如何做好工業(yè)IT和OT的融合

2023 年10 月26 日，在沈陽召開的CNCC2023（2023年中國計(jì)算機(jī)大會）上，院士專家們進(jìn)行了一場“工業(yè)IT 與OT 融合”的圓桌討論，主要圍繞三個問題：未來會形成什么樣的生態(tài)圈，是像安卓一樣開放的開源圈，還是像蘋果一樣高效一致的封閉生態(tài)圈？在IT（信息技術(shù)）和OT（操作技術(shù)）融合下，IT 人和OT 人可能會具備什么樣的思維模式，二者要在什么地方進(jìn)行溝通和聯(lián)絡(luò)？工業(yè)知識軟件化的路徑是什么？

論壇主席：

劉云浩：CNCC2022 程序委員會主席、CCF2022 王選獎獲得者、清華大學(xué)教授

嘉賓：

鄭緯民：前CCF 理事長，中國工程院院士，清華大學(xué)教授，專長IT 領(lǐng)域

高文：前CCF 理事長，中國工程院院士，北京大學(xué)教授，專長IT 領(lǐng)域

于海斌：中科院沈陽分院院長，中國工程院院士（2023 年11 月當(dāng)選），在OT 領(lǐng)域?qū)I(yè)進(jìn)行服務(wù)

肖雪：浪潮集團(tuán)執(zhí)行總裁、總工，浪潮云洲工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有限公司董事長，專長在IT 領(lǐng)域?qū)I(yè)進(jìn)行服務(wù)

張黔：香港科技大學(xué)教授，專長無線網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)，在過去十幾年參與了智慧醫(yī)療工作

照片：從左至右：劉云浩、鄭緯民、高文、于海斌、張黔、肖雪

IT與OT融合的三個問題

主持人——劉云浩教授：

在過去的200 年里，全世界經(jīng)歷了4 次工業(yè)革命，從機(jī)械化、電氣化、自動化到今天的網(wǎng)絡(luò)化，顯而易見，工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要命脈。

IT 技術(shù)從手機(jī)、移動互聯(lián)網(wǎng)到今天的萬物相連，只用了20 年左右時間；而OT 技術(shù)用了200 多年才走到今天的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)路上。因此，IT 和OT 融合，最重要的也是目前最大的第一個挑戰(zhàn)，是IT 人做所有的是高新技術(shù)優(yōu)先，迭代是非?？斓模?jīng)常是以年為單位就進(jìn)行一輪技術(shù)迭代；而OT 技術(shù)因?yàn)?00 年這么走過來的，追求的是穩(wěn)定性，所以迭代周期往往是一二十年。以年和以一二十年為周期來迭代，就形成了迭代差。換句話，大多數(shù)的工業(yè)企業(yè)用于生產(chǎn)的系統(tǒng)都落在了那些非常普遍的IT軟件，諸如財務(wù)、管理、人員類軟件的后面。這意味著IT 技術(shù)沒有真正深入到生產(chǎn)的最深的地方。所以每一次想做柔性生產(chǎn)，都需要停機(jī)很長時間。

例如，在一家工廠中，不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)經(jīng)常是不能互相連通的。在工廠的內(nèi)部、工廠到企業(yè)以及企業(yè)到供應(yīng)鏈上往往是不能互聯(lián)互通的。一些工業(yè)企業(yè)的合作，在不同環(huán)節(jié)上，有時是閉著眼睛合作。例如，也許在一家醫(yī)院拿了片子，換到另一家醫(yī)院，甚至同一家醫(yī)院的不同科室都沒法直接使用。

那么，如何做好IT 和OT 的融合？

問題1：如果想做好IT 和OT 的融合，想象一下把這件事拉到一二十年后，它會形成像安卓那樣比較開放的開源生態(tài)圈，還是像蘋果一樣高效、一致性的封閉生態(tài)圈？

問題2：在IT 和OT 的融合下，IT 人員和OT 人員可能會具備什么樣的思維模式？例如，IT 人想的是快速迭代、云化、虛擬化，而OT 人考慮的是先有標(biāo)準(zhǔn)，先有穩(wěn)定性，才能上系統(tǒng)。所以二者的思維模式要在什么地方進(jìn)行溝通和融合？

問題3：工業(yè)知識顯然已經(jīng)成為了目前軟件化的一個重要趨勢。若把工業(yè)知識軟件化，通過工業(yè)大模型也好，通過自己的知識系統(tǒng)也好，它的路徑是什么？

