未來企業(yè)信息化的發(fā)展，現(xiàn)在有兩個(gè)說法，一個(gè)是工業(yè)4.0，一個(gè)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)4.0，在提法上有不同的側(cè)重點(diǎn)，但本質(zhì)上是一回事。強(qiáng)調(diào)的都是實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息系統(tǒng)的一體化、智能化、自動(dòng)化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0都是過去幾十年企業(yè)信息化成就的總結(jié)，而且提出了未來10至15年企業(yè)信息化追逐的更高層次的目標(biāo)。通過研究這兩個(gè)新概念和新思想，我們可以看到，新一代的企業(yè)信息化將往哪里走，在企業(yè)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化、全三維數(shù)字化平臺(tái)、關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)等等之后，企業(yè)信息化又要關(guān)注什么，最終的目標(biāo)又是什么。
從我國大多數(shù)企業(yè)信息化的實(shí)際情況來看，不可能奢求在幾年之內(nèi)就完全實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0提出的各種設(shè)想和功能目標(biāo)。當(dāng)前企業(yè)應(yīng)該審慎思考和評估的是，企業(yè)該做的、基礎(chǔ)的、重要的信息系統(tǒng)是否都已完成，應(yīng)用得好不好。企業(yè)必須在工業(yè)4.0或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)大方向的引導(dǎo)之下，抓緊企業(yè)數(shù)字化建設(shè)的“補(bǔ)課”。
1.工業(yè)4.0
工業(yè)4.0不僅強(qiáng)調(diào)了內(nèi)、外網(wǎng)的一體化，還強(qiáng)調(diào)了智能物理系統(tǒng)（cps，cyber-physical system）在企業(yè)的應(yīng)用，核心是推動(dòng)企業(yè)的智能化和數(shù)字化的自動(dòng)化。智能物理系統(tǒng)與嵌入式系統(tǒng)是兩個(gè)不同的概念。嵌入式系統(tǒng)為產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)化服務(wù)，強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品中增加新功能，提高產(chǎn)品性能。智能物理系統(tǒng)解決的是如何使企業(yè)的各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和企業(yè)的各個(gè)物理系統(tǒng)協(xié)同工作，從而實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)生產(chǎn)率的最高化，系統(tǒng)運(yùn)行的最優(yōu)化，以及管理有效性的最大化?，F(xiàn)有的系統(tǒng)工程理論中，還沒有一套系統(tǒng)的、完善的、關(guān)于智能物理系統(tǒng)的理論體系。美國國家自然科學(xué)基金會(huì)認(rèn)為，cps是系統(tǒng)工程理論未來一二十年重大的發(fā)展方向；早在2006年，就將這個(gè)領(lǐng)域作為信息時(shí)代系統(tǒng)工程理論的一個(gè)重大研究方向給予資助。無疑智能物理系統(tǒng)將促進(jìn)理論研究的發(fā)展，也帶來很多創(chuàng)新的空間。
2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
早在2000年8月，就有美國學(xué)者提出了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念，基本思路是把復(fù)雜的物理設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，包括傳感器和軟件等，構(gòu)造成一個(gè)系統(tǒng)化的整體，將大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、m2m等全部整合在一起，利用所得的數(shù)據(jù)和信息，控制和調(diào)整設(shè)備，以得到最優(yōu)化的結(jié)果。最終目的是構(gòu)造企業(yè)級的一體化的系統(tǒng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)綜合性的企業(yè)信息化總體解決方案，包含一整套內(nèi)置的核心技術(shù)，一定會(huì)成為一個(gè)綜合性的技術(shù)大類。工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這兩個(gè)提法，我個(gè)人比較傾向于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，因?yàn)樗盐磥砥髽I(yè)界的網(wǎng)絡(luò)，以及全球網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，描述得比較清楚。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具有5c架構(gòu)（圖）。5層中的第一個(gè)字母都是一個(gè)“c”。最底層是智慧的連接層（connection），即一個(gè)企業(yè)所需要的數(shù)據(jù)都必須能夠無障礙地獲取。第二層是轉(zhuǎn)換層（conversion），即將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息，對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析，得出對決策有用的信息。第三層是計(jì)算網(wǎng)絡(luò)層（cyber），是企業(yè)信息中心的樞紐，在這一層，將取自第二層的信息與原來設(shè)定的期望值進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)企業(yè)運(yùn)行中的問題或機(jī)會(huì)。第四層是認(rèn)知層（cognition），由第三層獲得的信息，以及監(jiān)控資產(chǎn)和設(shè)備狀況，以可視化的方式，向決策者提供關(guān)于企業(yè)目前存在問題的認(rèn)知，并使決策者能夠做出相應(yīng)的決策。第五層是配置層（configuration），目的是通過網(wǎng)絡(luò)空間，把決策信息送到物理空間，送到相應(yīng)的子系統(tǒng)中，完成對相應(yīng)的設(shè)備或系統(tǒng)做出調(diào)整的實(shí)際操作。
