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如何做好工業(yè)IT和OT的融合

—— “2023年中國計(jì)算機(jī)大會(huì)”上,院士專家進(jìn)行了分析探討
作者:王瑩 時(shí)間:2023-12-31 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

2023 年10 月26 日,在沈陽召開的CNCC2023(2023年中國計(jì)算機(jī)大會(huì))上,院士專家們進(jìn)行了一場“工業(yè)IT 與OT 融合”的圓桌討論,主要圍繞三個(gè)問題:未來會(huì)形成什么樣的生態(tài)圈,是像安卓一樣開放的開源圈,還是像蘋果一樣高效一致的封閉生態(tài)圈?在IT(信息技術(shù))和OT(操作技術(shù))融合下,IT 人和OT 人可能會(huì)具備什么樣的思維模式,二者要在什么地方進(jìn)行溝通和聯(lián)絡(luò)?工業(yè)知識(shí)軟件化的路徑是什么?

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202312/454369.htm

論壇主席:

劉云浩:CNCC2022 程序委員會(huì)主席、CCF2022 王選獎(jiǎng)獲得者、清華大學(xué)教授

嘉賓:

鄭緯民:前CCF 理事長,中國工程院院士,清華大學(xué)教授,專長IT 領(lǐng)域

高文:前CCF 理事長,中國工程院院士,北京大學(xué)教授,專長IT 領(lǐng)域

于海斌:中科院沈陽分院院長,中國工程院院士(2023 年11 月當(dāng)選),在OT 領(lǐng)域?qū)I(yè)進(jìn)行服務(wù)

肖雪:浪潮集團(tuán)執(zhí)行總裁、總工,浪潮云洲工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有限公司董事長,專長在IT 領(lǐng)域?qū)I(yè)進(jìn)行服務(wù)

張黔:香港科技大學(xué)教授,專長無線網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng),在過去十幾年參與了智慧醫(yī)療工作

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照片:從左至右:劉云浩、鄭緯民、高文、于海斌、張黔、肖雪

IT與OT融合的三個(gè)問題

主持人——?jiǎng)⒃坪平淌冢?/strong>

在過去的200 年里,全世界經(jīng)歷了4 次工業(yè)革命,從機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化到今天的網(wǎng)絡(luò)化,顯而易見,工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要命脈。

IT 技術(shù)從手機(jī)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)到今天的萬物相連,只用了20 年左右時(shí)間;而OT 技術(shù)用了200 多年才走到今天的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)路上。因此,IT 和OT 融合,最重要的也是目前最大的第一個(gè)挑戰(zhàn),是IT 人做所有的是高新技術(shù)優(yōu)先,迭代是非常快的,經(jīng)常是以年為單位就進(jìn)行一輪技術(shù)迭代;而OT 技術(shù)因?yàn)?00 年這么走過來的,追求的是穩(wěn)定性,所以迭代周期往往是一二十年。以年和以一二十年為周期來迭代,就形成了迭代差。換句話,大多數(shù)的工業(yè)企業(yè)用于生產(chǎn)的系統(tǒng)都落在了那些非常普遍的IT軟件,諸如財(cái)務(wù)、管理、人員類軟件的后面。這意味著IT 技術(shù)沒有真正深入到生產(chǎn)的最深的地方。所以每一次想做柔性生產(chǎn),都需要停機(jī)很長時(shí)間。

例如,在一家工廠中,不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)經(jīng)常是不能互相連通的。在工廠的內(nèi)部、工廠到企業(yè)以及企業(yè)到供應(yīng)鏈上往往是不能互聯(lián)互通的。一些工業(yè)企業(yè)的合作,在不同環(huán)節(jié)上,有時(shí)是閉著眼睛合作。例如,也許在一家醫(yī)院拿了片子,換到另一家醫(yī)院,甚至同一家醫(yī)院的不同科室都沒法直接使用。

那么,如何做好IT 和OT 的融合?

問題1:如果想做好IT 和OT 的融合,想象一下把這件事拉到一二十年后,它會(huì)形成像安卓那樣比較開放的開源生態(tài)圈,還是像蘋果一樣高效、一致性的封閉生態(tài)圈?

問題2:在IT 和OT 的融合下,IT 人員和OT 人員可能會(huì)具備什么樣的思維模式?例如,IT 人想的是快速迭代、云化、虛擬化,而OT 人考慮的是先有標(biāo)準(zhǔn),先有穩(wěn)定性,才能上系統(tǒng)。所以二者的思維模式要在什么地方進(jìn)行溝通和融合?

問題3:工業(yè)知識(shí)顯然已經(jīng)成為了目前軟件化的一個(gè)重要趨勢。若把工業(yè)知識(shí)軟件化,通過工業(yè)大模型也好,通過自己的知識(shí)系統(tǒng)也好,它的路徑是什么?

1 生態(tài)圈將是開放的,還是封閉的?

第一個(gè)問題:IT 和OT 融合的背景下,將來會(huì)形成像安卓一樣的開放生態(tài)圈,還是像蘋果一樣的封閉生態(tài)圈呢?