1 生態(tài)圈將是開放的，還是封閉的？

第一個問題：IT 和OT 融合的背景下，將來會形成像安卓一樣的開放生態(tài)圈，還是像蘋果一樣的封閉生態(tài)圈呢？

鄭緯民院士：

首先，IT 和OT 的融合，是否可使員工的工作環(huán)境變好，工廠的效益變好？ 2023 年10 月鄭院士到貴陽去參加一次會議，了解到某大型鋁廠的生產(chǎn)線已達(dá)世界水平，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷海外，其遇到的挑戰(zhàn)是，①工業(yè)數(shù)據(jù)孤島，標(biāo)準(zhǔn)碎片化；②工業(yè)系統(tǒng)的適應(yīng)性很窄，做一套系統(tǒng)、要換一個系統(tǒng)，因此整個系統(tǒng)盡管成功，但還是比較落后；③工作環(huán)境較差，因此招工難，人們都不愿意到生產(chǎn)線上去工作，或者干一段時間就走了，去當(dāng)外賣員了。關(guān)于安卓的開放生態(tài)與蘋果的封閉生態(tài)，估計(jì)這個問題將來還會繼續(xù)存在。例如IT 人最近在做大模型。做大模型的幾家公司，每家公司發(fā)布的模型基本上是兩部分：一部分是開源的，另一部分是封閉的。因此OT跟OT 的融合，廠家做的也有可能類似，一部分是把它封閉的，一部分是開源的。

高文院士：

現(xiàn)在OT 里是封閉生態(tài)圈是一個事實(shí)。這個事實(shí)不可否認(rèn)，而且已存在了很多年。但是在中國若真的要想發(fā)展OT，一定要走開源的道路，否則擠不進(jìn)封閉生態(tài)圈。所以在中國，開放生態(tài)圈一定會形成。

于海斌院長：

首先，OT 里的封閉性還是比較強(qiáng)的。OT 有兩個概念：狹義的指自動化；廣義的是與制造相關(guān)的操作技術(shù)，物資運(yùn)行過程中與操控有關(guān)的都算廣義的OT。所以主持人劉云浩教授談了三層，工廠內(nèi)部，工廠到企業(yè)，跨供應(yīng)鏈。

歷史上看，在相當(dāng)長的時間（200 年）內(nèi)，封閉都是這么走過來的。自上世紀(jì)80 年代開始，以網(wǎng)絡(luò)為代表的IT 崛起時曾經(jīng)想過做標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果誰也不讓誰，共23 個標(biāo)準(zhǔn)，相當(dāng)于沒標(biāo)準(zhǔn)，更封閉了。原因有兩個：①越往底層的技術(shù)，越是零散化的，很難聚成統(tǒng)一的，例如運(yùn)動控制和離散的控制等。當(dāng)然也可以做成一個整個的，但是成本高，效率低，是不合適的。②過去并沒有那么好的信息技術(shù)，所以很多時候人們獨(dú)立地的把這些作為資產(chǎn)、自己獲利的一種重要手段，長期形成了一種思維定勢。

但是最近的變化比較大，大約從2010 年開始，西門子、ABB 等傳統(tǒng)OT 廠商和華為、英特爾等IT 廠商在一起討論問題，也就是OT、IT 融合已經(jīng)列到議事日程上，因此在剛才主持人劉云浩教授所談的三層中，“跨企業(yè)的供應(yīng)鏈”應(yīng)該很快就會形成一個開放的生態(tài)圈，因?yàn)樗鼪]有更多地跟物理世界打交道（注：物理世界是千變?nèi)f化的，更為復(fù)雜多樣）。企業(yè)內(nèi)（注：特點(diǎn)是跨工廠，但是都在一家企業(yè)里）是下一個核心的焦點(diǎn)，很多大型企業(yè)，像西門子已經(jīng)改造完其平臺，基本上是可以跨工廠的。這里的核心理念借鑒了很多IT 思想，核心是以數(shù)據(jù)為中心，業(yè)務(wù)可以重建，解決了剛才兩位院士提到的IT 和OT 融合的問題。

但是再往下跟過程控制有關(guān)的，可能在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)看不到解決的有效辦法。

中間這部分（編者注：企業(yè)內(nèi)、跨工廠）的解決，除了技術(shù)現(xiàn)在是可行的以外（注：這是很重要的競爭焦點(diǎn)，預(yù)計(jì)在未來5~10 年會形成新的巨頭和開放的生態(tài)），最主要的還有一個就是商業(yè)模式，是否盈利？無論所謂開放的生態(tài)圈還是另一套的封閉商業(yè)模式，總得能盈利，人們才愿意做。所以這是判斷這個事物到底能走多遠(yuǎn)的重要標(biāo)志。