圖 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的5c架構(gòu)
這個(gè)5c的架構(gòu)，實(shí)際上是一個(gè)企業(yè)級的反饋控制系統(tǒng)，一個(gè)包括人、（計(jì)算）機(jī)、物在內(nèi)的反饋控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的控制對象，無論是人、或機(jī)、或物，其現(xiàn)況信息都是通過c1（第一層）來獲取的。獲取后，送到反饋器，即c2（第二層），進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析，所得出的整個(gè)企業(yè)狀況的實(shí)際值和期望值在c3（第三層）進(jìn)行比較，比較后得出決策信息c4（第四層），指示在什么地方需要做出怎樣的調(diào)整或改變，最后是由控制器c5（第五層）發(fā)出指令，實(shí)施對人、機(jī)、物的控制。反饋控制是自動(dòng)控制理論最核心的思想之一，只有反饋控制才能達(dá)到最理想的控制效果。在人、機(jī)、物一體化的大系統(tǒng)情況下，反饋系統(tǒng)的一體化和優(yōu)化設(shè)計(jì)，確實(shí)有很多重大的理論和創(chuàng)新問題。
認(rèn)識(shí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)非常重要，尤其要抓住它的本質(zhì)和內(nèi)涵，對中國企業(yè)信息化的發(fā)展意義非凡。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)不僅涉及信息技術(shù)的各個(gè)方面，而且也涉及很多相關(guān)的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，世界上沒有一個(gè)企業(yè)能夠承擔(dān)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的全部研發(fā)任務(wù)。為此，美國幾個(gè)it巨頭牽頭組織了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟。2015年6月，美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟發(fā)布了一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的參考架構(gòu)，對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成要素，各要素之間的相互關(guān)系等，都進(jìn)行了比較系統(tǒng)的探討和研究，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)、解決方案架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu)提供了一個(gè)開發(fā)指南，具有重要指導(dǎo)意義。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提出了分析系統(tǒng)功能的四個(gè)維度，包括業(yè)務(wù)的維度、用戶的維度、系統(tǒng)功能的維度、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的維度，對每一個(gè)維度都做了詳細(xì)的需求分析，研究了必須要考慮的基本問題。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的參考架構(gòu)將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)分成內(nèi)外三層：外緣層、平臺(tái)層和企業(yè)層。企業(yè)需要的所有數(shù)據(jù)，通過外緣層進(jìn)入企業(yè)的數(shù)據(jù)平臺(tái)，在平臺(tái)層進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和分析，在完成一系列操作運(yùn)算后，產(chǎn)生決策所需的數(shù)據(jù)，并送入企業(yè)層；企業(yè)層接收這些數(shù)據(jù)之后，根據(jù)決策系統(tǒng)設(shè)定的規(guī)則決定企業(yè)下一步怎么做，并將決策產(chǎn)生的控制信息流返回到平臺(tái)層，平臺(tái)層對控制流進(jìn)行分析后，再送到外緣層，包括企業(yè)外部的相關(guān)企業(yè)。整個(gè)過程中，核心的部分是數(shù)據(jù)的分析和處理，包括終端數(shù)據(jù)的獲取、先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理、決策的執(zhí)行模塊、系統(tǒng)輸出的產(chǎn)生等等，各種模型的構(gòu)建和數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的核心。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)涉及很多核心技術(shù)。第一層涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用；第二層用的是業(yè)務(wù)智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)；第三層是云計(jì)算技術(shù)；第四層離不開計(jì)算科學(xué)技術(shù)；第五層則是網(wǎng)絡(luò)化的自動(dòng)控制技術(shù)。
不難看出，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所需要的技術(shù)支撐，實(shí)際上把當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)幾乎都概括其中。目前，我國大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等都炒得很熱，但是，如果這些熱門技術(shù)不圍繞一個(gè)主題，朝著一個(gè)共同方向努力的話，是形不成競爭優(yōu)勢的。
2016年3月2日，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0這兩個(gè)技術(shù)平臺(tái)，在瑞士蘇黎世做了對接。雙方達(dá)成協(xié)議，必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0參考架構(gòu)模型和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)模型的兼容性和互操作性，這是二者得以共享全球市場的一個(gè)重要步驟。中國也已推出自己的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)模型，但總體來看，我們的步子還是慢了一些。如果我們的步子能夠更快一些，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的競爭有可能形成三足鼎立的局勢。特別是，其中涉及很多標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范問題，如果我們不參與前期標(biāo)準(zhǔn)的制定，就會(huì)非常被動(dòng)。中國必須盡快建立團(tuán)隊(duì)，推出自己的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)“參考架構(gòu)（iira）”，并與“工業(yè)4.0平臺(tái)”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟”展開協(xié)調(diào)行動(dòng)，以避免被邊緣化。
