智能腾云驾物 制造转型升级

目前，整个互联网的技术分为工业互联网、社会互联网、政务互联网。制造业是工业互联网主要的领域，智能制造涉及材料、信息技术、增材制造、生物技术。信息技术分为与企业有关的信息技术和与生产制造有关的信息技术，它们各自需要不同的技术来支撑，底层还有一些更细分的技术。

而云平台、云制造离不开云计算的概念，云计算底层是一个基础设施服务，有很多的服务器、存储器，可以存储客户的一些数据，仅仅存储是不会起作用的，更重要的是在上面有一个PaaS平台，提供工具软件，让客户利用开发自己的软件。对于大多数中小企业来讲，自身不会开发软件，所以干脆注入软件，有各种各样的工业生产需要工业管理软件。一般云制造云平台主要有三层，现在随着大数据的出现，云数据出现数据挖掘的工具，人工智能开始应用挖掘数据的目的是为了决策和服务，所以也有PaaS支持服务。

云计算是一个集约的概念，可以把很多分散的需要计算的资源集中到云平台上来做，应该说这是一个非常好的集约化。但是在很多工业上的应用来说，如果把每个分厂的一些信息全部集中到总厂，由于现在企业很多跨省甚至是跨国的，传数据就太长了。所以，云计算在工业里面要下沉，IBM提出了物计算，把云计算往下沉一点，比如说总厂在上海分厂在天津，上海有云平台，天津也有它的物计算的云平台。对于很多大型的工厂为了实时反映，可能仅仅这样还不够，计算能力还要下沉到车间，有些下沉到大型的工作的五金厂，希望能够把进一步计算能力往下沉，英文叫边缘计算。在工业上这种计算能力是分层的，各个平台分别承担各自的业务。

工业互联网的云平台有很多划分方法，工业互联网联盟的方法，底层是数据采集，IaaS层跟消费互联网的IaaS层是类似的，里面有存储器、服务器、网络等等，重要的是在工业互联网里面讲的是PaaS层，有通用的PaaS平台，有大数据系统和一些开放工具，仅仅是PaaS层是不够的，工业互联网在不同的行业甚至同一个行业的不同企业是个性的，所以PaaS只能解决生产线上共性的问题，但是更多的工业上的应用还得有专用的SaaS层，这里面有传统的工业软件，也会有面向特定场景，某一个企业、某一个行业特定的工业应用软件，所以从这个意义上说，底层的产品、服务器、存储器是可以买的，PaaS平台上有些软件是可以买得到的，可是整个SaaS层很多是买不到的，所以工业互联网整个云平台并不能全部买来就可以，这就需要结合企业自身开发。

整个工业云平台的目的是为了大数据的分析和应用，从大数据来看它的软件架构，底层是一个异构计算的融合平台，包括超算平台、公有云和私有云。上面有各种各样的开源软件，TensorFlow等等，有些需要花一点钱买下许可证，是通用的，很多工业企业需要专用软件。这需要专业机构去开发。

移动互联广泛应用在工业互联网，走过第一代移动通讯，现在5G来了，它跟4G比用户体验数据率提升一倍，主要适用工业互联网的应用，连接密度提高十倍，能效提高100倍，流量提高100倍。整个5G是面向产业互联网和智慧的城市，广域覆盖、低时延、高可靠的应用。

5G除了在工业互联网应用以外，在物联网也有应用，NB—IOT，可以构成多个窄带物联网信道，它能力比较强，可以支持很大的广覆盖、大连接以及低功耗。但是现有的窄带物联网是不能支持物联网节点移动的，而在工厂里面有很多设备是在动作的，这个时候仅仅用NB—IOT可能是不够的，未来开发了各种新增长的窄带物联网协议，更多的窄带物联网协议有低到100多KB，也有高到1兆，这里面有些可以移动甚至可以支持话音。所以未来的窄带物联网不限于NB-IOT，在工业物联网里面有比NB-IOT更多的窄带物联网应用。

上面所说的5G也好，窄带物联网也好，直接做了物理层的通信，还有一个链路层，通常过去用的是以太网协议，标准以太网是不确定的通信，采用了载波侦听的技术，在总线上挂了很多的装置，都会监测有没有别的装置会发出信息，有就等着，所以时间是不确定的，但是在工业上有时时通信，要求要非常快，它的通信周期从百毫秒级到微秒级，所以不能用一般的以太网协议，要用到延时敏感网络。工业上链路层技术，从现场总线到以太网再到工业以太网再到敏感网络，光靠工业以太网的技术，是不够的。

人工智能也在云平台上大量应用，是通过多层迭代的继续学习、深度学习得到的，比如说我们有各种各样的照片、图片和视频，第一层先区别这是一个建筑物，固定的汽车、机器还有动植物，如果是动植物究竟是人还是动物还是植物，如果知道是动物我们再看是大动物还是小动物，再进一步区分动物的耳朵是什么特征、鼻子是什么特征，多层次的迭代我们可以把它很准确地分辨出来，人类可以把它界定为是什么动物。利用这个技术应用，一个小篮子里面装的小狗，尽管小狗脸埋在篮子里面，但是可以分辨里面是狗。人工智能经过多层次的学习可以把各种各样的特征找出来，工业上也是这样的应用。

工厂里面有很多的机器，机器人预先写好程序，通过训练，前面有一个怎么动的例子，后面就可以跟着学了。学习是人工智能很重要的技术，学习也是区别机器和人的重要区别，但是人工智能绝对不仅仅是学习的。阿尔法狗新一代的只是学习了围棋的规则，通过三天自学已经找不到人当对手了，它不仅仅是靠死记硬背，还靠很多理解，这就是前面所说的云平台、云制造上面的一些基础技术。

云平台帮助传统制造业进行数字化的转型，未来产品价值变化的三大趋势——硬件价值体现在软件，网络连接价值转向云，商业模式从产品转到服务。

（作者系中国工程院院士）