肖雪總裁：

從工程角度來看IT 和OT 的融合，很多時候是環(huán)境的驅(qū)使，“我中有你，你中有我”是必然的，會既有封閉又有開放。

歷史上有相似的事例，30 年前通信行業(yè)是七國八制，各個標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，但之后由于市場的需求決定了需要集中操作，各個廠家為了有更大的發(fā)展空間，在不斷地開放自己的接口，最后形成了一個全部按標(biāo)準(zhǔn)連接的架構(gòu)。但是不可否認(rèn)的是，在開放的過程中，一些專項(xiàng)體系結(jié)構(gòu)的效率很高，因此更多的是一種混合結(jié)構(gòu)。因此從工程角度來看，更多的是在事實(shí)和應(yīng)用場景下，怎么更有效地去解決問題。這就像蘋果和安卓一樣，可能是一對永恒的矛盾，但最終會走向哪里？實(shí)際上是一個不斷衍生的過程。

張黔教授：

張黔教授是從事物聯(lián)網(wǎng)工作的，多年來把物聯(lián)網(wǎng)用到過醫(yī)療行業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)可以在醫(yī)院內(nèi)做，也可以從醫(yī)院延展出來，做大健康、全生命周期管理等。其復(fù)雜度很大。例如在醫(yī)院里，至少有上千種不同的設(shè)備，來自不同的供應(yīng)商，遇到的問題是信息的互聯(lián)互通?，F(xiàn)在已改變了很多，例如在影像方面不斷地出標(biāo)準(zhǔn)。因此，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)會從一個小規(guī)模范圍內(nèi)或垂直應(yīng)用上先出來，之后慢慢地看能否再開放一些，然后把這個標(biāo)準(zhǔn)慢慢地做成一個開放的生態(tài)圈，再從一個個單點(diǎn)延展到系統(tǒng)層面/ 科室層面，再到醫(yī)院層面、到院外。因此要花費(fèi)很長的時間，以應(yīng)用為導(dǎo)向，一點(diǎn)點(diǎn)地去串接與應(yīng)用相關(guān)的多設(shè)備、多系統(tǒng)，一步步地走向開放。

走向開放是一個必然的過程，但這個過程需要時間，最可行做的方法是先定出一個個典型的應(yīng)用，形成標(biāo)準(zhǔn)，慢慢把這些典型的應(yīng)用擴(kuò)大化。

2 IT與OT人員的思維能在什么角度融合？

第二個問題：IT 人員經(jīng)常思考的問題是技術(shù)不斷地迭代，走虛擬化、數(shù)據(jù)化、模塊化、組件化等。OT 人員經(jīng)常跟操作人員和設(shè)備打交道，需要的是靠譜。所以IT 與OT 人員的思維模式能在什么角度上融合？

高文院士：

IT 和OT 人是兩種不同的思維模式，形成了兩種完全不同的行為模式。

IT 人的訓(xùn)練和習(xí)慣相對屬于湊合的，例如一個操作系統(tǒng)有成千上萬的bug，沒關(guān)系，先推出去，然后一邊用一邊挑bug，一個版本、一個版本地慢慢迭代，大概花半年一年的時間，差不多就變成幾十個bug 了，這個系統(tǒng)就可以了。

OT人是有bug 絕對不能上線的。上線的一定要可信、可靠、可操作。

如果要想融合，IT 的人要理解OT 的人：OT 人為什么這樣考慮問題？反之也一樣。如果兩邊都站在對方的立場上想問題，融合就有可能了，若站在自己的立場上想問題，永遠(yuǎn)沒戲。所以要學(xué)會交叉思考問題，站在對方的立場上。

于海斌院長：

于海斌院長畢業(yè)以后經(jīng)歷了幾次IT 與OT 的變革，認(rèn)為 IT 與OT 都與信息系統(tǒng)相關(guān)，現(xiàn)在處于融合與交叉的歷史階段。于海斌院長剛從學(xué)校畢業(yè)時，機(jī)械系有機(jī)電一體化專業(yè)，與現(xiàn)在的思維方式有很大的不同。后來做控制系統(tǒng)時有網(wǎng)絡(luò)了，出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)/ 傳感網(wǎng)，這是純IT 人想出的理念。

于海斌院長他們當(dāng)時遇到一個巨大的困惑，就是他們到企業(yè)去，宣傳自己的產(chǎn)品如何好，可移動性、便捷性等都很好，但是客戶不讓用。于海斌院長想出一個方法，讓客戶給出一些指標(biāo)，例如實(shí)時性、可靠性等達(dá)到多少就可以用？最后是工業(yè)界提出了指標(biāo)，于海斌院長他們?nèi)ゴ罅拷鉀Q，最后被采用了。于海斌院長的體會是這種交叉融合是IT 與OT 人思維方式的一個很重要的碰撞。

