2012年底，GE公司在一份報告(《IndustrialInternet：Pushingthe Boundariesof Mindsand Machines》)中認(rèn)為：將傳統(tǒng)的工業(yè)(涵蓋制造、自然資源開發(fā)、建筑、公用事業(yè)等)與運(yùn)輸業(yè)和醫(yī)療保健業(yè)加起來，全球經(jīng)濟(jì)的46%或全球產(chǎn)出中的32.3萬億美元，將得益于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng);隨著全球經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的發(fā)展，這一數(shù)字還將繼續(xù)上升。到2025年，預(yù)計廣義工業(yè)份額將增長至全球經(jīng)濟(jì)的50%，或占未來全球產(chǎn)出中的82萬億美元。
這里的GE所談的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，可以對應(yīng)與我們的“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”、“智慧工業(yè)”等概念，雖然這些概念之間存在細(xì)微差別，但實際上大家都心知肚明：無非是如何利用信息產(chǎn)業(yè)最新技術(shù)與商業(yè)模式成果來實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級，用工信部的概念來講叫“兩化融合”。概念不說了，下面本文中都一概稱為“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”。
前景如此誘人，那在發(fā)展中有哪些因素會阻擋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)改變世界的進(jìn)程?
認(rèn)知問題
首先是認(rèn)知度問題，即還是概念困局。凌亂紛雜的稱謂，實際上就和物聯(lián)網(wǎng)在其他領(lǐng)域的情況一樣，叫人迷惑。不能小瞧這個迷惑，因為傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域普遍都是具有自己約定俗成甚至有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的行話語匯的，一個外延和內(nèi)涵有點(diǎn)飄忽不定的稱謂，一般都會引起傳統(tǒng)行業(yè)客戶的抵觸。比如物聯(lián)網(wǎng)最初被認(rèn)為傳感器網(wǎng)絡(luò)，后來又逐漸上升到業(yè)務(wù)邏輯層面。
而企業(yè)客戶中非技術(shù)出身的管理人員，有時會聽著你的方案介紹突然聯(lián)想起某部自己以前看過的科幻片，以為我們已經(jīng)進(jìn)化到計算機(jī)控制一切的3014年，立刻提出一些超越當(dāng)前技術(shù)能力，甚至違反物理常識的需求。
第二就是物聯(lián)網(wǎng)概念誕生的特殊語境。我們知道，一項理論之所以被認(rèn)為具有指導(dǎo)價值，一般是因為研究者從先期的探索中發(fā)現(xiàn)、總結(jié)了該規(guī)律，并利用抽象思維發(fā)展出一系列后續(xù)的推論，然后將這些推論用于新的實踐，并在實踐中獲取了成功和修正。這種“從實踐中來又反饋實踐”的過程建立了人們對該理論的信心。類似的模式從牛頓定律到典型商業(yè)模式無不如此。
物聯(lián)網(wǎng)就有趣了：實際上這個概念誕生于上世紀(jì)90年代后期，但是智能電網(wǎng)、智慧交通的努力從上世紀(jì)70年代就開始了，雖然遠(yuǎn)程醫(yī)療在2000年后隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及才開始了商業(yè)化，但是也早就出現(xiàn)在80年代的科研實踐中，并且已經(jīng)被賦予了專業(yè)名稱，更不要說家庭自動化和安防。然后就有人跳出來說這些那些你們以前做的都叫物聯(lián)網(wǎng)，而且有了這個名字以后貌似也沒產(chǎn)生什么新的應(yīng)用門類，相信如果您是那些領(lǐng)域的從業(yè)人員，第一反應(yīng)一定是“你扯什么，突然跑到我家里把我孩子改了個名字算啥”。
更糟的是，物聯(lián)網(wǎng)概念誕生后，產(chǎn)業(yè)信息化的腳步似乎還是按照原來的慣性前進(jìn)著，并未見特別的躍升，比如沒有產(chǎn)生跨行業(yè)的重大技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品。不過所幸，一些工業(yè)領(lǐng)域中原本在傳統(tǒng)工控語匯中不太好定義的輔助系統(tǒng)，現(xiàn)在也算有了一個統(tǒng)一的稱謂，叫“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”了。比如現(xiàn)在電力和油氣管道行業(yè)把原來用于生產(chǎn)管理的SCADA之外的生產(chǎn)信息化系統(tǒng)逐漸都統(tǒng)稱為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