鄭緯民院士:

首先,IT 和OT 的融合,是否可使員工的工作環(huán)境變好,工廠的效益變好? 2023 年10 月鄭院士到貴陽去參加一次會(huì)議,了解到某大型鋁廠的生產(chǎn)線已達(dá)世界水平,產(chǎn)品遠(yuǎn)銷海外,其遇到的挑戰(zhàn)是,①工業(yè)數(shù)據(jù)孤島,標(biāo)準(zhǔn)碎片化;②工業(yè)系統(tǒng)的適應(yīng)性很窄,做一套系統(tǒng)、要換一個(gè)系統(tǒng),因此整個(gè)系統(tǒng)盡管成功,但還是比較落后;③工作環(huán)境較差,因此招工難,人們都不愿意到生產(chǎn)線上去工作,或者干一段時(shí)間就走了,去當(dāng)外賣員了。關(guān)于安卓的開放生態(tài)與蘋果的封閉生態(tài),估計(jì)這個(gè)問題將來還會(huì)繼續(xù)存在。例如IT 人最近在做大模型。做大模型的幾家公司,每家公司發(fā)布的模型基本上是兩部分:一部分是開源的,另一部分是封閉的。因此OT跟OT 的融合,廠家做的也有可能類似,一部分是把它封閉的,一部分是開源的。

高文院士:

現(xiàn)在OT 里是封閉生態(tài)圈是一個(gè)事實(shí)。這個(gè)事實(shí)不可否認(rèn),而且已存在了很多年。但是在中國若真的要想發(fā)展OT,一定要走開源的道路,否則擠不進(jìn)封閉生態(tài)圈。所以在中國,開放生態(tài)圈一定會(huì)形成。

于海斌院長:

首先,OT 里的封閉性還是比較強(qiáng)的。OT 有兩個(gè)概念:狹義的指自動(dòng)化;廣義的是與制造相關(guān)的操作技術(shù),物資運(yùn)行過程中與操控有關(guān)的都算廣義的OT。所以主持人劉云浩教授談了三層,工廠內(nèi)部,工廠到企業(yè),跨供應(yīng)鏈。

歷史上看,在相當(dāng)長的時(shí)間(200 年)內(nèi),封閉都是這么走過來的。自上世紀(jì)80 年代開始,以網(wǎng)絡(luò)為代表的IT 崛起時(shí)曾經(jīng)想過做標(biāo)準(zhǔn),結(jié)果誰也不讓誰,共23 個(gè)標(biāo)準(zhǔn),相當(dāng)于沒標(biāo)準(zhǔn),更封閉了。原因有兩個(gè):①越往底層的技術(shù),越是零散化的,很難聚成統(tǒng)一的,例如運(yùn)動(dòng)控制和離散的控制等。當(dāng)然也可以做成一個(gè)整個(gè)的,但是成本高,效率低,是不合適的。②過去并沒有那么好的信息技術(shù),所以很多時(shí)候人們獨(dú)立地的把這些作為資產(chǎn)、自己獲利的一種重要手段,長期形成了一種思維定勢。

但是最近的變化比較大,大約從2010 年開始,西門子、ABB 等傳統(tǒng)OT 廠商和華為、英特爾等IT 廠商在一起討論問題,也就是OT、IT 融合已經(jīng)列到議事日程上,因此在剛才主持人劉云浩教授所談的三層中,“跨企業(yè)的供應(yīng)鏈”應(yīng)該很快就會(huì)形成一個(gè)開放的生態(tài)圈,因?yàn)樗鼪]有更多地跟物理世界打交道(注:物理世界是千變?nèi)f化的,更為復(fù)雜多樣)。企業(yè)內(nèi)(注:特點(diǎn)是跨工廠,但是都在一家企業(yè)里)是下一個(gè)核心的焦點(diǎn),很多大型企業(yè),像西門子已經(jīng)改造完其平臺(tái),基本上是可以跨工廠的。這里的核心理念借鑒了很多IT 思想,核心是以數(shù)據(jù)為中心,業(yè)務(wù)可以重建,解決了剛才兩位院士提到的IT 和OT 融合的問題。

但是再往下跟過程控制有關(guān)的,可能在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)看不到解決的有效辦法。

中間這部分(編者注:企業(yè)內(nèi)、跨工廠)的解決,除了技術(shù)現(xiàn)在是可行的以外(注:這是很重要的競爭焦點(diǎn),預(yù)計(jì)在未來5~10 年會(huì)形成新的巨頭和開放的生態(tài)),最主要的還有一個(gè)就是商業(yè)模式,是否盈利?無論所謂開放的生態(tài)圈還是另一套的封閉商業(yè)模式,總得能盈利,人們才愿意做。所以這是判斷這個(gè)事物到底能走多遠(yuǎn)的重要標(biāo)志。

肖雪總裁:

從工程角度來看IT 和OT 的融合,很多時(shí)候是環(huán)境的驅(qū)使,“我中有你,你中有我”是必然的,會(huì)既有封閉又有開放。

歷史上有相似的事例,30 年前通信行業(yè)是七國八制,各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,但之后由于市場的需求決定了需要集中操作,各個(gè)廠家為了有更大的發(fā)展空間,在不斷地開放自己的接口,最后形成了一個(gè)全部按標(biāo)準(zhǔn)連接的架構(gòu)。但是不可否認(rèn)的是,在開放的過程中,一些專項(xiàng)體系結(jié)構(gòu)的效率很高,因此更多的是一種混合結(jié)構(gòu)。因此從工程角度來看,更多的是在事實(shí)和應(yīng)用場景下,怎么更有效地去解決問題。這就像蘋果和安卓一樣,可能是一對(duì)永恒的矛盾,但最終會(huì)走向哪里?實(shí)際上是一個(gè)不斷衍生的過程。

