工業網際網路的冷思考（一）

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網易科技訊11月8日訊息，第五屆網際網路大會於11月7日至9日在浙江烏鎮舉行，在今日上午舉辦的“工業網際網路的創新與突破論壇”上，阿里雲總裁胡曉明表示，工業網際網路在發展過程當中主要面臨三大挑戰：“一是裝置廠商和型號繁多，連線協議不統一。阿里雲在工業網際網路平臺當中用了大量的時間做了很多裝置連線的技術攻關。二是受限於資料安全的片面認知，資料難以自由流動和充分應用。三是工業網際網路還涉及到多個行業多個領域，缺少同時精通工業和網際網路的人才。因此，把網際網路技術應用到工業領域，存在著較高的門檻。”

http://tech.163.com/18/1108/11/E039UDIT0009994O.html

2018年8月1日，阿里雲釋出了進軍工業網際網路的產品——”ET工業大腦“，主打的業務方向是：

1）資料工廠•一站式工業資料接入管理

2）演算法工廠•工業演算法的自動化託管

3）AI創作間•視覺化工業智慧編排工具

4）知識圖譜•數字化工業的經驗知識

目前，第1.2.3點已經有落地應用，而第4點還沒有開放出來。除了雲端的ET大腦外，阿里雲還將牽手西門子構建物聯網，將在中國推出工業雲 MindSphere。

可以看出阿里雲已經將工控系統的某些元件雲化了，形成了粗粒度的工業物聯網模型，但還是沒有涉及到最核心的工業工藝。如果把工業物聯網模型加入工業工藝的基因，那麼離真正的工業網際網路

下面，讓我們分兩方面探討”工業網際網路“的內涵和外延，分別是“工業”和“網際網路”。

一般地我們都認為，按照時間順序，人類歷史的演進分別經歷了第一次、第二次和第三次（甚至是第四次）工業革命，每一次都極大地提高和解放了人類的生產力。這幾次革命都冠以“工業”之名，就是說人類進幾百年壓根沒離開過工業，工業的內涵實在是太廣了。

縱觀世界網際網路發展程序，二十世紀下半葉，網際網路最先進入的是“商業領域”，而不是“生產領域”。這是什麼原因呢？

從網際網路的起源來看，它是從通用計算機的互聯開始的，而這些通用計算機承載的是人類最直接的需求——分享計算資源、儲存資源和通訊資源等等。這種基於網際網路的以物易物式的分享

而工控中最常見的嵌入式計算機系統，是上述的通用計算機發展的一個分支。正是藉著微控制器到微處理器的更新換代，使這些節點計算能力大大提升，也就帶來了轉變通訊方式的可能性。這種工業網路背後流淌的是物質流、能量流、資訊流，不像商業背後的價值流。

工業網際網路建設的目的正是想把物質流、能量流、資訊流升級成為價值流。

下面，讓我們從技術的角度來分析一下阿里雲總裁講話中提出的三個問題：

1）工業網路協議種類繁雜

眾所周知，目前市面上主流的協議有Ethernet/IP、PROFINET、P-NET、Vnet/IP、EtherCAT、Powerlink、Modbus/TCP等，所有加起來大約有幾十種。正是因為封閉性和排他性導致了這種現狀。

原因1：工業網路在發展之初，只設想使用在由控制器、執行器、感測器、工程師站組成的小型區域網中，並不像”網際網路“那樣承擔連線一切的的作用，因此設計得極其封閉，大多采用的是區別於的商用乙太網協議的私有乙太網協議。

原因2：工控協議使用的工業場景不同，技術牽引指標側重點必然也不同，因此設計得極其排他。場景有：偏向連續流程工業的過程自動化、離散製造工業的工廠自動化、強調實時性的運動控制等等。

值得慶幸的是，這些工業網路協議只是用在了工業控制系統的底層—— 現場控制層和現場裝置層，其上層就使用商用乙太網協議了。就是說，如果想從工控底層採資料，必須掌握這些專用協議；如果從工控上層資料庫採資料，就可以繞過。關於從底層或上層採集資料的優點和缺點，我們以後討論。

工控人熟悉的國產組態軟體（如亞控組態王、力控）都是嘗試逆向分析了這些工業網路協議，從而實現了組態和監控的功能。

2）受限於資料安全的片面認知

商業網際網路中積累的資料大部分是使用者行為資料，蘊含了人類行為特點。我認為，圍繞這些資料展開流量預測、商品推薦、使用者畫像等業務的前提是：人有習慣性。再往深說一點，是人類的習慣性導致訓練集和測試集是獨立同分布的。正是基於這一前提，保證了商業資料分析的價值。

而工業資料是和工業生產製造強互動的資料，體現出來的是互相關、強相關、非線性、時變、多種約束關係等複雜特性，其背後是物質流、能量流、資訊流的關係演化和推進。以工業工藝基因為指導，從這些物質流、能量流、資訊流資料中提煉出價值流的特徵，才能體現工業資料的最大價值。

說完了工業資料的特點，我們再談談胡總提到的”對安全片面的認知“。

正是因為上面提到的工業資料特點，導致眾多企業家對自家資料上雲後的安全性產生了擔憂。他們認為，相比於把資料存在自家伺服器中，資料上雲會帶來不可控性，而這種不可控性和安全性的確有潛在聯絡。

此外，又不得不注意工業資料和現實物理世界是強互動的，比如某一感測器實時資料的篡改由閉環控制反饋，就可能導致生產過程的災難性事故。

考慮工業網際網路的建設和安全這兩個矛盾，又回到了”先有雞還是先有蛋“的因果困境。相信大家還是抱著一樣的觀點，不能顧此失彼。

3）缺少同時精通工業和網際網路的人才

說得再具體點，到底是缺乏懂工業背景的網際網路人才，還是懂網際網路的工業人才？

上面提到了工業領域繁多，有以化工、管線、水處理為代表的連續工業，又有以電力、製造、樓宇為代表的離散工業，正是因為每個行業的被控物件、控制工藝等需求背景千差萬別，無法給出統一的工業模型，只能細分行業去積累知識和經驗，逐一突破。”工業“這麼大一塊蛋糕，不是一家能夠一口吞下的。

這也呼應了”產業網際網路“中，網際網路技術必然是服務於產業，不能本末倒置，這也就回答了上面那個人才的問題。