IT 和OT到了新的歷史階段，交叉是站在誰的角度？于海斌院長作為OT 出身的人做了很多IT 的活兒，從IT 中非常受益。例如在開發(fā)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)時，工業(yè)的人開發(fā)個性化就得那么寫，寫了以后可驗(yàn)證性不行，可靠性沒法保證，于是借鑒了計(jì)算機(jī)里的formal verification（形式驗(yàn)證）理念。但是至于OT 本身的個性化問題，還是要靠自己去想辦法解決。因此，這既要有交叉、借鑒，還得有自身技術(shù)。

到了新階段，OT 應(yīng)該借鑒IT 的最重要的是什么？于海斌院長總結(jié)過工業(yè)3.0 時代工業(yè)軟件的情況，我們總說有多少差距，實(shí)際上這個時代的軟件架構(gòu)跟未來的網(wǎng)絡(luò)時代的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)本質(zhì)上不一樣，區(qū)別在哪兒呢？我們原來做工業(yè)軟件時，是按照工藝流程為核心出發(fā)點(diǎn)，現(xiàn)在信息的人很厲害，他們以數(shù)據(jù)為出發(fā)點(diǎn)，再重新構(gòu)造流程，這樣重構(gòu)的能力就更大。這種方法值得OT 人學(xué)習(xí)。另外，IT 人關(guān)于互聯(lián)的框架也值得OT 人學(xué)習(xí)。但是IT 人再往下走，需要對OT 的需求有很明確的了解，因此雙方需要有深度的融合。

現(xiàn)在到了一個新的歷史階段。例如OT 人遇到了一些新的問題，人們都在講GPU 能做學(xué)習(xí)，但是OT 控制器原來配置的檢測點(diǎn)和控制策略是一對一的，一定要綁死。如果借鑒GPU 計(jì)算把算力下放，在邊緣側(cè)的控制方面，帶來的問題是負(fù)擔(dān)太重，成本高，功耗大，而OT 需要輕型的。

所以O(shè)T 方面先能借鑒的是IT 的關(guān)于算力和網(wǎng)絡(luò)的綜合；至于控制，可能個性化還是要存在的，這是一個逐漸延續(xù)的過程。

肖雪董事長：

肖雪董事長做了20 年IT，后10 年做OT 的工廠、制造系統(tǒng)、生產(chǎn)等，在此有一些體會。

在互聯(lián)網(wǎng)時代，IT 的作用非常大，一項(xiàng)領(lǐng)先的技術(shù)和創(chuàng)新會帶來巨大的商業(yè)機(jī)會。當(dāng)今與OT 結(jié)合的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，IT 帶來的是賦能。實(shí)際上，工業(yè)是主體，有61 個大類，207 個中類，660 個小類，每一個類別都是非常復(fù)雜的，工藝流程、工法、工序都有特殊性，而且在不同的業(yè)務(wù)中會存在獨(dú)特的問題。例如在改造發(fā)動機(jī)廠的時候，對于工業(yè)母機(jī)的廠家，一個訂單來了，要調(diào)校產(chǎn)線的時候可能得廠家去調(diào)，因?yàn)槠浣M態(tài)的一致性調(diào)節(jié)不了，這是由于需要很多經(jīng)驗(yàn)，包括工法、工序、工藝和特殊性等。

第二，OT、IT 要互相理解的思維是對的，推己及人是一個基礎(chǔ)，但重要的是還要有一個最終目標(biāo)，這個目標(biāo)一致了，就可以往下去解決問題。例如肖雪董事長做過一家大型家居工廠的業(yè)務(wù)，在其整個工藝流程中，IT 和OT 都發(fā)揮了巨大作用，因?yàn)樵诮鉀Q產(chǎn)線制造柔性的時候，不一定全是柔性的，例如板材要業(yè)務(wù)抽象：哪些是變量，哪些是常量，然后大規(guī)模生產(chǎn)就可以了。變量的線調(diào)成柔性、調(diào)成IT 控制就可以解決問題。柔性占整個流程的比例很低，大概是1/15~2/15，其余的大部分可以做大規(guī)模制造。

那么，怎么能實(shí)現(xiàn)IT 和OT 的融合？ IT 人可以做仿真、孿生，盡量去做推演，這也是今天IT 人努力的方向。

其實(shí)OT、IT 都在努力地去實(shí)現(xiàn)數(shù)實(shí)融合、虛擬和現(xiàn)實(shí)的融合，來去做推演，包括現(xiàn)在做孿生的時候，開始可能是一個主機(jī)的，現(xiàn)在是一條產(chǎn)線的組態(tài)技術(shù)，再往上是產(chǎn)線聯(lián)合的工廠的一致性，再之后是多工廠集群的協(xié)同生產(chǎn)，再往上是數(shù)字化供應(yīng)鏈，可見，融合越來越廣泛。這里IT 和OT 的目標(biāo)最終是一致的，無非是角度不同。推己及人的同時，我們把目標(biāo)確認(rèn)一致，可能在這個過程中的探索會更快一些。