張黔教授:

張黔教授是從事物聯(lián)網(wǎng)工作的,多年來把物聯(lián)網(wǎng)用到過醫(yī)療行業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)可以在醫(yī)院內(nèi)做,也可以從醫(yī)院延展出來,做大健康、全生命周期管理等。其復(fù)雜度很大。例如在醫(yī)院里,至少有上千種不同的設(shè)備,來自不同的供應(yīng)商,遇到的問題是信息的互聯(lián)互通。現(xiàn)在已改變了很多,例如在影像方面不斷地出標(biāo)準(zhǔn)。因此,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)從一個(gè)小規(guī)模范圍內(nèi)或垂直應(yīng)用上先出來,之后慢慢地看能否再開放一些,然后把這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)慢慢地做成一個(gè)開放的生態(tài)圈,再從一個(gè)個(gè)單點(diǎn)延展到系統(tǒng)層面/ 科室層面,再到醫(yī)院層面、到院外。因此要花費(fèi)很長的時(shí)間,以應(yīng)用為導(dǎo)向,一點(diǎn)點(diǎn)地去串接與應(yīng)用相關(guān)的多設(shè)備、多系統(tǒng),一步步地走向開放。

走向開放是一個(gè)必然的過程,但這個(gè)過程需要時(shí)間,最可行做的方法是先定出一個(gè)個(gè)典型的應(yīng)用,形成標(biāo)準(zhǔn),慢慢把這些典型的應(yīng)用擴(kuò)大化。

2 IT與OT人員的思維能在什么角度融合?

第二個(gè)問題:IT 人員經(jīng)常思考的問題是技術(shù)不斷地迭代,走虛擬化、數(shù)據(jù)化、模塊化、組件化等。OT 人員經(jīng)常跟操作人員和設(shè)備打交道,需要的是靠譜。所以IT 與OT 人員的思維模式能在什么角度上融合?

高文院士:

IT 和OT 人是兩種不同的思維模式,形成了兩種完全不同的行為模式。

IT 人的訓(xùn)練和習(xí)慣相對(duì)屬于湊合的,例如一個(gè)操作系統(tǒng)有成千上萬的bug,沒關(guān)系,先推出去,然后一邊用一邊挑bug,一個(gè)版本、一個(gè)版本地慢慢迭代,大概花半年一年的時(shí)間,差不多就變成幾十個(gè)bug 了,這個(gè)系統(tǒng)就可以了。

OT人是有bug 絕對(duì)不能上線的。上線的一定要可信、可靠、可操作。

如果要想融合,IT 的人要理解OT 的人:OT 人為什么這樣考慮問題?反之也一樣。如果兩邊都站在對(duì)方的立場上想問題,融合就有可能了,若站在自己的立場上想問題,永遠(yuǎn)沒戲。所以要學(xué)會(huì)交叉思考問題,站在對(duì)方的立場上。

于海斌院長:

于海斌院長畢業(yè)以后經(jīng)歷了幾次IT 與OT 的變革,認(rèn)為 IT 與OT 都與信息系統(tǒng)相關(guān),現(xiàn)在處于融合與交叉的歷史階段。于海斌院長剛從學(xué)校畢業(yè)時(shí),機(jī)械系有機(jī)電一體化專業(yè),與現(xiàn)在的思維方式有很大的不同。后來做控制系統(tǒng)時(shí)有網(wǎng)絡(luò)了,出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)/ 傳感網(wǎng),這是純IT 人想出的理念。

于海斌院長他們當(dāng)時(shí)遇到一個(gè)巨大的困惑,就是他們到企業(yè)去,宣傳自己的產(chǎn)品如何好,可移動(dòng)性、便捷性等都很好,但是客戶不讓用。于海斌院長想出一個(gè)方法,讓客戶給出一些指標(biāo),例如實(shí)時(shí)性、可靠性等達(dá)到多少就可以用?最后是工業(yè)界提出了指標(biāo),于海斌院長他們?nèi)ゴ罅拷鉀Q,最后被采用了。于海斌院長的體會(huì)是這種交叉融合是IT 與OT 人思維方式的一個(gè)很重要的碰撞。

IT 和OT到了新的歷史階段,交叉是站在誰的角度?于海斌院長作為OT 出身的人做了很多IT 的活兒,從IT 中非常受益。例如在開發(fā)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)時(shí),工業(yè)的人開發(fā)個(gè)性化就得那么寫,寫了以后可驗(yàn)證性不行,可靠性沒法保證,于是借鑒了計(jì)算機(jī)里的formal verification(形式驗(yàn)證)理念。但是至于OT 本身的個(gè)性化問題,還是要靠自己去想辦法解決。因此,這既要有交叉、借鑒,還得有自身技術(shù)。

