09-30
2024數(shù)字化其本質(zhì)是基于云邊端等新一代技術(shù)體系,如何重構(gòu)物理世界的動力、執(zhí)行、控制體系,構(gòu)建世界物理世界運行規(guī)則?;仡?00多年來工業(yè)革命,可以看到,控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從機械控制、電子控制、軟件控制、邊緣優(yōu)化、云端優(yōu)化的演變過程。數(shù)字技術(shù)帶來的革命性變化,是控制系統(tǒng)的軟硬解耦,實現(xiàn)從機械控制到數(shù)字控制的演進,從而改變了控制在場景、空間、規(guī)模和效率上的變革。
1、數(shù)字化時代軟硬解耦的三個階段
伴隨著云計算、AIOT、邊緣計算、5G、移動化融合創(chuàng)新,以及OT與IT融合、云架構(gòu)升級、微服務(wù)落地,傳統(tǒng)僵化開發(fā)模式和陳規(guī)桎梏正在被打破,整個物理世界運行被軟硬解耦新技術(shù)體系接管,以可編程的服務(wù)響應(yīng)需求的不確定性。任何一個數(shù)字化技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品的發(fā)育演進都將經(jīng)歷三個階段。
一是單元級。單元級是具有不可分割性的最小智能單元,是構(gòu)建數(shù)字化的基本要素。最小智能單元可以是一個部件或一個產(chǎn)品,通過硬件(如具備傳感、控制功能的機械臂和傳動軸承等)和軟件構(gòu)成“感知-分析-決策-執(zhí)行”的數(shù)據(jù)閉環(huán),具備了可感知、可計算、可交互、可延展、自決策的功能,典型如智能軸承、汽車ECU控制器、數(shù)控機床控制單元等。其底層技術(shù)正在走向軟硬解耦、軟件定義的新階段。
二是系統(tǒng)級。數(shù)字化是多個最小智能單元(單元級)通過網(wǎng)絡(luò)(如工業(yè)現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、5G)實現(xiàn)更大范圍、更寬領(lǐng)域的數(shù)據(jù)自動流動,實現(xiàn)多個智能單元級的互聯(lián)、互通和互操作。面對多設(shè)備、跨地域、多場景的物理世界運行,數(shù)字化的控制系統(tǒng)從軟硬一體化專用系統(tǒng)不斷走向軟硬解耦和分離,實現(xiàn)局部資源的自組織、自配置、自決策、自優(yōu)化,能夠快速應(yīng)對客戶需求。
三是系統(tǒng)之系統(tǒng)級(即SoS級)。數(shù)字化的系統(tǒng)級實現(xiàn)了跨系統(tǒng)、跨平臺的互聯(lián)、互通和互操作,促成了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成、交換和共享的閉環(huán)自動流動,在全局范圍內(nèi)實現(xiàn)信息全面感知、深度分析、科學(xué)決策和精準執(zhí)行?;诖髷?shù)據(jù)平臺,通過豐富開發(fā)工具、開放應(yīng)用接口、共享數(shù)據(jù)資源、建設(shè)開發(fā)社區(qū),加快各類工業(yè)APP和平臺軟件的快速發(fā)展,通過實現(xiàn)橫向、縱向和端到端集成,形成了開放、協(xié)同、共贏的產(chǎn)業(yè)新生態(tài)。
2、系統(tǒng)級軟硬解耦的價值
60年來,在技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式與經(jīng)濟規(guī)律的驅(qū)動下,大型機、智能手機、智能汽車、5G等劃時代產(chǎn)品背后技術(shù)的演進都遵循了軟硬解耦的規(guī)律。今天,數(shù)字化時代也不例外。
數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)級的軟硬解耦,在實踐上的價值體現(xiàn)在四個方面:
實時響應(yīng):數(shù)字化開啟了一場時間減史革命,今天企業(yè)需要實時洞察客戶需求、實時響應(yīng)、實時滿足,從規(guī)模需求到個性需求,洞察客戶需求開始到實時滿足客戶需求。背后考驗的是決策優(yōu)化響應(yīng)的頻率如何提高,如何應(yīng)對不確定性,如何走向高頻競爭時代;
能力復(fù)用:軟硬解耦的背后需要企業(yè)構(gòu)建一套能力的復(fù)用體系。傳統(tǒng)IT架構(gòu)所建立的解決方案難以適應(yīng)制造業(yè)發(fā)展所帶來的復(fù)雜性,包括邊緣計算、云計算、IOT、人工智能、中臺、SaaS化應(yīng)用等諸多創(chuàng)新將幫助實現(xiàn)這一技術(shù)架構(gòu)的遷移,塑造企業(yè)全新的、可針對需求重復(fù)利用的能力體系;
全局優(yōu)化:遵循硬件通用化與可編程服務(wù)這一邏輯,逐步實現(xiàn)從機械控制、電子控制、軟件控制、邊緣優(yōu)化到云端優(yōu)化的智能進程,使制造體系的智能化、數(shù)字化、互通化程度從從設(shè)備級跨越為系統(tǒng)級;
生態(tài)迭代:基于云邊協(xié)同、微服務(wù)的組件,更多的工業(yè)新知識、經(jīng)驗、方法、模型在全新體系中的重建、復(fù)用、重構(gòu),不斷重復(fù),最終構(gòu)建成為IT/OT融合下的新的工業(yè)生態(tài)。
總之,沒有網(wǎng)絡(luò)的世界是一個機械系統(tǒng)。傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算出現(xiàn)后,所有的設(shè)備、產(chǎn)品最終都將成為一個網(wǎng)絡(luò)終端。人類創(chuàng)造的物質(zhì)世界從一個機械系統(tǒng)演變成復(fù)雜的生物系統(tǒng)。一個個最小的具有狀態(tài)感知、實時分析、科學(xué)決策、精準執(zhí)行的智能單元被連接,從一個個小系統(tǒng)匯聚成一個復(fù)雜的智能生態(tài)。
數(shù)字化的本質(zhì)就是單機智能走向系統(tǒng)智能,從單機的軟硬解耦走向系統(tǒng)的軟硬解耦。