張黔教授：

IT 和OT 需要相互學(xué)習(xí)。①在工業(yè)的不同分支行業(yè)里，IT 和OT 融合是一個必然的階段。②任何事物走向融合的過程中，你得知道對方是怎么想的，知道對方的背景和目的是什么，然后再來看我的背景和目的，探討雙方怎樣達(dá)到相互理解和協(xié)調(diào)。

以醫(yī)療領(lǐng)域來舉例，物聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)于是站在IT 的角度去試圖管理和幫助OT 來做物聯(lián)網(wǎng)。例如醫(yī)院里做資產(chǎn)管理，需要管理很多大設(shè)備資產(chǎn)，這些大設(shè)備往往是從OT 廠家來的，還有一些靈活的耗材類的資產(chǎn)。怎樣做資產(chǎn)管理？上了一批物聯(lián)終端，然后去做對接，這時會發(fā)現(xiàn)很麻煩，因?yàn)樵卺t(yī)院里，大設(shè)備是設(shè)備科管；信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是信息科管；如果這臺設(shè)備已經(jīng)在某個科室使用，是醫(yī)務(wù)科管，……?？梢娬麄€的管理和運(yùn)維是分散的。如果想把物聯(lián)網(wǎng)做好，需要去跟不同的人溝通。

另外，傳統(tǒng)的大型醫(yī)療設(shè)備原來設(shè)計(jì)的時候不是按照信息互通，或數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)的，因此有很多的信息孤島，一旦連上去了以后，因?yàn)樗鼈冊瓉淼牟僮飨到y(tǒng)和系統(tǒng)里沒有做很多的安全控制，出現(xiàn)了很多安全問題。例如某家大廠的某個影像系統(tǒng)被人攻擊了，非常麻煩，因?yàn)檫@是關(guān)乎生和死的問題。再例如，某大企業(yè)好不容易做了一套糖尿病管理的閉環(huán)系統(tǒng)——監(jiān)測到血糖有問題就立即上胰島素，但是它中間有一段是無線通訊的，被人攻擊了，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只要有技巧地攻擊它，都有可能改變胰島素的注射。這個問題就變得非?？膳?。

因此，IT 和OT 的核心問題是什么？在做的過程中，關(guān)于系統(tǒng)的一致性、協(xié)調(diào)性和安全性，每個人都站在自己的角度考慮。所以IT 和OT 人員的思維邏輯要改變。

首先要往上走一點(diǎn)兒，要有系統(tǒng)觀，注意協(xié)調(diào)控制，從系統(tǒng)上往下看。

那么，OT 人怎么去學(xué)習(xí)IT 人的特點(diǎn)？根據(jù)OT 的特點(diǎn)，IT 怎么去穩(wěn)定系統(tǒng)？很多醫(yī)療器械廠商希望改革和創(chuàng)新醫(yī)療設(shè)備，自然而然地想加入很多IT。但是在這個過程中出現(xiàn)了一個很大的的問題，就是迭代到底是好、還是不好？ IT 人員說快速迭代好，但因?yàn)橛行I(yè)領(lǐng)域是要認(rèn)證的，認(rèn)證周期往往是3 年，若不小心迭代了，這邊認(rèn)證周期又得等3 年。所以核心的核心是要有系統(tǒng)觀、行業(yè)觀，要相互理解。在這個行業(yè)里你的角色、特色，以及和其他角色配合的特色，只有這方面融合在一起了，才能把每一個單點(diǎn)都做到融合地往前推進(jìn)。

鄭緯民院士：

IT 與OT 人的思維方式有什么差別？可以看他們是從哪個院系培養(yǎng)出來的。現(xiàn)在IT 人基本上計(jì)算機(jī)系的，OT 人是自動化系畢業(yè)的，這是兩個院系的差別。

