工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)ICT的新挑戰(zhàn)

2月21日，由中國信息通信研究院、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國通信學會聯(lián)合主辦的2019工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)峰會在北京召開。中國工程院院士鄔賀銓做題為“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)ICT的新挑戰(zhàn)”的主旨演講。

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(yè)互聯(lián)網(wǎng)ICT的新挑戰(zhàn)，我們先說整個產(chǎn)業(yè)的數(shù)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(shù)字化到生產(chǎn)自動化、運行網(wǎng)絡化、企業(yè)智能化，中國的互聯(lián)網(wǎng)+，數(shù)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(yè)務創(chuàng)新和企業(yè)文化的數(shù)字化。

互聯(lián)網(wǎng)的演進也跟著整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、窄帶物聯(lián)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)+實際上是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、消費互聯(lián)網(wǎng)和金融互聯(lián)網(wǎng)組合，三方面有不同的特點，既有關聯(lián)性，也有很大的不同性。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的提高，首先是個性化，消費互聯(lián)網(wǎng)盡管面向十多億的網(wǎng)民，但是是共性的，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的不同企業(yè)都是個性的。消費互聯(lián)網(wǎng)是全球的，易于標準化，而企業(yè)網(wǎng)不見得需要全球聯(lián)網(wǎng)，所以企業(yè)內(nèi)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)終端比較簡單，誰都可以用，很容易普及、升級，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涉及的生產(chǎn)設備多種多樣。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務鏈條很長，模型復雜，甚至很多企業(yè)都講不清楚它的需求。所以不僅僅需要提供產(chǎn)品，還需要提供解決方案。另外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在性能上有更高的要求，快速響應、可靠性、安全性，還有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(yè)的生產(chǎn)流程。往往實體經(jīng)濟企業(yè)可能需要第三方的信息通信企業(yè)來支撐，但是既需要又害怕，為什么？怕被了解企業(yè)的技術訣竅、商業(yè)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(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要有新的思路，從商業(yè)模式上看，消費互聯(lián)網(wǎng)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)的，所以整個企業(yè)的轉型效益也只能間接計算。

互聯(lián)網(wǎng)的靈魂是創(chuàng)新，對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、消費互聯(lián)網(wǎng)都一樣，但是并不等于消費互聯(lián)網(wǎng)的模式思維完全可以用到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上。實施主體也不一樣，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要更多的細分領域的龍頭企業(yè)支持。主體作用還是實體經(jīng)濟的企業(yè)，整個生態(tài)也不一樣，消費互聯(lián)網(wǎng)依靠手機，靠IOS和安卓操作系統(tǒng)，能構建一個APPSTORE的平臺，能夠開放的第三方APP，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)缺乏類似的平臺和工業(yè)APP，所以多數(shù)企業(yè)感覺到，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)看不清、摸不著、叫得響、熱得慢，原因有很多，很多人說傳統(tǒng)企業(yè)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(jīng)具備了完全支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)的要求，還有很多優(yōu)化和工作需要做。特別是要跟工業(yè)的技術融合，我們現(xiàn)在已經(jīng)在消費互聯(lián)網(wǎng)大量應用了新技術，但是還是不夠的。工業(yè)上也有工業(yè)的IT技術，包括傳感器、電路、檢控和數(shù)據(jù)獲取、制造執(zhí)行系統(tǒng)、可編程邏輯控制器，工業(yè)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)還是兩張皮。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議，底層有監(jiān)控系統(tǒng)，中間有企業(yè)內(nèi)部的總線，上面可以連接各種各樣的數(shù)據(jù)庫，以及連接到外網(wǎng)，連接外網(wǎng)的時候，很多時候用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)IP協(xié)議，可是在企業(yè)內(nèi)部，基本上在物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議，企業(yè)內(nèi)網(wǎng)是以太網(wǎng)的協(xié)議，我們看到5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)的，可以說，到2035年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)會占5G整體收入的80%，但是5G是適應工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用，5G的時延是一毫秒，可以使用大多數(shù)情況的工業(yè)應用，但是工業(yè)現(xiàn)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(xiàn)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(nèi)網(wǎng)。

所以實際到5G的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的定位，到底是內(nèi)網(wǎng)還是外網(wǎng)？我認為大量還是在外網(wǎng)，但是也不排除有一些野外的生產(chǎn)，會用5G作為內(nèi)網(wǎng)應用。企業(yè)的內(nèi)網(wǎng)，我們走過了生產(chǎn)縱線，以太網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)、和延時敏感網(wǎng)，在以太網(wǎng)上加上優(yōu)先權的控制，通過犧牲一般業(yè)務的服務質量，來保證高要求業(yè)務的質量，所以企業(yè)內(nèi)網(wǎng)也會發(fā)生一些變化，從以太網(wǎng)到TSN。

