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正确认识工业大数据的三大挑战

  在参与工业4.0创新平台与清华大数据产业联合会举办的“工业大数据概念与关键问题”小型工业4.0研讨会中,笔者应邀分享了工业4.0研究院对工业大数据的一些看法,分别对工业大数据概念、工业大数据流派和工业大数据生态三个关键问题做了分析,并与各位专家进行了有意义的探讨。

  全面认识“工业大数据”概念

  工业大数据这个概念目前很受关注,特别是对于资本市场来讲,其想象空间比较大,但由于相关技术范式还不明确,因此大部分看法都是基于一些不完全的技术理解所做出的判断。

  从字面上理解,工业大数据很容易被认为是大数据在工业领域的应用,也容易把工业领域的一些信息系统使用的传统数据库上升到工业大数据的数据不够大的场景,当然,还有一些商业企业更会把收集的一些毫无价值的实时数据存储起来称为工业大数据。

  迄今为止,工业4.0研究院发现的工业大数据应用场景,虽然可能从生产现场采集了大量的数据,但实际上作为分析之用的数据并不多,一般都要对数据进行清洗和预处理,以便进行更具有知识的数据分析。

  为什么不能采用诸如金融或互联网领域的大数据分析方法?这是很多互联网企业涉足到工业大数据最为困惑的问题。

  实际上,互联网企业大都不清楚工业领域的“非标”特征,大量的装备设备是非标准化的,工艺流程也是非标准化的,因此在构建工业大数据架构和模型的时候,更应该考虑行业知识的应用,这样分析的结果会更加实用。

  一些国际型工业企业(例如西门子)在构建其工业大数据范式的时候,就非常强调应用场景知识的结合,了解互联网大数据或金融大数据的行业人士可以发现,两者考虑的技术关键点是不完全相同的。

  价值观驱动了工业大数据流派

  库恩在《科学革命的结构》一书中指出,科学范式实际上是代表世界观和价值观的。工业大数据作为正在形成的一种科学革命范式,也在逐步形成各种流派,他们代表了各自派别的价值观。

  工业4.0研究院初步研究认为,广泛意义上来认识工业大数据(例如工业互联网、智能服务等概念),美国通用电气牵头的工业互联网联盟可以用“工业互联网”来代表其价值观,由德国西门子等企业组成的工业4.0平台(Plattform Industrie 4.0)更愿意用“智能服务”和“智能数据”来阐释他们对未来工业大数据的认识,当然,中国简单直接用“工业大数据”来代表未来工业的一种新范式。

  对国内的工业大数据认识更进一步细分,还可以分为清华大数据产业联合会、中关村大数据联盟以及工业4.0研究院等具有鲜明特征的流派。

  总的来说,清华大数据产业联合会和中关村大数据联合会都是基于一般意义上的大数据(例如4V标志)来谈工业大数据,更多体现为工业应用场景大数据技术的应用。前者更体现了清华背景企业对大数据应用的商业模式,而后者体现了诸如亚信、用友等企业大数据应用的理解。

  构建工业大数据生态的关键

  任何熟悉IT领域的行业人士都清楚,企业最直接的业务模式是项目,但特别希望可以把项目通用化,形成产品或平台,但实际情况是,除了微软等国际型IT企业有能力形成较为通用的产品或平台,大部分IT企业很难达到预想目标。

  工业大数据生态要求企业有能力平台化,不管企业是生态的主导者还是参与者,工业大数据将来肯定是一种生态存在业态,只不过各家企业在其中的角色是不同的。

  德国工业4.0体系中明确指出了三大集成,工业4.0研究院利用产业经济学和双边市场经济学的理论把三大集成进一步深化为其发展路径。一般情况下,企业需要先完成企业边界内的纵向集成,然后才有机会在单一价值链上延展,实现端到端集成,形成一定的产业链控制力的企业才会更进一步跨界(跨越多条价值链),达到横向集成的结果。

  具有理想的工业大数据企业也许也要经历这样的过程,他们需要通过单个项目帮助企业完成内部的纵向集成,然后把解决方案产品化和平台化,进一步延展自己的核心竞争力。

  正如在工业大数据主题的工业4.0研讨会上讨论中提到的一样,也许工业大数据生态的演进还是要遵循技术、经济和社会的过程,谁能够深刻理解,它也许就会获得未来工业大数据生态的主导权。

为什么把CPS翻译为“信息物理系统”?