高文院士：

學(xué)計(jì)算機(jī)/IT 的人的長項(xiàng)是抽象、表達(dá)，所以計(jì)算機(jī)一路走來，例如過去的操作系統(tǒng)，UNIX 把其他對手給干掉了，因?yàn)閁NIX 把設(shè)備變成邏輯設(shè)備，在物理上抽象出來了。一旦變成邏輯設(shè)備，你系統(tǒng)的控制和管理就變成很規(guī)范，至于里面特別具體的方面，你在里面去表達(dá)就行了。所以從外部看，所有設(shè)備是一視同仁的，隨便你是打印機(jī)、掃描儀等都一樣。這是計(jì)算機(jī)人的長項(xiàng)。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)上更是這樣，可以萬物互聯(lián)，每一個連接點(diǎn)就是一個連接點(diǎn)/ 終端而已，至于這個終端是怎么構(gòu)成的，用的是什么CPU、MCU 等，我不關(guān)心，我關(guān)心的你就是一個連接點(diǎn)/ 終端，我就把你連起來，就完成了。這是我們學(xué)IT 人的思維模式。

學(xué)控制的人或機(jī)械、控制的人的關(guān)注點(diǎn)是過程，以及過程里的模型。他們?nèi)魏螙|西上來就要給你一個模型化，然后用一個什么樣的濾波器等去逼近你，能把這個模型很好地控制住。所以這是兩種完全不同的思路。建議做OT 的人學(xué)會抽象，學(xué)IT 的人學(xué)會模型。

肖雪董事長：

在實(shí)踐中，尤其是面對解決問題和實(shí)際場景中有三個問題是逃避不掉的：所有技術(shù)是交叉的，所有業(yè)務(wù)是融合的，所有解決問題必須是體系的。OT 狹義上是生產(chǎn)執(zhí)行的過程；但從廣義上，在一個企業(yè)運(yùn)行中，有OT、IT、精益運(yùn)營問題。

例如幫助一家鋼廠解決吹煉單元的雙命中率技術(shù)問題，從IT 角度來看，需要下傳感器、下腹腔之后，通過孿生來描述這個過程中的每一個行為。同時還要有OT 人員對它的結(jié)構(gòu)和工序、工藝、吹氧量等做模型再學(xué)習(xí)、再迭代。但是做到這個程度還不夠，因?yàn)槟繕?biāo)不是做一個系統(tǒng)，或者每噸鋼要降多少成本，而是精益問題。因?yàn)閺匿摰脑牧? 鐵礦石到吹氧，吹煉之后形成雙命中率，這個過程是一個體系問題，是需要精益的，要浮現(xiàn)問題、解決問題，還要全局優(yōu)化。全局優(yōu)化既包括整個流程的全局優(yōu)化，又有OT、IT 和精益之間的優(yōu)化問題。

從未來角度看現(xiàn)在的數(shù)字產(chǎn)品，可能不是軟，也不是硬，而是一個硬軟結(jié)合體。是不是元宇宙？我們很難去判斷，但它一定是一個硬軟結(jié)合體。因此我們不僅要去解決其中的問題，還要考慮精益因素，所以是個復(fù)雜的問題。

主持人——劉云浩教授：

這確實(shí)很復(fù)雜，需要把自己的腳放在別人的鞋里試試容不容易。

網(wǎng)上有一個小視頻，是一位外國人看了《孫子兵法》感到非常不理解，例如Plan before move, stop before you get something. 這都不是什么道理，太簡單了，這是在和笨蛋講嗎？但其實(shí)《孫子兵法》這句話很深刻，就是“謀定而后動，知止而有得”。可是翻譯成英文之后，就不是那個意思了。什么叫plan before move ？你不plan 怎么move ？因此，需要雙方在同一個象限上。

3 工業(yè)知識軟件化的路徑

第三個問題：路徑是一件很重要的事兒。很多成功是有路徑依賴的。那么，在目前格局下，把工業(yè)知識軟件化的路徑可能會是什么樣的？

例如美國、法國走的是大而全的路徑，德國走的是小而精——集中在一點(diǎn)突破。我國現(xiàn)在工業(yè)軟件也好，IT、OT 融合也好，這方面與先進(jìn)還是有很大差距的。我們會走什么樣的路徑，或者應(yīng)該支持走什么路徑？

于海斌院長：

問題2 是有歷史感的話題；問題3 更面向未來，關(guān)注的是趨勢路徑怎么走？因此還是要稍微回顧一下歷史。

最近有一個關(guān)于工業(yè)軟件的爭論，搞自動化的人說工業(yè)軟件就姓“工”，怕信息的人搶飯碗。如果把制造業(yè)抽象起來看（注：OT 人也要會學(xué)會抽象），是三個流：信息流，物質(zhì)流，能源流。這三個流在很多地方交叉才能造出新的產(chǎn)品。其中，信息流是最晚發(fā)生的。搞物質(zhì)流的人和搞能源流的人反過來去做信息流，可能在最新的技術(shù)方面會有局限性。所以在下一個階段，OT 人要大力借鑒信息技術(shù)的成果，包括虛擬化、抽象化、標(biāo)準(zhǔn)化等。

