、强大的芯片以及因此产生的分布式强大计算能力所带来的，这个是因为芯片技术的普及和IPV6的寻址能力的扩张所带来的。第二类的组件基础，我们称为软件定义机器。所谓软件定义机器就是强大的、无处不在的超级计算终端，以及我们所使用的工业时代的各种设备的整合以后所出现的一种新的前景。未来硬件虽然重要，但是软件更加重要。硬件作为技术组件，相对软件赋予不同的功能，软件定义硬件和定义机器，将成为未来的大势所趋。由此产生的数据、模式、方法论和人工智能，将归结在知识工作的自动化领域，这个领域涉及大量新的技术。在这三个技术组件之上，是关于新型的工业流程。未来的工业流程将突破流程化，或者是离散化的传统定义。随着机器人的深度介入，将使得工业流程和工业生产的过程发生根本性的改变。工业生产将变成真正没有停息的全过程，因为机器人没有疲劳，而且机器人之间将进行深度的交流和自动化处理，使得生产效率突破人类介入方式的瓶颈，达到新的高峰。在分布式生产领域，3D打印作为分布式生产的一个代表，将成为一个新的明星，而且它使得个体、组织成为大型生产中间的一个个节点，彻底改变过去大规模生产方式，这将重新定义未来的工业流程。图中最上面这两个技术要素，将是人类意识或者人类所创造的虚拟世界与物理世界进行融合乃至整合。我认为人类意识将融入到机器当中，彼此发生深刻的互动。我们既可以控制机器，反过来机器也将能读懂我们的心意，彼此的交融互动，使得人类的意识世界和身外物理世界之间的融合进一步加深，甚至使得界限变的更加模糊。而虚拟世界是人类在物理世界之外构建的更加庞大的世界，它的整合效用、深度智能将是我们眼前的物理世界无法比拟的。最终我们所熟知的物理世界，也就是我们所熟的工业世界，将与虚拟世界完全整合，这是我们能看到的工业互联网的远景。这几个技术要素是非常重要的，而且正在形成未来工业基本技术的组件和技术支撑。下面我将就这九个方面，简单剖析一下。有一些是正在发生的技术事件、趋势。而更多的是正被人类考虑采纳的一些新的技术、措施、走向，非常值得我们认真的关注。总之，工业互联网不仅仅是互联网，它是更多传统的技术在新时代的综合性应用。每一个做企业的人都应该关注到这样的复杂、整合的整体，对我们带来的冲击以及新的机会。1、超级计算终端超级计算终端就是一些新的智能化设备，譬如汽车以及穿戴式设备，譬如带芯片的内衣。这些产品汹涌的势头正在成为我们所熟悉的物理世界的一个新的成员。这些产品的核心都是有一个强大的芯片。传统意义上的芯片王者英特尔公司正在意识到，在风起云涌的移动互联时代，他已经不行了。比如，ARM芯片结构，随着以苹果公司为代表的公司突起，正在取代传统的PC时代英特尔的王者地位。随处可及的超级智能终端，正在突破摩尔定律的芯片所赋予我们的想象空间。摩尔定律曾经预测，每将近两年时间，芯片的计算力会提高一倍，而价格会降一半。这是1965年的时候，英特尔公司曾经提出的遐想。过去了将近五十年，这个摩尔定律还没有看到尽头，即便摩尔定律在纳米级别碰到瓶颈，新的替代技术也正在出现。而且随着IPV6的寻址能力的无限拓展，我们人类可以预想，在未来每一个智能终端都可以有强大的计算能力以及寻址能力，所以物联网时代这两个关键的技术要素已经具备了。除了芯片技术竞赛以外，在这个行业里，正在进行激烈竞争的还有有关交互式互联进入标准的竞赛。在这里面有一些产业巨头正在形成产业联盟。譬如说包括三星、Nest以及谷歌公司进行联盟。Nest在2014年被谷歌公司斥资32亿美元收购。这家公司可以提供能源回馈系统，因此在美国有庞大的家庭用户，而这个为谷歌公司进入到家庭的能源管理系统提供了一个便捷的通道。同时出现在市场的是苹果公司，在2014年6月，苹果公司对外宣布了Homekit框架。Homekit框架被整合到苹果公司发布的iOS8系统当中，并且获得了飞利浦、霍尼韦尔等传统产业巨头的支持。苹果公司是希望通过Homekit进入到智能家居领域。在智能家居领域，过去几十年一直缺乏强有力的整合者，随着像苹果公司和谷歌公司的强势进入，这样的局面正在被打破，包括海尔公司也成为第一个满足IOS进入认证标准MFi的中国企业。随处可及超级计算终端，其实也是物联网领域，最近也在发生一些重大的事情，特别是关于技术的趋势和标准的出现。GE公司正在推出的工业操作系统Predix，这个工业操作系统得到非常多的美国传统企业的支持和加入。GE公司将它定位为工业操作系统，大家知道雄心以及对未来产业影响所在。包括中国华为公司也推出了LITEOS系统，希望在物联网领域占有一席之地，这些顶尖公司在这一方面的布局，正是希望在基本的标准，以及接入的交互式协议占有领先的一席之地。2、软件定义机器苹果公司发布iPhone之后，软件定义机器在工业界引起了大家的注意。这之前，传统的功能型手机是由厂家的功能设定来定义的。苹果发布iPhone以后，它的真正功能设定是用户通过下载软件来设定的，这对大量的工业企业带来了非常大的启发。正因为如此，在通讯时代曾经处于王者地位的诺基亚被迅速拉下马。而代表新的产业思维，用软件定义硬件带来新的功能和功能创想的苹果公司就后来居上赢得了胜利。软件定义硬件，互惠走出通讯和电子产品，成为工业界的未来和常态，我认为答案是一定的。