除了NBIOT以外還需要其他互聯(lián)網(wǎng)標準嗎？對于大企業(yè)可能會用（英文）NR，基于運營商公網(wǎng)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(yè)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(fā)一些適應工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)的標準。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，原來是有SCADA，現(xiàn)在是工控網(wǎng)關，具有多種協(xié)議，多種連接的能力，工控網(wǎng)關在哪？IOT網(wǎng)端和企業(yè)服務器這種功能的集成，實現(xiàn)用改進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和云網(wǎng)，我們的云有各種各樣的層次，現(xiàn)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(zhí)行和處理，還有快速響應。

現(xiàn)在有一個問題，在私有云體制下容易實現(xiàn)中心云和邊緣云的協(xié)同，大企業(yè)會建私有云，這一點上中心云、邊緣云的協(xié)同是容易解決的。在大量的中小企業(yè)，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(xié)同面臨著管理上的挑戰(zhàn)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺是什么？我們現(xiàn)在都說工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)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(tǒng)，應該是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所需要的。但是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺并不是整個CPS，現(xiàn)在像GE的（英文）基本上說的是PAAS平臺，這里有工業(yè)大數(shù)據(jù)、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(yè)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(xiàn)操作系統(tǒng)的功能，操作系統(tǒng)是不是全部放在PAAS？不知道。PAAS如果沒有大數(shù)據(jù)的支撐，很難發(fā)揮作用。還有工業(yè)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的時候取得一些共識。

人工智能還會在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上大量應用，我們知道，人工智能是神經(jīng)網(wǎng)絡導向的算法，但是基于大數(shù)據(jù)導出，第一，我們工業(yè)的數(shù)據(jù)是不是有那么海量？第二，基于數(shù)據(jù)導出的模型，是不是有于企業(yè)常年積累的對這些規(guī)矩的認識？現(xiàn)在說，基本訓練的模型準確率到了99%，而實際上系統(tǒng)還是會犯很多錯誤的。如果數(shù)據(jù)模型復雜的參數(shù)，數(shù)據(jù)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要營造一個工程師跟人工智能協(xié)同工作的環(huán)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(fā)現(xiàn)你變了，這是為什么？因為機器本身，所謂的機器學習，神經(jīng)網(wǎng)絡事實上是一個分類器，我們找出分類的規(guī)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(yè)的應用還有很大的工作，往往我們現(xiàn)在做得好的，是數(shù)據(jù)比較完整的企業(yè)。

還有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的征信，現(xiàn)在說區(qū)塊鏈可以很好地應用，而下面的圖是阿里用區(qū)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(qū)塊鏈具有四大的加密安全的方式，可以通過算法上的系統(tǒng)，可以不需要人的第三方誠信的介入。但是有一個問題，區(qū)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(qū)塊鏈可以解決互聯(lián)網(wǎng)的征信問題，但是區(qū)塊鏈跟物聯(lián)網(wǎng)、第三方的機構結合是可以賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的。我們現(xiàn)在很多的民營企業(yè)、中小企業(yè)沒有不動產(chǎn)，所以不動產(chǎn)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(xiàn)在利用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控倉庫，盡管倉庫的機器可能會被運走，但是短時間通過監(jiān)控，它還是不動產(chǎn)，銀行獲得的不動產(chǎn)的資料，銀行就可以借款給借款人了。當然了，如果監(jiān)控出庫了，銀行就會發(fā)現(xiàn)，事實上在出庫之前，借貸人會還貸，會解壓，并且每一個環(huán)節(jié)都加上區(qū)塊鏈監(jiān)管。所以通過這種方式，用物聯(lián)網(wǎng)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(qū)塊鏈有用，但是需要跟物聯(lián)網(wǎng)和第三方機構配合。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全，不能僅靠企業(yè)自身來解決。我們一些企業(yè)說，把我們的核心數(shù)據(jù)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(xiàn)在的黑客，可以把你加密的數(shù)據(jù)再次加密，你企業(yè)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(yè)安全，入侵防護是最重要的。

企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全，不能靠企業(yè)一家自身解決，需要跟系統(tǒng)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(yè)提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全防御。但是這里有一個問題，企業(yè)的數(shù)據(jù)不是被別人知道了嗎？所以在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和安全的問題上，我們需要盡快制定企業(yè)數(shù)據(jù)的共享、開放應用，給商業(yè)的法律來保障。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化發(fā)展的基礎，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的下半場，有著跟消費互聯(lián)網(wǎng)不同的特點，需要滿足企業(yè)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(fā)對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)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(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在就不能啟動。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的全面實現(xiàn)，是一個長期的過程，但是任何企業(yè)都可以啟動，從任何階段啟動數(shù)字化轉型的工作，以管理創(chuàng)新和技術創(chuàng)新的并重來應對發(fā)展中的挑戰(zhàn)。