關(guān)于軟件行業(yè)的發(fā)展路徑，這是一個很痛苦的探尋，但是想不清路徑就做不成事。

從歷史上看國外的發(fā)展路徑，基本上是先由制造企業(yè)來做，像達(dá)索，實(shí)際上一開始是造飛機(jī)的，因?yàn)楸姸嗔悴考芾聿贿^來，被動地需要信息化技術(shù)。然后為了能發(fā)展得更好，又跳出來給行業(yè)服務(wù)。

中國特別有意思的一件事情，本來我們以為像產(chǎn)品設(shè)計(jì)這類是離線的（生產(chǎn)線不停下來），我們應(yīng)該做得很好，但實(shí)際上與國外的差距很大。反倒我們認(rèn)為IT不是做得很好的一些制造業(yè)（注：例如鄭緯民院士介紹的某鋁企），盡管是按照傳統(tǒng)工藝來做的，不夠靈活，但是市場做得非常好，占領(lǐng)市場也不錯。原因在哪兒？是他們走的路徑是按照生產(chǎn)流程的，與過程綁定得比較緊。但是到了今天的互聯(lián)網(wǎng)時代、人工智能時代，從大的戰(zhàn)略來看，誰能占領(lǐng)整體、全鏈條，誰最有戰(zhàn)斗力。小企業(yè)不要沾沾自喜，實(shí)際上沒有更多的對整個產(chǎn)業(yè)的推動價值，除非你是測量、檢測等特別典型的行業(yè)，但是這些典型在國外也逐漸被并購在大的鏈條里，不是零散的狀態(tài)。

所以有人談軟件化，有人強(qiáng)調(diào)知識化，實(shí)際上，現(xiàn)在的趨勢是兩塊：①軟件化一定是嵌入式的，或者一定是硬件與軟件結(jié)合在一起的。這里不僅有軟件的事，例如工業(yè)機(jī)器人具有動作的能力，完成的是點(diǎn)位和力的控制。②我們現(xiàn)在把工藝的知識、操作的知識加進(jìn)去，但這必須是個性化的，才能解決問題，所以O(shè)T 的人也學(xué)會了IT 人常提的“軟件定義的裝備”，也真正地嘗到了很大的甜頭?！败浖x裝備”以后，可把所有裝備柔性化地去做出來。但是在軟件產(chǎn)品里，現(xiàn)在在推的是model-based systems engineering (MBSE，基于模型的系統(tǒng)工程) ，核心是以產(chǎn)品模型為代表的、數(shù)據(jù)線程為核心的系統(tǒng)工程，工業(yè)知識完全是在這個框架下去做的。

關(guān)于高校培養(yǎng)人才方面，建議高校老師能否在培養(yǎng)人上就進(jìn)行IT 和OT 的交叉。感覺現(xiàn)在學(xué)習(xí)知識和思維方式上各自割裂還較大。

①目前，僅僅跟人有關(guān)的技術(shù)進(jìn)步很快，例如人工智能發(fā)展很快；但是跟機(jī)器打交道的（例如具身智能）、跟環(huán)境打交道的都很難進(jìn)步。所以產(chǎn)業(yè)（OT）的人更多地提出來能夠支撐這些知識、數(shù)據(jù)運(yùn)行的架構(gòu)，如果這些架構(gòu)不先進(jìn)的話，這些零散的OT 也形不成很重要的產(chǎn)業(yè)和競爭能力。

②將來的工業(yè)知識會泛在化。在泛在化基礎(chǔ)上，需要更多的個性化。如果融合交叉不進(jìn)步的話，IT 知識、OT 平臺很難對產(chǎn)業(yè)形成有變革性的驅(qū)動力。像鄭緯民院士介紹的某鋁企業(yè)的挑戰(zhàn)，IT 進(jìn)去以后要解決的是信息孤島、扁平化，為OT 帶來變革，即為制造模式帶來根本性的變化，個性化的需求能很容易地被定制實(shí)現(xiàn)。所以需要有IT 和OT 人一起接力棒式的前進(jìn)路徑。

為此，要全力去創(chuàng)新，按體系化去運(yùn)作（不能違背規(guī)律），且行且珍惜（因?yàn)楣I(yè)的資產(chǎn)不是一下都能替換掉、改變掉的，要存在很長時間，我們既要考慮工業(yè)遺產(chǎn)的存在，還要把創(chuàng)新的鏈條打通）。

肖雪董事長：

在企業(yè)的運(yùn)行中，從系統(tǒng)角度看，IT、OT 可分為三類：生產(chǎn)智能化的系統(tǒng)，主要解決生產(chǎn)控制；管理數(shù)字化系統(tǒng)，解決管理體系；運(yùn)營的數(shù)字化系統(tǒng)。這三類系統(tǒng)具有不同的結(jié)構(gòu)。