到了新階段,OT 應(yīng)該借鑒IT 的最重要的是什么?于海斌院長總結(jié)過工業(yè)3.0 時(shí)代工業(yè)軟件的情況,我們總說有多少差距,實(shí)際上這個(gè)時(shí)代的軟件架構(gòu)跟未來的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)本質(zhì)上不一樣,區(qū)別在哪兒呢?我們原來做工業(yè)軟件時(shí),是按照工藝流程為核心出發(fā)點(diǎn),現(xiàn)在信息的人很厲害,他們以數(shù)據(jù)為出發(fā)點(diǎn),再重新構(gòu)造流程,這樣重構(gòu)的能力就更大。這種方法值得OT 人學(xué)習(xí)。另外,IT 人關(guān)于互聯(lián)的框架也值得OT 人學(xué)習(xí)。但是IT 人再往下走,需要對(duì)OT 的需求有很明確的了解,因此雙方需要有深度的融合。

現(xiàn)在到了一個(gè)新的歷史階段。例如OT 人遇到了一些新的問題,人們都在講GPU 能做學(xué)習(xí),但是OT 控制器原來配置的檢測點(diǎn)和控制策略是一對(duì)一的,一定要綁死。如果借鑒GPU 計(jì)算把算力下放,在邊緣側(cè)的控制方面,帶來的問題是負(fù)擔(dān)太重,成本高,功耗大,而OT 需要輕型的。

所以O(shè)T 方面先能借鑒的是IT 的關(guān)于算力和網(wǎng)絡(luò)的綜合;至于控制,可能個(gè)性化還是要存在的,這是一個(gè)逐漸延續(xù)的過程。

肖雪董事長:

肖雪董事長做了20 年IT,后10 年做OT 的工廠、制造系統(tǒng)、生產(chǎn)等,在此有一些體會(huì)。

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,IT 的作用非常大,一項(xiàng)領(lǐng)先的技術(shù)和創(chuàng)新會(huì)帶來巨大的商業(yè)機(jī)會(huì)。當(dāng)今與OT 結(jié)合的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,IT 帶來的是賦能。實(shí)際上,工業(yè)是主體,有61 個(gè)大類,207 個(gè)中類,660 個(gè)小類,每一個(gè)類別都是非常復(fù)雜的,工藝流程、工法、工序都有特殊性,而且在不同的業(yè)務(wù)中會(huì)存在獨(dú)特的問題。例如在改造發(fā)動(dòng)機(jī)廠的時(shí)候,對(duì)于工業(yè)母機(jī)的廠家,一個(gè)訂單來了,要調(diào)校產(chǎn)線的時(shí)候可能得廠家去調(diào),因?yàn)槠浣M態(tài)的一致性調(diào)節(jié)不了,這是由于需要很多經(jīng)驗(yàn),包括工法、工序、工藝和特殊性等。

第二,OT、IT 要互相理解的思維是對(duì)的,推己及人是一個(gè)基礎(chǔ),但重要的是還要有一個(gè)最終目標(biāo),這個(gè)目標(biāo)一致了,就可以往下去解決問題。例如肖雪董事長做過一家大型家居工廠的業(yè)務(wù),在其整個(gè)工藝流程中,IT 和OT 都發(fā)揮了巨大作用,因?yàn)樵诮鉀Q產(chǎn)線制造柔性的時(shí)候,不一定全是柔性的,例如板材要業(yè)務(wù)抽象:哪些是變量,哪些是常量,然后大規(guī)模生產(chǎn)就可以了。變量的線調(diào)成柔性、調(diào)成IT 控制就可以解決問題。柔性占整個(gè)流程的比例很低,大概是1/15~2/15,其余的大部分可以做大規(guī)模制造。

那么,怎么能實(shí)現(xiàn)IT 和OT 的融合? IT 人可以做仿真、孿生,盡量去做推演,這也是今天IT 人努力的方向。

其實(shí)OT、IT 都在努力地去實(shí)現(xiàn)數(shù)實(shí)融合、虛擬和現(xiàn)實(shí)的融合,來去做推演,包括現(xiàn)在做孿生的時(shí)候,開始可能是一個(gè)主機(jī)的,現(xiàn)在是一條產(chǎn)線的組態(tài)技術(shù),再往上是產(chǎn)線聯(lián)合的工廠的一致性,再之后是多工廠集群的協(xié)同生產(chǎn),再往上是數(shù)字化供應(yīng)鏈,可見,融合越來越廣泛。這里IT 和OT 的目標(biāo)最終是一致的,無非是角度不同。推己及人的同時(shí),我們把目標(biāo)確認(rèn)一致,可能在這個(gè)過程中的探索會(huì)更快一些。

張黔教授:

IT 和OT 需要相互學(xué)習(xí)。①在工業(yè)的不同分支行業(yè)里,IT 和OT 融合是一個(gè)必然的階段。②任何事物走向融合的過程中,你得知道對(duì)方是怎么想的,知道對(duì)方的背景和目的是什么,然后再來看我的背景和目的,探討雙方怎樣達(dá)到相互理解和協(xié)調(diào)。