安全性問題
其次是安全性問題。工業(yè)控制系統(tǒng)一般都是運(yùn)行在局域網(wǎng)或者專網(wǎng)內(nèi)的，網(wǎng)絡(luò)本身屏蔽了外來的信號入侵，隔離的網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)“怪異”的專有協(xié)議，阻擋了外部的潛在攻擊者。而且為了優(yōu)先滿足實時性，工業(yè)通信的一些協(xié)議更傾向于把加密等功能放在第二位。
但是，在物聯(lián)網(wǎng)時代，很多設(shè)備之間的信號要通過公網(wǎng)來實現(xiàn)，那些傳統(tǒng)的工業(yè)通信設(shè)備放在互聯(lián)網(wǎng)上簡直就是不設(shè)防的裸奔!工業(yè)系統(tǒng)被惡意入侵的事件實際上從上世紀(jì)90年代開始一直存在，從電網(wǎng)到采暖鍋爐花樣百出。那么，安全性問題要從哪個層面來解決，如何去解決就是設(shè)計一個工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的時候必須首先考慮到的。
因此也可以預(yù)言，未來工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，一定會催生一批新的工業(yè)數(shù)據(jù)安全相關(guān)的技術(shù)和企業(yè)。
遠(yuǎn)程維護(hù)能力
再次是遠(yuǎn)程維護(hù)能力。人們的第一反應(yīng)，還是用傳統(tǒng)的工業(yè)控制和通信設(shè)備來搭建物聯(lián)網(wǎng)，但是這些設(shè)備的設(shè)計暗含了一個用戶場景：就是他們是在一個廠區(qū)內(nèi)被使用的。所以，當(dāng)這些設(shè)備出現(xiàn)問題的時候，第一反應(yīng)或假設(shè)是有人會在可忍受的時間內(nèi)去現(xiàn)場查看、檢修。
即便是PLC、RTU等有診斷接口的設(shè)備，往往也只是為了方便檢查者下載數(shù)據(jù)使用，真正考慮幾百公里之外的遠(yuǎn)程診斷的設(shè)備不多。這對于可能需要大范圍部署設(shè)備的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就完全難以接受了：這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(終端、網(wǎng)關(guān)等)設(shè)備可能要被部署在相當(dāng)大的地理范圍內(nèi)，從而使得檢修這些設(shè)備也成為相當(dāng)耗費(fèi)資源的事情，檢修者也往往無法在可接受的時間到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場。
如果這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備自身沒有足夠的遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)的能力，就必然發(fā)現(xiàn)這樣的尷尬：某管道公司在上了一套用于遠(yuǎn)程監(jiān)測管道閥室內(nèi)自控設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)后，雖然不用在開著越野車巡檢那些自控設(shè)備了，但是改成開著越野車巡檢那些附加的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備了。
成本問題
又次是成本問題。在筆者測算過的一個油氣管道設(shè)備管理物聯(lián)網(wǎng)項目中，如果用傳統(tǒng)工業(yè)SCADA技術(shù)和產(chǎn)品，需要的成本是采用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)方案的5倍。其實該類需求一直存在，有理由相信是之前只能采用SCADA技術(shù)而被昂貴的成本所擋住，無法形成有效需求和訂單。這里要順便交代一點(diǎn)背景知識：傳統(tǒng)的工業(yè)控制技術(shù)一般都是服務(wù)于生產(chǎn)設(shè)備，對信號的實時性很講究;而類似于設(shè)備管理、能效管理和安防等類應(yīng)用，對實時性的要求就可以降一個甚至幾個數(shù)量級了。如果以工業(yè)控制的理念來設(shè)計這些物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，則必然因為為用戶提供了一些實際上并不需要的計算能力或技術(shù)特性，成本一定居高不下。