理由很简单，在今天硬件产品和机械设备越来越低门槛和同质化竞争的时代，真正能够取得差异化优势的是软件。这是未来的趋势，而且各种嵌入式的软件和附加的软件功能，将越来越廉价化，软件产品的开发也越来越平台化，而软件产品的升级和维护也越来越云端化。这一趋势将有助于厂家更快地根据消费者需要，快速推出产品、升级产品，而消费者和工业的用户也会利用这样的优势获得廉价的服务和快速的产品，以及远程的维护服务。在这个基础上将来的产品会走向服务化，而这个服务化有两个特别明显的趋势。一个就是服务软件化，第二就是产品个性化。所谓服务软件化就是那些真正的趋向于标准化和模块化的工业产品，将以服务交互的方式替代过去产品的售卖方式。而在这个变化里，我认为首当其冲是两个行业。一个是汽车行业，一个是家用电器行业。汽车行业，现在打车软件的风行已经让我们看到了这个事情未来的端倪和趋势。汽车行业会不会变成未来的服务行业，汽车制造商会不会变成服务运营商的产品提供方，他们会不会离消费者越来越远？我想今天汽车行业很多人对此都会产生深深的恐惧，因为这将迎来一波来势凶猛的产业革命。第二个重要的趋势是产品个性化。产品个性化指的是消费者和客户将来可以利用软件平台互联网，为自己的产品进行客户化的定制，并且可以通过远程软件进行维护，来进行产品的升级。那么目前正在出现的是医疗行业，医疗的远程维护甚至诊断。包括我们一般用的家用产品、服装的定制，乃至于化妆品、其他个性化产品都会因此而风行。这是前一段时间所谓C2B模式的出现，在我《工业互联网》书里面讲到西门子用这种方式来为人造膝关节的流程里面植入新的制作工艺。3、知识工作自动化第三个关键的技术组件我称为知识工作自动化，这个概念由2013年麦肯锡公司率先提出的。麦肯锡公司预测在未来有十二种颠覆性的技术力量，他们出人意料的将“知识工作的自动化”排在了第二位。在这里知识工作自动化指的是信息处理的自动化，它涉及的范围是非常广泛的，包含常规的互联网信息交互，模式识别、人工智能、机器学习等等最前沿的技术。这种新型的基于信息和知识的工作方式，根据麦肯锡估计，未来会产生非常大的经济价值。预测2025年的时候，将产生的将近六万亿美元的新的经济增加价值，并且创造出相当于超过一个亿的全职雇员的产出能力。在这一领域，特别要提的就是人工智能。因为人工智能现在被很多研究机构和企业所高度关注，认为他是未来真正可以改变人类关键性的技术之一。譬如说人工智能非常重要的参与者IBM公司。他们最有名的实验是，在1997年，他们生产的计算机击败了人类的国际象棋大师。最新的成果是智能性的计算机，他们称为人知智能计算机。这个计算机帮助法律服务公司，向律师事务所进行文本的分析；包括医院进行医疗报告的分析。已经大量替代了人力，所以人工智能发展对将来人的工作提出了一个新的考验，也是一个挑战。但是人工智能的发展是跟算法密切相关，而这个算法又跟大数据技术密切关联。所以仅有大数据没有意义，关键是跟算法有关系。在算法突破方面可以这么讲，在工业方面还处于非常早期的阶段，原因是在传统的工业行业，对算法的采纳是并不先进的。那些有大量的生产的模拟，包括一些智能的处理的算法都是初级的。不管是传统意义上的模拟法，还是现在采用人脑的一些模拟的方法，人工智能的方法，都是属于非常早期的试验阶段。应该讲每一个工业企业在进行算法，就新的算法来更新原有的生产模式，包括对原有的生产和设计进行模拟方面，有大量的空间可以挖掘。算法会驱动芯片技术的进一步发展，特别是模拟人脑工作的芯片。IBM在这一方面也取得关键的突破。在2014年下半年，IBM对外宣布，他们发布了新一代的，成为神经凸出内核的芯片，叫Truenorth，这个芯片采用54亿个晶体管，来模拟人脑神经功能，而不是传统意义上逻辑计算功能。人工智能的发展和芯片技术的交互式的上升，也为人工智能的未来持续演进提供了非常强劲的技术基础。在这里特别想提示在工业互联网发展期间，每一个工业企业基于算法的革新是最为关键，甚至超过了大数据本身。4、跨企业的标准制定关于工业互联网方面的标准制定，应该讲现在是全球主要工业企业，乃至国家之间竞争的焦点。包括德国在内的这些企业和国家都意识到它的高度重要性。譬如在上世纪的近四十年的时间里，德国每年3.3%的GDP增长中，标准的贡献率占到了0.9%，仅次于资本投入，而且比国内创新和直接购买技术来的更加重要。因此掌握标准话语权是这些国家乃至企业，他们在未来进行战略布局非常关键的一步。在这一方面美国的企业也是走在全球的前列。2014年4月，以GE、AT&T、思科、IBM、英特尔五家企业为龙头所成立工业互联网联盟，就是在波士顿宣告成立。这个联盟迅速扩大到100多个会员公司，美国的企业在软件，互联网方面具有高度的优势，他们也希望在新的工业联盟这种开放式联盟合作架构下，建立一些新型的实施标准。刚才说GE的软件平台就想成为事实性的工业标准。当然这个领域是激烈的竞争和博弈，国家层面、企业层面都在做着积极的布局，中国的企业一定不能置身事外，一定要介入其中。要对这个标准和技术走向产生足够的影响和话语权作用才行。5、工业互联网的系统安全这个话题极其重要，但是在今天一波一波的热浪当中，大家似乎并没有把它做成一个重