以醫(yī)療領(lǐng)域來舉例,物聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)于是站在IT 的角度去試圖管理和幫助OT 來做物聯(lián)網(wǎng)。例如醫(yī)院里做資產(chǎn)管理,需要管理很多大設(shè)備資產(chǎn),這些大設(shè)備往往是從OT 廠家來的,還有一些靈活的耗材類的資產(chǎn)。怎樣做資產(chǎn)管理?上了一批物聯(lián)終端,然后去做對(duì)接,這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)很麻煩,因?yàn)樵卺t(yī)院里,大設(shè)備是設(shè)備科管;信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是信息科管;如果這臺(tái)設(shè)備已經(jīng)在某個(gè)科室使用,是醫(yī)務(wù)科管,……??梢娬麄€(gè)的管理和運(yùn)維是分散的。如果想把物聯(lián)網(wǎng)做好,需要去跟不同的人溝通。

另外,傳統(tǒng)的大型醫(yī)療設(shè)備原來設(shè)計(jì)的時(shí)候不是按照信息互通,或數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)的,因此有很多的信息孤島,一旦連上去了以后,因?yàn)樗鼈冊瓉淼牟僮飨到y(tǒng)和系統(tǒng)里沒有做很多的安全控制,出現(xiàn)了很多安全問題。例如某家大廠的某個(gè)影像系統(tǒng)被人攻擊了,非常麻煩,因?yàn)檫@是關(guān)乎生和死的問題。再例如,某大企業(yè)好不容易做了一套糖尿病管理的閉環(huán)系統(tǒng)——監(jiān)測到血糖有問題就立即上胰島素,但是它中間有一段是無線通訊的,被人攻擊了,結(jié)果發(fā)現(xiàn)只要有技巧地攻擊它,都有可能改變胰島素的注射。這個(gè)問題就變得非??膳?。

因此,IT 和OT 的核心問題是什么?在做的過程中,關(guān)于系統(tǒng)的一致性、協(xié)調(diào)性和安全性,每個(gè)人都站在自己的角度考慮。所以IT 和OT 人員的思維邏輯要改變。

首先要往上走一點(diǎn)兒,要有系統(tǒng)觀,注意協(xié)調(diào)控制,從系統(tǒng)上往下看。

那么,OT 人怎么去學(xué)習(xí)IT 人的特點(diǎn)?根據(jù)OT 的特點(diǎn),IT 怎么去穩(wěn)定系統(tǒng)?很多醫(yī)療器械廠商希望改革和創(chuàng)新醫(yī)療設(shè)備,自然而然地想加入很多IT。但是在這個(gè)過程中出現(xiàn)了一個(gè)很大的的問題,就是迭代到底是好、還是不好? IT 人員說快速迭代好,但因?yàn)橛行I(yè)領(lǐng)域是要認(rèn)證的,認(rèn)證周期往往是3 年,若不小心迭代了,這邊認(rèn)證周期又得等3 年。所以核心的核心是要有系統(tǒng)觀、行業(yè)觀,要相互理解。在這個(gè)行業(yè)里你的角色、特色,以及和其他角色配合的特色,只有這方面融合在一起了,才能把每一個(gè)單點(diǎn)都做到融合地往前推進(jìn)。

鄭緯民院士:

IT 與OT 人的思維方式有什么差別?可以看他們是從哪個(gè)院系培養(yǎng)出來的?,F(xiàn)在IT 人基本上計(jì)算機(jī)系的,OT 人是自動(dòng)化系畢業(yè)的,這是兩個(gè)院系的差別。

高文院士:

學(xué)計(jì)算機(jī)/IT 的人的長項(xiàng)是抽象、表達(dá),所以計(jì)算機(jī)一路走來,例如過去的操作系統(tǒng),UNIX 把其他對(duì)手給干掉了,因?yàn)閁NIX 把設(shè)備變成邏輯設(shè)備,在物理上抽象出來了。一旦變成邏輯設(shè)備,你系統(tǒng)的控制和管理就變成很規(guī)范,至于里面特別具體的方面,你在里面去表達(dá)就行了。所以從外部看,所有設(shè)備是一視同仁的,隨便你是打印機(jī)、掃描儀等都一樣。這是計(jì)算機(jī)人的長項(xiàng)。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)上更是這樣,可以萬物互聯(lián),每一個(gè)連接點(diǎn)就是一個(gè)連接點(diǎn)/ 終端而已,至于這個(gè)終端是怎么構(gòu)成的,用的是什么CPU、MCU 等,我不關(guān)心,我關(guān)心的你就是一個(gè)連接點(diǎn)/ 終端,我就把你連起來,就完成了。這是我們學(xué)IT 人的思維模式。

學(xué)控制的人或機(jī)械、控制的人的關(guān)注點(diǎn)是過程,以及過程里的模型。他們?nèi)魏螙|西上來就要給你一個(gè)模型化,然后用一個(gè)什么樣的濾波器等去逼近你,能把這個(gè)模型很好地控制住。所以這是兩種完全不同的思路。建議做OT 的人學(xué)會(huì)抽象,學(xué)IT 的人學(xué)會(huì)模型。

肖雪董事長:

