工業互聯網
古人云：多多益善。多臺機器組成的系統會極大地超越、擴展機器個體的能力，在用途和使用價值上實現“1+1>2”。例如，在郵寄包裹中嵌入一個小小的RFID芯片，簡單枯燥的物流之旅立刻變得“高大上”起來，每個包裹變成了物聯網的一個移動節點，實時傳遞信息，讓物流公司插上了互聯網的翅膀。它能幫助物流公司對貨物進行實時追蹤，防止遺失；對物流資產實時監控，洞察資產使用率；實時跟蹤存貨量，減少浪費。它還能幫助物流公司預測需求，發現瓶頸，制定計劃，提升效率，平衡負載，優化人員配置。工業互聯網是一個由智能機器和人組成的自適應工業生態“大系統”。
軟件定義機器就是一種典型的自適應技術，即通過軟件定義機器所有功能。硬件與軟件的解耦使得機器可以實現遠程自動升級，用當下時髦的詞來說就是從“雲端”升級。工業互聯網作為智能機器（軟件定義的機器）和人及智能機器之間互聯互通的生態系統，它誕生之初就具備與時俱進的能力。在互聯的智能機器世界裡，每個機器都具備交流能力，知道該與誰（其他機器和人）互通有無。讓我們想象一下未來的火力發電廠：鍋爐能夠主動尋求和蒸汽輪機打交道，蒸汽輪機會自然的聯繫發電機，發電機則會默契的和變壓器溝通交流，而變壓器又會輕鬆的尋找聯繫到電網中的其他輸配電設備，最終將電力提供給用戶。這些智能電力設備和人（運營商、用戶等）相互融合成就了智能電網，這就是一個典型的工業互聯網系統。
工業互聯網涵蓋了智慧園區、智能工廠、智能電網、智慧能源系統、智慧農業系統等各種工業社區或生態系統，它將具有“使命感”和“自我意識”的智能機器融合在一起。
賦予使命
智能機器，知己知彼。它可以感知自己的運行狀態，包括健康、潛能和自身所處的環境等。智能機器被賦予了充分釋放自身潛能，並服務整個工業互聯網，使其達到最優運行狀態的使命。通過協同合作，智能機器可以不斷繼承機器本體和所處環境的歷史數據。它們分享經驗和知識的能力與生俱來，因此，能夠在殘酷的市場競爭中存活下來並保持繁榮昌盛。
過去20年來，人類社會生產力隨著商業互聯網的發展而呈指數級增長，互聯互通的人口達數十億之多。商業互聯網徹底改變了我們的娛樂、社交、溝通和商業模式。尤其是移動互聯網將製造者和消費者“零距離”連接，顛覆了人類傳統的生活和工作方式。
可以預見的是，一旦通過工業互聯網將目前全世界500多億臺機器全部連接在一起，各個工業行業都會產生天翻地覆的變化。但有個前提條件：系統中所連接的機器必須足夠智能，才能將整個系統的智能化水平提升到新的高度。工業互聯網的設計者必須確保工業生態系統中的每個層級、每個節點都是智能的。“傻瓜”的溫控器只能承擔維持設定溫度的簡單功能，而智能溫控器可以思考“我該如何讓人們感覺舒適”，以節能的方式自動調節溫度和溼度，讓人“如沐春風”。智能機器具有思維能力，知道如何減少零部件的磨損來延長壽命，減少損耗的同時儘量提高產出。它是智能的，目標導向的，並且具有“我可以協助社會持續發展”的“自我”意識。一個自適應的工業互聯網系統會最大限度的減少人的干預，並且通過機器之間有針對性的交流來實現服務全局的目標。用技術語言來描述就是：將分析和思考能力“植入”傳感器、執行器、組件、子系統、系統和邊緣設備等工業互聯網的節點中，它們能相互交換信息並採取相應行動來優化工業生態系統。
設計方案
工業互聯網系統是網絡化的控制系統，它必須從一個個簡單、處於互聯網邊際的控制系統生長起來。複雜是工業互聯網系統的自然屬性，而這種複雜性是無數小系統聚沙成塔發展出來的。下面是一些工業互聯網的設計準則：
