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中國工程院院士鄔賀銓:工業互聯網ICT的新挑戰

    

    【慧聰通信網】尊敬的苗部長、趙院長、張總,各位領導、各位專家、各位嘉賓早上好。我演講題目是工業互聯網ICT的新挑戰,我們先說整個產業的數字化進程,我們走過了機械化、自動化、智能化,從流程電子化到管理數字化到生產自動化、運行網絡化、企業智能化,中國的互聯網+,數字化轉型,以提升效率為目標,以滿足客戶需求,同時以客戶體驗為目標,包括業務創新和企業文化的數字化。

    互聯網的演進也跟著整個產業發展,從互聯網、物聯網、工業互聯網、窄帶物聯網,互聯網+實際上是產業互聯網、消費互聯網和金融互聯網組合,三方面有不同的特點,既有關聯性,也有很大的不同性。工業互聯網的提高,首先是個性化,消費互聯網盡管面向十多億的網民,但是是共性的,而工業互聯網的不同企業都是個性的。消費互聯網是全球的,易于標準化,而企業網不見得需要全球聯網,所以企業內網連接的設備多種多樣,標準化難度很大。第二是門檻高,消費互聯網終端比較簡單,誰都可以用,很容易普及、升級,而工業互聯網涉及的生產設備多種多樣。工業互聯網的業務鏈條很長,模型復雜,甚至很多企業都講不清楚它的需求。所以不僅僅需要提供產品,還需要提供解決方案。另外工業互聯網在性能上有更高的要求,快速響應、可靠性、安全性,還有工業互聯網資本需求比較大。從人才上來看,既需要了解技術,又要了解企業的生產流程。往往實體經濟企業可能需要第三方的信息通信企業來支撐,但是既需要又害怕,為什么?怕被了解企業的技術訣竅、商業秘密,然后又為同行、競爭對手服務,所以有各種各樣的擔心。

    發展工業互聯網要有新的思路,從商業模式上看,消費互聯網往往是比燒錢、聚人氣、圈用戶、賺流量,從廣告到會員費作為收入,這種模式是沒有辦法復制到工業互聯網的,所以整個企業的轉型效益也只能間接計算。

    互聯網的靈魂是創新,對工業互聯網、消費互聯網都一樣,但是并不等于消費互聯網的模式思維完全可以用到工業互聯網上。實施主體也不一樣,工業互聯網需要更多的細分領域的龍頭企業支持。主體作用還是實體經濟的企業,整個生態也不一樣,消費互聯網依靠手機,靠IOS和安卓操作系統,能構建一個APPSTORE的平臺,能夠開放的第三方APP,而工業互聯網缺乏類似的平臺和工業APP,所以多數企業感覺到,工業互聯網看不清、摸不著、叫得響、熱得慢,原因有很多,很多人說傳統企業不夠積極我認為也有部分原因,但是我覺得是從技術本身,是不是已經具備了完全支撐工業互聯網角度來研究。

    我認為技術本身,有了基本的支撐條件,但是要滿足工業互聯網的要求,還有很多優化和工作需要做。特別是要跟工業的技術融合,我們現在已經在消費互聯網大量應用了新技術,但是還是不夠的。工業上也有工業的IT技術,包括傳感器、電路、檢控和數據獲取、制造執行系統、可編程邏輯控制器,工業上OT技術包括材料、機器、方法、測量、維護、管理、模型,這兩者需要結合,否則工業互聯網還是兩張皮。

