从金字塔到云边端，如何解决工业设备与智能平台的互操作性问题

范济安

中国联通集团大数据首席科学家

　　各位领导、各位专家、各位来宾，大家上午好！非常高兴能在这里跟大家就联通在过去4到5年间，5G工业互联网的发展得出的一些思考与探索。我今天的分享想从另一个角度，也就是这么多年打造了这么多的5G工业互联网的项目，到底下一步我们发展的方向在哪里，前面我们看到尤其是尹浩院士提到的认知难、协同难、决策难的问题，到底能不能通过一些技术手段和技术体系，来解决这个问题。

　　归纳起来在工业互联网当中实际上除去工业和网之外，还有一个关键词是互联，今天我跟大家分享互联的互操作性问题。

　　首先，我们来看一下对于大部分工业企业来说，数字化转型的四个典型的阶段：生产自动化阶段、管理信息化阶段，通过网络化进入一个智能化的阶段。其实每个阶段有它典型的数字化系统的代表，比如说重生产的自动化系统以PLC、DCS、SCADA、HMI等这些系统作为代表。

　　这里可能大家对工业互联网有不同的理解，我这里给出一个从网络化阶段出发的视角，通过网络化实现自动化系统间及与信息化系统的互操作，从而达到前面两类系统的智能化升级改造，这是我们这几年来对工业互联网或者智能化阶段的一个解读。

　　其实，工业企业的数字化系统、自动化系统也好，信息化系统也好，不用等到今天的工业互联网时代或5G时代去进行规范化的建设，很早就有一个叫做ISA-95的金字塔式的架构，规范了我们工业企业的数字化系统，从最底层的设备、机器、仪表或者也可以叫作终端系统，到上两层的自动控制系统，以PLC、DCS、SCADA为代表，再到金字塔最上端的信息化系统，以ERP、MES为代表，底下的三层代表了生产系统，上面的偏IT代表了管理系统这样一个典型的金字塔架构。

　　互操作性是指不同厂商的设备间或者设备与应用平台可通过通用的数据结构和传输标准，使之可以互相交换数据和指令，而目前我们达不到互操作性，现在我们往往是设备联网数据采集之后，只是对一个平台或者对一个平台当中的某一类应用，现在这只是非常封闭的环境下一种互联。

　　而真正广义上的互联，就是设备与整个应用生态的互操作最大的问题，或者在于设备没有联网，不具备通信能力，或者即使联网了，通信协议也不一致，或者网络之间有物理的隔离。我们金字塔架构的每一层里都有自己的网络架构，自己的通信协议，造成了互操作的问题，今天往云边端的方向发展，首先把底层的这些现场级的网络，通过通用的IP协议来把它标准化、通用化，这是第一层网络的打通、路的打通。

　　同时，还要在边侧通过边缘计算平台、集控平台把数据打通，才能够在上一层面向基于IP骨干承载网的高质量工业外网，向整个的应用生态，这个应用生态可以是自己企业的团队，也可以是第三方的应用供应方，来展开整个的互操作性一个体系搭建。

　　恰恰是从金字塔的架构往云边端的架构去发展，为我们的工业互联网的企业带来许多的机遇，网络的标准化，系统的平台化及终端的虚拟化。网络刚才梁总介绍的有现场级的和主要的发展方向，是内网的演变。

　　我们怎么解决？就是要通过设备的数字化和虚拟化来解决设备不统一、设备数据不被读懂而带来的互操作性问题，第一层是网络，第二层是终端。怎样去解决终端不一致的问题？通过设备的数字孪生和虚拟终端，大家往往理解数字孪生是一个3D可视化，其实有各种形态的数字孪生，设备确确实实是由厂家来决定的，但是我们可以建立统一标准的模型、数字模型来把它统一化、标准化，从而达到第三方能够读懂的目的。

　　最后，我想总结一下，大力发展5G+工业互联网已经成为我们中国政府推动产业高质量发展的重要抓手，联通作为网络强国、数字中国的国家队主力军，义不容辞地响应国家的号召。刚才看到工业互联网的核心是网络平台和终端，而我们要解决的问题实际上是互操作的问题，而不是点对点的互联。

　　在这个方面，我们要通过网络的标准化，终端的虚拟化，平台的集控化，来达到未来的互操作性问题。这样的一个分享是为了能够达到在整个产业界一定的共识，才能够共同地打造工业互联网的未来，我的分享就到这里，谢谢大家！

　　（以上内容根据嘉宾发言速记整理）