成本問題還可以從商業(yè)模式的角度來改進(jìn)。GE的報告中所展望的還是來自于傳統(tǒng)大工業(yè)的應(yīng)用，這份報告的偏頗之處在，現(xiàn)實中存在很多工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的“屌絲”級中小企業(yè)用戶。或者雖然企業(yè)本身雖然有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，但是對該應(yīng)用需求量并不大。這些碎片化的應(yīng)用市場，采取傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)常用的系統(tǒng)集成、定制開發(fā)的理念，往往要么難以回收開發(fā)成本，要么干脆就因為報價太高而賣不出去。
如果采取云計算等服務(wù)理念和設(shè)備租用的模式，甚至采取互聯(lián)網(wǎng)“羊毛出在豬身上”的免費(fèi)模式，可能更有前途。同時，為了適應(yīng)這樣的商業(yè)模式創(chuàng)新，也一定會帶來新的技術(shù)問題需要在系統(tǒng)設(shè)計的時候進(jìn)行解決。比如一個基于物聯(lián)網(wǎng)的多租戶云計算平臺，對數(shù)據(jù)的保密性、共享性和用戶管理模式都產(chǎn)生新的課題。
系統(tǒng)設(shè)計理念問題
最后是系統(tǒng)設(shè)計理念問題。傳統(tǒng)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)以集中式為主，即數(shù)據(jù)向一個服務(wù)器集中，然后決策后的控制數(shù)據(jù)也由該中心統(tǒng)一發(fā)出。但是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋的地域相對寬廣、通信聯(lián)絡(luò)往往是不可靠的公網(wǎng)，這種集中模式即不經(jīng)濟(jì)，也對部分必須盡快響應(yīng)的就地業(yè)務(wù)邏輯難以保證。
比如一個變電站的安防系統(tǒng)如果被觸發(fā)，最佳的響應(yīng)方式是現(xiàn)場的網(wǎng)關(guān)在向數(shù)據(jù)中心發(fā)送報警信號的同時就觸發(fā)現(xiàn)場的聲光報警器，而不應(yīng)該把報警信號放到數(shù)據(jù)中心，由數(shù)據(jù)中心再返回聲光報警器的啟動指令。
否則一旦通信鏈路有問題，現(xiàn)場的報警也就無法實現(xiàn)。在實踐中還有很多例子，說明數(shù)據(jù)全部由現(xiàn)場直接送回中心再處理即不經(jīng)濟(jì)，也無必要，總的來說不如經(jīng)過一定的就地加工后再將結(jié)論性數(shù)據(jù)發(fā)送給中心。也就是說，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的決策中心是分級分散的，而不應(yīng)是大集中的。
但是，實踐中很多團(tuán)隊不由自主會按照數(shù)據(jù)集中的理念來設(shè)計工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，最終導(dǎo)致一個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在建設(shè)運(yùn)營成本和功能性能指標(biāo)上都達(dá)不到要求。
結(jié)束語：
總地來說，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的推廣，其本質(zhì)還是來自產(chǎn)品和商業(yè)模式理念的沖突。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本設(shè)計理念是偏向協(xié)同的，具有ERP甚至互聯(lián)網(wǎng)中企業(yè)社交的基因，而與有意無意帶入的工業(yè)控制理念產(chǎn)生沖突。目前活躍于該領(lǐng)域的企業(yè)，一般也脫胎于原來的工業(yè)通信領(lǐng)域，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)必須要繼承一些工業(yè)控制領(lǐng)域的技術(shù)和通信協(xié)議的約束，而懂得這些技術(shù)約束的人恰恰又是信息化領(lǐng)域中距離互聯(lián)網(wǎng)思維最遠(yuǎn)的一群。
這一點(diǎn)在中國尤甚：我國工業(yè)軟件對進(jìn)口依賴嚴(yán)重，長期的行業(yè)隔離導(dǎo)致一般出身于工控領(lǐng)域的程序員往往因為自己是基于進(jìn)口軟件的二次開發(fā)而不認(rèn)為自己是軟件工程師，更不用說要和互聯(lián)網(wǎng)搭上干系。這些理念殘余的肅清，一定是有個過程的。
（轉(zhuǎn)載）