    工業互聯網的通信協議,底層有監控系統,中間有企業內部的總線,上面可以連接各種各樣的數據庫,以及連接到外網,連接外網的時候,很多時候用現有的互聯網IP協議,可是在企業內部,基本上在物聯網是物聯網的協議,企業內網是以太網的協議,我們看到5G在工業互聯網上會有很大的應用,5G跟4G比有非常大的提升,5G有三大應用場景。增強移動寬帶、廣覆蓋大連接,超可靠、低時延,對消費互聯網會用5G,主要集中在增強移動寬帶,而增強移動寬帶包括工業互聯網的應用,2035年正常移動寬帶也就是占三個億左右,而其中針對鏈上消費者的有20%,廣覆蓋大連接超可靠、低時延,大量是面向工業互聯網的,可以說,到2035年,工業互聯網會占5G整體收入的80%,但是5G是適應工業互聯網的應用,5G的時延是一毫秒,可以使用大多數情況的工業應用,但是工業現實中通信,要求的通信周期是微秒級,同步進度是納秒級,可靠性五個9,甚至更高,5G現在還不能足夠來支撐這么低時延和高可靠的應用,但是這些低時延高可靠主要是指內網。

    所以實際到5G的工業互聯網的定位,到底是內網還是外網?我認為大量還是在外網,但是也不排除有一些野外的生產,會用5G作為內網應用。企業的內網,我們走過了生產縱線,以太網、工業以太網、和延時敏感網,在以太網上加上優先權的控制,通過犧牲一般業務的服務質量,來保證高要求業務的質量,所以企業內網也會發生一些變化,從以太網到TSN。除了NBIOT以外還需要其他互聯網標準嗎?對于大企業可能會用(英文)NR,基于運營商公網的NBIOT,速率并不高,20K和250K,對應的傳感器是固定的。不能支撐大連接,工業機器人,傳感器是移動的,而且需要大連接和多種帶寬,甚至需要跟人對話,所以5G需要開發一些適應工業互聯網的窄帶物聯網的標準。

    工業互聯網的數據采集和監控,原來是有SCADA,現在是工控網關,具有多種協議,多種連接的能力,工控網關在哪?IOT網端和企業服務器這種功能的集成,實現用改進工業互聯網的數據采集和監控。工業互聯網和云網,我們的云有各種各樣的層次,現在工業互聯網更強調邊緣計算,中心的云負責建模、訓練建模,邊緣的云可以用來執行和處理,還有快速響應。

    現在有一個問題,在私有云體制下容易實現中心云和邊緣云的協同,大企業會建私有云,這一點上中心云、邊緣云的協同是容易解決的。在大量的中小企業,會傾向公有的中心云和私有的邊緣云,這兩者是管理分離的。兩者之間的協同面臨著管理上的挑戰,工業互聯網的平臺是什么?我們現在都說工業互聯網平臺很重要,展覽會上,每一個公司都介紹平臺,但是你所謂的平臺和別人的平臺不一定一樣。通常我們都說,CPS,信息物理系統,應該是工業互聯網所需要的。但是工業互聯網平臺并不是整個CPS,現在像GE的(英文)基本上說的是PAAS平臺,這里有工業大數據、建模,以及一些工具軟席件,還有一些初步分析。

    GE的平臺相當于是PAAS,屏蔽了上層的各種各樣的工業軟件,還有底層的各種各樣的設備,屏蔽了多樣性,獲得了通用性。但是僅僅有PAAS不能實現操作系統的功能,操作系統是不是全部放在PAAS?不知道。PAAS如果沒有大數據的支撐,很難發揮作用。還有工業APP都是SAAS還有SAAS上面的,我想這些問題還需要將來我們定義工業互聯網平臺的時候取得一些共識。

    人工智能還會在工業互聯網上大量應用,我們知道,人工智能是神經網絡導向的算法,但是基于大數據導出,第一,我們工業的數據是不是有那么海量?第二,基于數據導出的模型,是不是有于企業常年積累的對這些規矩的認識?現在說,基本訓練的模型準確率到了99%,而實際上系統還是會犯很多錯誤的。如果數據模型復雜的參數,數據擬合原理會失去理化意義,結果缺乏透明性和解釋性。

