e-works黄博士周一希望在周四介绍我们的应用软件在 智能制造 也顺便谈谈“IT与OT融合的难点问题”—关于这问题和赵敏老师、陈冰老师和丁研都简单交流了一下,昨天晚上到了宁波又与华中科技大学陈冰老师进行了当面的交流,今天在 工业互联网 产业联盟的季度工作会议现场又与多位业界专家进行了交流,包括华为、信通院、研华等在讨论边缘计算解决方案有些新的启发,将前期的认识和最新的各方观点进行了糅合来进行一个阐述,可以理解为一个开放的探讨。
从技术角度来分析融合的难点问题
实际上,如果从现实的基础话题,技术视角来看,本身就存在着融和的困难,包括了几个方面:
1.数据网络的传输接口与标准统一问题
实际上,OT与IT在很多方面具有差异,就像几个典型的方面:
这个话题也是老生常谈,其实,不同的总线本身就带来了融合的障碍,如同赵敏老师之前提到的“一化融合”,他的意思在于别说两化融合,即使在自动化、信息化各自领域,想做到融合、互操作并非易事。
这种数据传输的差异就导致了两个世界用的是不同方法、数据结构、信息模型、软件接口标准。
2.改变的障碍:
IT首先要能够访问OT端的数据,这就是现实中的难点,赵敏老师说的有道理就在于这个问题在OT侧的企业之间本身就难以实现,对于一个工厂而言,以往这种连接比较少,现在这个工业互联才刚刚开始,目前的阶段仍然是在以“手工”的方式进行着“导表”的一些工作,包括复杂的配置,还没有真正的实现数据的连接,因为OT端的网络本身出于自身Know-How的保密缘故开放的迫切性并不高,或者如戴老师之前所说“就目前而言,制造的现场在没有IT系统参与也可以运营赚钱,因此,它没有到那种”如果不开放数据、不搞工业互联网就会影响生存的阶段—因此,开放数据的迫切性并非想象那么高,甚至他们会觉得开放数据会死的更快“,就像郭老师所说的必须考虑经济性、考虑企业本身的战略,这是管理问题,自上而下的推动问题,但是,这个又必须对自身问题清晰的认识,又对数据驱动的价值能够有认识,才能真正下决心去推动。
3..在边缘侧控制器与云端之间的连接端口问题:
在数据的标准与格式的定义问题,即,如何提供一个有效的对数据的特征定义,按照行业性对于周期性、数据的标准格式(单位,结构)、预处理,这个清洗过程,才能送到MachineLearning的算法与模型中进行训练,OPCUA提供了传输机制,包括一些初步的预处理,但是,对于这个数据从边缘侧与云测之间的交互需要接口与标准,否则,在工业中的数据如果按照短周期的话,即使对于云而言,也会出现大量的数据负载,毕竟Cycle如果到了mS级的话,那还是会有比较大的负载。
如果这个角度,就必须意识到OPCUAoverTSN的价值,必须意识到它本身可以扩展IT和OT的业务疆域,而且,OPCUAoverTSN本身也是一个构建新智能制造时代的生态系统的利器-通过技术把生态基础的基地夯实,这才能谈之后的融合问题。
从商业利益的角度
技术能解决的问题都不是问题:这就像说“钱能搞定的事都不是事一样”,技术实际上并没有那么难,归根结底,IT与OT融合的推动是一个必须依赖于利益的驱动问题,这个利益驱动包括两个问题:
(1).这些融合能够带来用户真正显化的价值:这个价值不能是模糊的,而是确定、可计算的,或者说,即使不能马上看到,也必须能够在逻辑上是可行、合理的,并可预测,那么,用户才愿意真正推动这件事情。
(2).利益平衡问题:在新的时代,出现了要多方协同推进制造的升级优化,而这需要构建生态系统,但是,生态系统最难的问题是“利益均衡”,就像各种联盟组织,如果只是开会讨论没有落地不行,但是,如果有些公司只有输入而无输出不行,而且在这个融合过程中,如何保护原有的利益同时又新增利益。
(3).数据的价值与归属权的问题:这是一个核心问题,对于整个工业互联网架构而言,是一个多厂商、多技术(以软件形式)的融合问题,而在这个过程中数据的价值定义以及数据分享的层级定义比较关键,如果缺乏这方面的策略和机制,如何为数据定义权属并且为数据赋予价值,并对这些价值进行有效的利益划分,如果缺乏一种良好的分成机制,那么,就会让双方不愿意迈出融合这一步。
现阶段OT端的边缘计算
目前比较直接的方式对于OT端延伸边缘计算或云计算的连接问题会有先天的优势,在于以下几点:
(1).目前的开放架构支持计算能力的扩展,本身就得益于IT的发展,包括芯片、软件、网络、服务器等资源的成本不断降低,本身OT端已经在大量采用来自IT发展的技术,使得具备了在嵌入式边缘计算、边缘计算方面的能力。
(2).OT端本身已有的工作:从控制论数十年的发展,我们会看到,在某种意义上控制工程在人工智能领域本身就是覆盖的,维纳的控制论描述的是行为主义学派,而控制工程中则采用PID、MPC、迭代控制基本也属于数据驱动型的应用,在本地的嵌入式边缘架构、开放的边缘计算系统中可以延伸。
(3).数据优势:因为OT端控制器本身具有数据源的问题,从边缘控制器、如果传统DCS中的数据源优势(来自实时数据库、历史数据库)。
OT向边缘计算、工业互联网方向走,而IT也开始往制造业现场走近,相互就会有一个相互发挥各自优势,并解决实际产业问题的融合点,但是,各自有其自身的优势,需要更好的发挥。
未来的OT与IT融合
1.各自的优势发挥空间:
IT与OT本身之间协同都是建立在如何更为“经济性“为最终用户提供价值,而这个需要双方各自发挥各自的优势,必须明确,IT与OT本身都是要共同服务于制造业的EndUser和OEM客户的,这个用户无论是流程工业还是离散工业。
在网络、容器技术、算法与模型方面,IT积累了大量的经验,而OT则在于制造端本身的控制、数据采集、算法、工程领域经验。
在网络、容器技术、算法与模型方面的工具与方法、易用性设计,尤其是来自于消费产品对于“用户体验”的追求—Simple,Simple,andSimple,这方面,的确IT有优势,在机器学习领域的开发工具方面,IT的软件工程能力提供了非常“高体验“的工具,就像之前有一次和Microsoft的管震先生聊到的”就是个玩具“—做一个简单易用,让更多的普通缺乏IT训练的OT端工程师也可以便利应用的工具,而交汇点在于标准与规范。
2.边界的定义问题
IT行业具有非常强大的软件及软件工程能力,它可以构建这些工具,通过双方不断的沟通和互动,把各自的边界划分清楚,然后相互定制一个符合双方各自利益保障的接口和合作规则、机制,这样才能更好的推进IT与OT的融合。
技术的融合在边界的规范,而商业的边界在各自擅长的盈利模式,IT提供易用工具,OT提供领域知识,两者融合,共同服务于制造业用户的价值创造过程。