在實(shí)踐中,尤其是面對(duì)解決問題和實(shí)際場景中有三個(gè)問題是逃避不掉的:所有技術(shù)是交叉的,所有業(yè)務(wù)是融合的,所有解決問題必須是體系的。OT 狹義上是生產(chǎn)執(zhí)行的過程;但從廣義上,在一個(gè)企業(yè)運(yùn)行中,有OT、IT、精益運(yùn)營問題。

例如幫助一家鋼廠解決吹煉單元的雙命中率技術(shù)問題,從IT 角度來看,需要下傳感器、下腹腔之后,通過孿生來描述這個(gè)過程中的每一個(gè)行為。同時(shí)還要有OT 人員對(duì)它的結(jié)構(gòu)和工序、工藝、吹氧量等做模型再學(xué)習(xí)、再迭代。但是做到這個(gè)程度還不夠,因?yàn)槟繕?biāo)不是做一個(gè)系統(tǒng),或者每噸鋼要降多少成本,而是精益問題。因?yàn)閺匿摰脑牧? 鐵礦石到吹氧,吹煉之后形成雙命中率,這個(gè)過程是一個(gè)體系問題,是需要精益的,要浮現(xiàn)問題、解決問題,還要全局優(yōu)化。全局優(yōu)化既包括整個(gè)流程的全局優(yōu)化,又有OT、IT 和精益之間的優(yōu)化問題。

從未來角度看現(xiàn)在的數(shù)字產(chǎn)品,可能不是軟,也不是硬,而是一個(gè)硬軟結(jié)合體。是不是元宇宙?我們很難去判斷,但它一定是一個(gè)硬軟結(jié)合體。因此我們不僅要去解決其中的問題,還要考慮精益因素,所以是個(gè)復(fù)雜的問題。

主持人——?jiǎng)⒃坪平淌冢?/strong>

這確實(shí)很復(fù)雜,需要把自己的腳放在別人的鞋里試試容不容易。

網(wǎng)上有一個(gè)小視頻,是一位外國人看了《孫子兵法》感到非常不理解,例如Plan before move, stop before you get something. 這都不是什么道理,太簡單了,這是在和笨蛋講嗎?但其實(shí)《孫子兵法》這句話很深刻,就是“謀定而后動(dòng),知止而有得”??墒欠g成英文之后,就不是那個(gè)意思了。什么叫plan before move ?你不plan 怎么move ?因此,需要雙方在同一個(gè)象限上。

3 工業(yè)知識(shí)軟件化的路徑

第三個(gè)問題:路徑是一件很重要的事兒。很多成功是有路徑依賴的。那么,在目前格局下,把工業(yè)知識(shí)軟件化的路徑可能會(huì)是什么樣的?

例如美國、法國走的是大而全的路徑,德國走的是小而精——集中在一點(diǎn)突破。我國現(xiàn)在工業(yè)軟件也好,IT、OT 融合也好,這方面與先進(jìn)還是有很大差距的。我們會(huì)走什么樣的路徑,或者應(yīng)該支持走什么路徑?

于海斌院長:

問題2 是有歷史感的話題;問題3 更面向未來,關(guān)注的是趨勢路徑怎么走?因此還是要稍微回顧一下歷史。

最近有一個(gè)關(guān)于工業(yè)軟件的爭論,搞自動(dòng)化的人說工業(yè)軟件就姓“工”,怕信息的人搶飯碗。如果把制造業(yè)抽象起來看(注:OT 人也要會(huì)學(xué)會(huì)抽象),是三個(gè)流:信息流,物質(zhì)流,能源流。這三個(gè)流在很多地方交叉才能造出新的產(chǎn)品。其中,信息流是最晚發(fā)生的。搞物質(zhì)流的人和搞能源流的人反過來去做信息流,可能在最新的技術(shù)方面會(huì)有局限性。所以在下一個(gè)階段,OT 人要大力借鑒信息技術(shù)的成果,包括虛擬化、抽象化、標(biāo)準(zhǔn)化等。

關(guān)于軟件行業(yè)的發(fā)展路徑,這是一個(gè)很痛苦的探尋,但是想不清路徑就做不成事。

從歷史上看國外的發(fā)展路徑,基本上是先由制造企業(yè)來做,像達(dá)索,實(shí)際上一開始是造飛機(jī)的,因?yàn)楸姸嗔悴考芾聿贿^來,被動(dòng)地需要信息化技術(shù)。然后為了能發(fā)展得更好,又跳出來給行業(yè)服務(wù)。

中國特別有意思的一件事情,本來我們以為像產(chǎn)品設(shè)計(jì)這類是離線的(生產(chǎn)線不停下來),我們應(yīng)該做得很好,但實(shí)際上與國外的差距很大。反倒我們認(rèn)為IT不是做得很好的一些制造業(yè)(注:例如鄭緯民院士介紹的某鋁企),盡管是按照傳統(tǒng)工藝來做的,不夠靈活,但是市場做得非常好,占領(lǐng)市場也不錯(cuò)。原因在哪兒?是他們走的路徑是按照生產(chǎn)流程的,與過程綁定得比較緊。但是到了今天的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代、人工智能時(shí)代,從大的戰(zhàn)略來看,誰能占領(lǐng)整體、全鏈條,誰最有戰(zhàn)斗力。小企業(yè)不要沾沾自喜,實(shí)際上沒有更多的對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)價(jià)值,除非你是測量、檢測等特別典型的行業(yè),但是這些典型在國外也逐漸被并購在大的鏈條里,不是零散的狀態(tài)。