    人工智能的判斷這個病人要少一條腿,為什么要少一條腿,他不會講,他只知道相關性,不知道因果性。因此工業互聯網需要營造一個工程師跟人工智能協同工作的環境,通過人工智能來加以解釋,人工智能我的理解,就是人工加上機器智能,我們看一下這個旋轉的美女。大家看她是順時針,她也是逆時針,關鍵是你認為她是左腳向前還是右腳向前,而這種認識你可能一會兒就會發現你變了,這是為什么?因為機器本身,所謂的機器學習,神經網絡事實上是一個分類器,我們找出分類的規律,有一些邊緣上的差異是很容易被模糊掉的。所以,人工智能并不是說完全在服務中心等,對于整個工業的應用還有很大的工作,往往我們現在做得好的,是數據比較完整的企業。

    還有工業互聯網的征信,現在說區塊鏈可以很好地應用,而下面的圖是阿里用區塊鏈來溯源,來表示它在淘寶上賣的奶粉,如果從新西蘭的、澳大利亞的,真正來源是新西蘭、澳大利亞,區塊鏈具有四大的加密安全的方式,可以通過算法上的系統,可以不需要人的第三方誠信的介入。但是有一個問題,區塊鏈用信任算法代碼來代替信任,代碼的首先會被黑客破解,難道技術比人更值得信任嗎?技術比人的成本會更高。所以,也就是說,不是說區塊鏈可以解決互聯網的征信問題,但是區塊鏈跟物聯網、第三方的機構結合是可以賦能工業互聯網的。我們現在很多的民營企業、中小企業沒有不動產,所以不動產占比很低,銀行沒辦法給他貸款。走民間的一些借貸利率很高,不堪重負。比如在無錫搞物流供應的,他要采購,日付款20%還可以大量的錢要拿到手上,他沒有那么多錢買這么多裝備。過去銀行是不給他貸款的,現在利用物聯網監控倉庫,盡管倉庫的機器可能會被運走,但是短時間通過監控,它還是不動產,銀行獲得的不動產的資料,銀行就可以借款給借款人了。當然了,如果監控出庫了,銀行就會發現,事實上在出庫之前,借貸人會還貸,會解壓,并且每一個環節都加上區塊鏈監管。所以通過這種方式,用物聯網使得利率降到7.1%,也就是說比銀行的利率多了1.5百分點,所以區塊鏈有用,但是需要跟物聯網和第三方機構配合。

    工業互聯網的安全,不能僅靠企業自身來解決。我們一些企業說,把我們的核心數據加密,還有分散地存儲,并且亂序地存儲,即便偷去了也解不了,也沒有辦法讀。但是現在的黑客,可以把你加密的數據再次加密,你企業自己也讀不了,然后黑客說你想讀嗎?給我錢。所以,整個加密還不能解決企業安全,入侵防護是最重要的。

    企業的工業互聯網安全,不能靠企業一家自身解決,需要跟系統集成商,跟政府的部門,還有三級的安全中心,國家一級的、省部一級的,來交換這種危險的情報,利用外界的力量幫助企業提升工業互聯網的安全防御。但是這里有一個問題,企業的數據不是被別人知道了嗎?所以在工業互聯網的發展和安全的問題上,我們需要盡快制定企業數據的共享、開放應用,給商業的法律來保障。工業互聯網是工業數字化、網絡化和智能化發展的基礎,工業互聯網是互聯網的下半場,有著跟消費互聯網不同的特點,需要滿足企業應用的高安全性、超可靠、低時延,大連接和個性化,以及IT跟OT兼容的要求,需要開發對工業互聯網優化的ICT技術,雖然還有很多的技術不夠完善,但是并不意味著工業互聯網現在就不能啟動。工業互聯網的全面實現,是一個長期的過程,但是任何企業都可以啟動,從任何階段啟動數字化轉型的工作,以管理創新和技術創新的并重來應對發展中的挑戰

    謝謝大家。

責任編輯:王彩屏

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