3.全球物聯(lián)網(wǎng)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的快速發(fā)展，使全球物聯(lián)網(wǎng)成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。如果一個(gè)企業(yè)進(jìn)來的和出去的產(chǎn)品都具有聯(lián)網(wǎng)功能的話，物聯(lián)網(wǎng)的問題還只限于一個(gè)企業(yè)的內(nèi)部，對產(chǎn)業(yè)影響不大。但是，如果全世界絕大多數(shù)的企業(yè)都需要將輸入和輸出的產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)的話，這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)就變成了一個(gè)全球物聯(lián)網(wǎng)（the internet of things），與幾年前講的物聯(lián)網(wǎng)的概念不一樣，它是一個(gè)第一個(gè)字母大寫的物聯(lián)網(wǎng)。全球物聯(lián)網(wǎng)因之提上了全球信息化發(fā)展的議事日程。英特爾公司估計(jì)，到2020年全球物聯(lián)網(wǎng)大概要提供一個(gè)500億物品互聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)?，F(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)，是人的互聯(lián)網(wǎng)，總共連接的只是30億到40億人，物聯(lián)網(wǎng)將帶來互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)十幾倍甚至幾十倍的擴(kuò)張。gartner公司估計(jì)，到2025年，全球互聯(lián)的物品大概有2000億個(gè)。這樣一個(gè)龐大的物聯(lián)網(wǎng)，給互聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn)。不難看出，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本身就是一個(gè)人、機(jī)、物的互聯(lián)網(wǎng)，全球物聯(lián)網(wǎng)就是一個(gè)全球的人、機(jī)、物的互聯(lián)網(wǎng)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上生長起來，必將會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)變革。
全球物聯(lián)網(wǎng)覆蓋所有的重要領(lǐng)域，包括各種各樣的業(yè)務(wù)活動(dòng)、能源、消費(fèi)、健康與生命、it技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)、安全和公安、零售業(yè)和交通制造等等，由此將產(chǎn)生一個(gè)智能互聯(lián)的世界。一些重要的行業(yè)，如通信、零售、汽車、醫(yī)療等等，將發(fā)生重大的變革。這就是未來15至20年可能產(chǎn)生的新的前景。
物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算將走向融合。對于全球物聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)可以幫助各行各業(yè)提升業(yè)務(wù)洞察力，推動(dòng)全球基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)國家治理和社會(huì)發(fā)展。，全球物聯(lián)網(wǎng)成為全球最重要的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，形成新一輪的海量數(shù)據(jù)增長浪潮，成為衍生無數(shù)個(gè)具有真正商業(yè)價(jià)值和業(yè)務(wù)洞察力的大數(shù)據(jù)平臺(tái)。這是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和全球物聯(lián)網(wǎng)真正的價(jià)值所在。大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的發(fā)展，將視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而確定其方向和重點(diǎn)。各種形態(tài)的“云”和“云聯(lián)網(wǎng)”，將為物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)提供不同類型的服務(wù)和所需要的不同的商業(yè)模式。
全球物聯(lián)網(wǎng)不是一個(gè)垂直的或水平的、局域的物聯(lián)網(wǎng)，而是一個(gè)人、機(jī)、物的互聯(lián)網(wǎng)，這是一個(gè)必然的發(fā)展結(jié)果。意識(shí)到這一點(diǎn)，就知道全球信息化的發(fā)展方向發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在最重要的是，我們必須轉(zhuǎn)變思想和觀念，迎接全球物聯(lián)網(wǎng)帶來的這種革命性變革。
大數(shù)據(jù)的發(fā)展也會(huì)面臨很多挑戰(zhàn)。上千億物品的數(shù)據(jù)在網(wǎng)上流動(dòng)，這些數(shù)據(jù)存在哪里，需要什么樣的數(shù)據(jù)中心，什么樣的分析技術(shù)，什么樣的隱私保護(hù)等等，都是新生的問題。云計(jì)算也是一樣，怎樣在云與云之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，如內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)，未來就是云和云的互聯(lián)，一個(gè)企業(yè)和很多其他關(guān)聯(lián)企業(yè)的私有云的互聯(lián)。云網(wǎng)絡(luò)、云安全、云服務(wù)的管理等等，也會(huì)帶來一系列需要解決的問題。