1、通過將子系統逐個、逐層的疊加構建，形成最高效的互聯互通方式。系統的複雜性以自然的方式有機增長，避免“畫蛇添足”、“牽強附會”；
2、通過對邊緣設備、傳感器、執行機構、路由器、數據網關和控制器的智能化，實現系統的逐級賦能，控制權限的分散、下沉；
3、每個節點被賦予“使命”和“自我意識”；
4、節點之間既可以“自治”，又可以相互協作，形成“健康”、“美好”的生態系統；
5、採用稀疏通訊，通訊內容和方式言簡意賅、按需而動；
6、授權節點自主選擇“如影隨形”或“分崩離析”；
解釋一下稀疏通訊的必要性：一個典型的海底石油鑽井平臺，每天會產生TB級的數據量，如果使用當今的通信基礎設施，則需要數週的時間才能將數據上傳到雲端。將大量傳感器安裝到機器上並直接將海量高分辨率數據收集到雲端的“粗暴”方法，在技術和經濟上都是不可行的。人類無法通過設計解決的難題，都可以在自然界找到相應的答案。比如，通過研究群居棲息方式的飛鳥和魚如何進行溝通，我們可以找到靈感。它們通過使用稀疏的局部通訊實現集體的和諧和智能。在一個遊動的魚群中，沒有中央指揮官，控制權分散到每個使用同種語言的節點。同理可得，在未來的工業生態系統中，來自不同製造商的機器將使用統一的語言，以稀疏通訊的方式相互溝通，既達目的，又極其經濟。
以風電場為例，一個先進的工業互聯網風電機組系統具有以下特點：渦輪機內置獨特的機載分析功能，可以監控風機運行狀態，檢測故障，確定優先級和最佳解決方案。就像身邊擁有全球的專家團隊為其實時解決問題，如果發生問題，風場檢修人員會自動收到通知，無需進行故障排查，直接按照提示排除故障即可，從而節省了大量的時間和成本。功率過大的風機會將多餘的電能存儲進電池儲能系統。當遇到風力不足的情況，風機會要求儲能系統補充供電。風儲互補技術提高了風場供電的穩定性和可靠性，為客戶創造了額外的收入。如果某個風機失去了風速或風向的感知能力，它會獲取鄰近風機的數據繼續運行，保證自身的可利用率和能量輸出。通過風場之間的相互協調，可以穩定電網電壓，保障了電網的廣域穩定。
設計像工業互聯網這樣的複雜系統需要深諳操作技術（OT）和IT技術的專家通力合作。操作技術（OT）包括設計、工程、控制、嵌入式系統、工業通信、人機交互、服務工具、資產管理工具等；IT技術涵蓋用戶體驗、大數據、互聯、軟件、移動互聯網、數字安全性、APPs、ERP等。
OT專家和IT專家必須勇敢邁出自己的領地，將雙方的思想、理念融合交匯，給工業互聯網注入生機。OT專家和IT專家在各自領域內都可以視為“土著專家”，為了實現OT和IT融合，“土著”專家們必須具備因時制宜、與時俱進的能力，只有這樣才能設計出一個適應當下、迎合未來的工業生態系統。他們是設計師，同時也是工業互聯網生態系統中的智能節點。事實上，我們每個人都是工業互聯網生態系統中的活躍節點，都在順應時代、不斷革新、與時迭代。
結論
工業互聯網不是分佈式控制，它更不是遠程監控和診斷的代名詞或品牌重塑。工業互聯網也不僅僅是指工業大數據系統。當今的運營技術（OT）可擴展性差、效率低下，缺乏與人的無縫聯接。在過去的20年裡，分佈式控制系統（如SCADA系統）的發展幾乎原地踏步。是改變的時候了，工業互聯網給我們帶來了契機。工業互聯網的發展在本質上是漸進的，需要時間來“生長”和“強大”。OT和IT的融合是實現這一目標的關鍵。
沉舟側畔千帆過，病樹前頭萬木春。讓我們以更加積極開放的心態擁抱工業化聯網時代的到來。
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