所以有人談軟件化,有人強(qiáng)調(diào)知識(shí)化,實(shí)際上,現(xiàn)在的趨勢是兩塊:①軟件化一定是嵌入式的,或者一定是硬件與軟件結(jié)合在一起的。這里不僅有軟件的事,例如工業(yè)機(jī)器人具有動(dòng)作的能力,完成的是點(diǎn)位和力的控制。②我們現(xiàn)在把工藝的知識(shí)、操作的知識(shí)加進(jìn)去,但這必須是個(gè)性化的,才能解決問題,所以O(shè)T 的人也學(xué)會(huì)了IT 人常提的“軟件定義的裝備”,也真正地嘗到了很大的甜頭?!败浖x裝備”以后,可把所有裝備柔性化地去做出來。但是在軟件產(chǎn)品里,現(xiàn)在在推的是model-based systems engineering (MBSE,基于模型的系統(tǒng)工程) ,核心是以產(chǎn)品模型為代表的、數(shù)據(jù)線程為核心的系統(tǒng)工程,工業(yè)知識(shí)完全是在這個(gè)框架下去做的。

關(guān)于高校培養(yǎng)人才方面,建議高校老師能否在培養(yǎng)人上就進(jìn)行IT 和OT 的交叉。感覺現(xiàn)在學(xué)習(xí)知識(shí)和思維方式上各自割裂還較大。

①目前,僅僅跟人有關(guān)的技術(shù)進(jìn)步很快,例如人工智能發(fā)展很快;但是跟機(jī)器打交道的(例如具身智能)、跟環(huán)境打交道的都很難進(jìn)步。所以產(chǎn)業(yè)(OT)的人更多地提出來能夠支撐這些知識(shí)、數(shù)據(jù)運(yùn)行的架構(gòu),如果這些架構(gòu)不先進(jìn)的話,這些零散的OT 也形不成很重要的產(chǎn)業(yè)和競爭能力。

②將來的工業(yè)知識(shí)會(huì)泛在化。在泛在化基礎(chǔ)上,需要更多的個(gè)性化。如果融合交叉不進(jìn)步的話,IT 知識(shí)、OT 平臺(tái)很難對(duì)產(chǎn)業(yè)形成有變革性的驅(qū)動(dòng)力。像鄭緯民院士介紹的某鋁企業(yè)的挑戰(zhàn),IT 進(jìn)去以后要解決的是信息孤島、扁平化,為OT 帶來變革,即為制造模式帶來根本性的變化,個(gè)性化的需求能很容易地被定制實(shí)現(xiàn)。所以需要有IT 和OT 人一起接力棒式的前進(jìn)路徑。

為此,要全力去創(chuàng)新,按體系化去運(yùn)作(不能違背規(guī)律),且行且珍惜(因?yàn)楣I(yè)的資產(chǎn)不是一下都能替換掉、改變掉的,要存在很長時(shí)間,我們既要考慮工業(yè)遺產(chǎn)的存在,還要把創(chuàng)新的鏈條打通)。

肖雪董事長:

在企業(yè)的運(yùn)行中,從系統(tǒng)角度看,IT、OT 可分為三類:生產(chǎn)智能化的系統(tǒng),主要解決生產(chǎn)控制;管理數(shù)字化系統(tǒng),解決管理體系;運(yùn)營的數(shù)字化系統(tǒng)。這三類系統(tǒng)具有不同的結(jié)構(gòu)。

工業(yè)軟件是生產(chǎn)操作軟件,那么一個(gè)問題是:ERP(企業(yè)資源計(jì)劃)算不算工業(yè)軟件?嵌入式算不算?可能都算,但它們不是一類,因?yàn)橛糜诓煌膱鼍?。像剛才于海濱院長所指出的,在面對(duì)生產(chǎn)智能的關(guān)鍵點(diǎn)(需要穩(wěn)定運(yùn)行)上可能是泛在化的,它的趨勢是硬軟合一;但是它必須是要體系化的、抽象的,它建立結(jié)構(gòu),可能更需要平面展開的過程,是需要全局規(guī)劃的。所以它一定是體系規(guī)劃、單點(diǎn)突破、創(chuàng)新中心相結(jié)合的過程,但它們是不同品類的。

回到這個(gè)問題:ERP 是工業(yè)軟件嗎? ERP 是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)軟件,是在管理體系下形成的。生產(chǎn)智能是在CPS(信息物理系統(tǒng))中保持控制穩(wěn)定性的方面,它是可以點(diǎn)狀創(chuàng)新的(創(chuàng)新有面狀、點(diǎn)狀,要根據(jù)實(shí)際情況而定)。

從實(shí)踐來看,很多方面都需要成長,技術(shù)需要演進(jìn),很多都需要我們跟隨也好、引領(lǐng)也好,一定是面向場景、面向問題來解決問題的,這是核心。所以解決問題的實(shí)踐很重要,它可能是個(gè)系統(tǒng)工程論的態(tài)度,也可能是技術(shù)突破的態(tài)度,也可能是模式創(chuàng)新的態(tài)度,但重要的是要解決核心問題。