  众所周知,工业4.0体系中的核心技术是CPS(Cyber-Physical Systems),这个概念是美国在2006年提出的,据工业4.0研究院考证,国内一些跟踪全球前沿技术的专家几乎在第一时间就开始了CPS的研究,但由于CPS出现不久,国家开始重视物联网的应用,对CPS概念下的研究和应用就逐渐减少了。这种现象一直延续到现在。

  在2006年CPS概念出现之后,国内一些专家尝试翻译该概念,诸如网络物理系统、赛博物理系统、信息物理系统、信息物理融合系统等翻译结果都出现过,但一直没有一个公认的官方(也许不知道谁是官方)口径的翻译结果。

  由于CPS概念在实际应用中并不常见,可以认为是一个冷门专业词汇,虽然有不同的翻译方法,但迄今为止也没有受到大家重视。即便德国在2013年正式提出基于CPS的工业4.0概念,并且2014年中国官方跟德国建立战略合作关系,以及国内制造业不断借鉴学习德国工业4.0相关概念和词汇,CPS也是作为一个非主流词汇被大家提及的。

  不过,在一些较为专业的场合下,关注工业4.0体系的专家还是对CPS的中文翻译“耿耿于怀”,特别是具有航天军工背景的专家,对钱学森所倡导的赛博概念更为熟悉,坚持认为CPS应该翻译为“赛博物理系统”,因为Cyber只能用“赛博”这个音译的词汇,才足以表现其丰富的内涵,而诸如“信息”或“网络”等词汇并没有“控制”等含义。

  客观的讲,Cyber单独拿出来精确的分辨,的确是无法对应到“信息”或“网络”的中文含义,全新创造的一个中文词汇才可以让我们赋予各种内涵和外延。

  正如工业4.0研究院院长胡权在内部研讨会上发言中指出的一样,CPS已经不是单独的Cyber加上Physical,而是一个完整的独立词汇,不能进行说文解字。当然,如果业内专家第一时间认同CPS翻译为“赛博物理系统”,的确更符合Cyber的含义,不过从实际情况来看,并没有什么专家真正花费力气去推广这种翻译方法。

  从工信部发布的“中国制造2025”以及中国电子技术标准化研究院发布的《中国信息物理系统标准化白皮书》等文件来看,官方是以“信息物理系统”作为CPS的标准翻译的。虽然科学出版社曾经出版了李必信等撰写的《信息物理融合系统导论》一书,工业4.0研究院也一度采用“信息物理融合系统”作为CPS的翻译,但既然官方开始正式采用“信息物理系统”来作为CPS的叫法,为了避免更多的混淆,接受该翻译也许是最佳的做法。

  从科学素养来讲,部分科技专家缺乏长远的软实力构建的想法。在CPS进入中国的时候,也许就已经明确了被“信息化”的命运。很早的时候,中国开始做IT应用,主要的概念是信息时代(比尔盖茨还写了一本名为《未来时速》的书,其中就提及了信息时代),英文对应是Information Age,在英文中,要把Information动词化不容易,因为动词化的Information是Informatization,虽然可以创造这么一个动词,但英文中还有更好的表达方式,例如Digitalize,事实上,中文含义的信息化,大部分是对应到英文中的数字化了。

  可惜,中文的数字化还不能完全对应中文的信息化,因为信息化这次中文词汇已经跟经济紧密联系在一起了,甚至于变成了一种社会现象了。这就是我们常说的技术、经济和社会的人类社会基本变化规律。

  中文的信息化具有非常丰富的内涵和外延,连国务院下属的分管技术领域的部委也称为“工业和信息化部”,因此所有IT、互联网以及通信等相关的内容,都跟信息化息息相关。甚至于不少信息化领域的专家尝试创造一门经济学——“信息经济学”,西方学科体系中也有“信息经济学”,但两者似乎有很大的差别,不知道怎样才可以融合在一起?

  不知道几十年前的专家在考虑创造信息化这个词汇的时候,是否考虑过这个词汇会给我们带来多大的障碍,特别是考虑到国际化交流和中国未来输出“软实力”的时候,我们将如何把Informatization(信息化)解释给西方专家?

  基于以上分析的理由,工业4.0研究院最终选择按照官方机构的翻译结果,但在提及“信息物理系统”这个翻译结果的时候,同时提及Cyber-Physical Systems的英文原文,并把“信息物理系统”作为一个整体概念进行介绍,是目前我们最合理的选择,虽然我们也知道这样的选择不是最理想的状况。