另外,學(xué)術(shù)的力量很重要。例如人工智能,業(yè)界在很努力地做人工智能,但是理論框架與國外先進(jìn)水平相比還有一定的差距,還沒有形成一個(gè)完整的框架。但是在工業(yè)體系內(nèi),我國已有完整的應(yīng)用場景和產(chǎn)業(yè)鏈條,因此要建立框架和技術(shù),才能驅(qū)動(dòng)我們未來無論是體系上、還是泛在化基礎(chǔ)的發(fā)展。

張黔教授:

OT和IT的題目很大,二者的融合就更大了,大了以后就很難解決。

張黔教授以問題(problem)驅(qū)動(dòng)的角度談了實(shí)際解決的一個(gè)問題。例如智慧醫(yī)院已經(jīng)是一個(gè)很大的項(xiàng)目了。醫(yī)院里包括很多方面,所以智慧醫(yī)院今天基本上是一把手工程或一二把手工程,領(lǐng)導(dǎo)會(huì)站在全院的角度去協(xié)調(diào)設(shè)備的采購、日常的運(yùn)營、信息的管理、信息的互聯(lián)互通等。

當(dāng)有了這樣的頂層架構(gòu),就開始談?dòng)驳牟糠郑ㄔO(shè)備/OT)應(yīng)該有什么樣的支撐能力,可以來定行業(yè)、產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn),以及與智慧醫(yī)院運(yùn)營相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)(這些標(biāo)準(zhǔn)正在全國推進(jìn))。

然后按照這些標(biāo)準(zhǔn),OT 從變化能力、執(zhí)行能力、改變能力上怎么去做?IT可以向個(gè)性化方面多做一點(diǎn)。IT 有這個(gè)改變能力,因?yàn)榈俣瓤?。接下來,可否?duì)人的理解更細(xì)膩化一點(diǎn)? IT 人可以更多地拿這些去給OT 的改變部門/ 執(zhí)行部門做輸入,那么這樣的迭代往前發(fā)展,在一個(gè)問題驅(qū)動(dòng)的框架下定相應(yīng)的問題、應(yīng)用空間的標(biāo)準(zhǔn),在OT 執(zhí)行端確定執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),在IT 個(gè)性化方面充分發(fā)揮更智能的AI(人工智能)個(gè)性化的能力,給OT 更多的輸入。

如果這種迭代實(shí)行起來,可以在某一個(gè)應(yīng)用上落地。

當(dāng)然,如果多個(gè)行業(yè)有了這種應(yīng)用的變化以后,整個(gè)的IT、OT 的融合又會(huì)往前邁一大步。

鄭緯民院士:

大約10 年前,中科院計(jì)算所的李國杰老師組織了一個(gè)香山會(huì)議,討論計(jì)算與通信的問題,每年開一次會(huì)。后來又增加控制,即IT、CT、OT 怎么融合在一起?

今年11 月香山會(huì)議在廣州召開,又討論了這件事,按照去年開會(huì)的意見提出了一條路徑,走“可計(jì)算制造”道路。

高文院士:

關(guān)于趨勢和路徑有四化。

第一,邏輯化。為什么要邏輯化?計(jì)算機(jī)之所以能夠走到今天,因?yàn)榘呀K端設(shè)備邏輯化,這是非常關(guān)鍵的一個(gè)步驟。OT的邏輯化指什么?OT里不能單獨(dú)談軟件,而是軟件和硬件要在一起,特別是到邏輯部件級(jí),一定是CPU 和嵌入軟件在一起考慮。

第二,網(wǎng)絡(luò)化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)就不展開了。網(wǎng)絡(luò)化以后,很多標(biāo)準(zhǔn)就可以到臺(tái)面來探討了。

第三,開源化?;仡櫄v史,早年通信業(yè)的七國八制是怎么造成的?因?yàn)榻粨Q機(jī)里用的所有電路、器件等是各家公司的做法。1991 年鄔江興院士主持研制成功04機(jī)(注:我國第一臺(tái)萬門程控?cái)?shù)字交換機(jī)-HJD04 機(jī)),特點(diǎn)是不管你原來是什么制,我都是計(jì)算機(jī)上來,一統(tǒng)天下了。我們現(xiàn)在也要開源化,例如CPU,現(xiàn)在各種嵌入式處理器(MPU)、微控制器(MCU)等都有,將來上RISC-V 處理器行不行?以后能否主要的CPU 控制器就是RISC-V 了?因RISC-V 是開源的,RISC-V上面可以運(yùn)行Linux,這樣,邏輯化的底層就變成開源的,在開源上去構(gòu)架。

第四,虛擬化,現(xiàn)在 OT 人和IT 人不容易坐到一起談事。IT 人希望在真系統(tǒng)上去改,今天改、明天改,OT 人肯定不和你玩。如果做一個(gè)孿生系統(tǒng),那么在孿生系統(tǒng)上改,運(yùn)行成功再搬到真系統(tǒng)上。所以一定要虛擬化,做孿生系統(tǒng)。

如果能做到這四化,這個(gè)趨勢路徑是不是可以試一試?當(dāng)然這不是唯一路徑,還有其他路徑。

(本文來源于EEPW 2023年12月期)



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