工業(yè)軟件是生產(chǎn)操作軟件，那么一個問題是：ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）算不算工業(yè)軟件？嵌入式算不算？可能都算，但它們不是一類，因?yàn)橛糜诓煌膱鼍?。像剛才于海濱院長所指出的，在面對生產(chǎn)智能的關(guān)鍵點(diǎn)（需要穩(wěn)定運(yùn)行）上可能是泛在化的，它的趨勢是硬軟合一；但是它必須是要體系化的、抽象的，它建立結(jié)構(gòu)，可能更需要平面展開的過程，是需要全局規(guī)劃的。所以它一定是體系規(guī)劃、單點(diǎn)突破、創(chuàng)新中心相結(jié)合的過程，但它們是不同品類的。

回到這個問題：ERP 是工業(yè)軟件嗎？ ERP 是個標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)軟件，是在管理體系下形成的。生產(chǎn)智能是在CPS（信息物理系統(tǒng)）中保持控制穩(wěn)定性的方面，它是可以點(diǎn)狀創(chuàng)新的（創(chuàng)新有面狀、點(diǎn)狀，要根據(jù)實(shí)際情況而定）。

從實(shí)踐來看，很多方面都需要成長，技術(shù)需要演進(jìn)，很多都需要我們跟隨也好、引領(lǐng)也好，一定是面向場景、面向問題來解決問題的，這是核心。所以解決問題的實(shí)踐很重要，它可能是個系統(tǒng)工程論的態(tài)度，也可能是技術(shù)突破的態(tài)度，也可能是模式創(chuàng)新的態(tài)度，但重要的是要解決核心問題。

另外，學(xué)術(shù)的力量很重要。例如人工智能，業(yè)界在很努力地做人工智能，但是理論框架與國外先進(jìn)水平相比還有一定的差距，還沒有形成一個完整的框架。但是在工業(yè)體系內(nèi)，我國已有完整的應(yīng)用場景和產(chǎn)業(yè)鏈條，因此要建立框架和技術(shù)，才能驅(qū)動我們未來無論是體系上、還是泛在化基礎(chǔ)的發(fā)展。

張黔教授：

OT和IT的題目很大，二者的融合就更大了，大了以后就很難解決。

張黔教授以問題（problem）驅(qū)動的角度談了實(shí)際解決的一個問題。例如智慧醫(yī)院已經(jīng)是一個很大的項(xiàng)目了。醫(yī)院里包括很多方面，所以智慧醫(yī)院今天基本上是一把手工程或一二把手工程，領(lǐng)導(dǎo)會站在全院的角度去協(xié)調(diào)設(shè)備的采購、日常的運(yùn)營、信息的管理、信息的互聯(lián)互通等。

當(dāng)有了這樣的頂層架構(gòu)，就開始談硬的部分（設(shè)備/OT）應(yīng)該有什么樣的支撐能力，可以來定行業(yè)、產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，以及與智慧醫(yī)院運(yùn)營相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)（這些標(biāo)準(zhǔn)正在全國推進(jìn)）。

然后按照這些標(biāo)準(zhǔn)，OT 從變化能力、執(zhí)行能力、改變能力上怎么去做？IT可以向個性化方面多做一點(diǎn)。IT 有這個改變能力，因?yàn)榈俣瓤臁＝酉聛?，可否對人的理解更?xì)膩化一點(diǎn)？ IT 人可以更多地拿這些去給OT 的改變部門/ 執(zhí)行部門做輸入，那么這樣的迭代往前發(fā)展，在一個問題驅(qū)動的框架下定相應(yīng)的問題、應(yīng)用空間的標(biāo)準(zhǔn)，在OT 執(zhí)行端確定執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，在IT 個性化方面充分發(fā)揮更智能的AI（人工智能）個性化的能力，給OT 更多的輸入。

如果這種迭代實(shí)行起來，可以在某一個應(yīng)用上落地。

當(dāng)然，如果多個行業(yè)有了這種應(yīng)用的變化以后，整個的IT、OT 的融合又會往前邁一大步。

鄭緯民院士：

大約10 年前，中科院計(jì)算所的李國杰老師組織了一個香山會議，討論計(jì)算與通信的問題，每年開一次會。后來又增加控制，即IT、CT、OT 怎么融合在一起？

今年11 月香山會議在廣州召開，又討論了這件事，按照去年開會的意見提出了一條路徑，走“可計(jì)算制造”道路。

高文院士：

關(guān)于趨勢和路徑有四化。

第一，邏輯化。為什么要邏輯化？計(jì)算機(jī)之所以能夠走到今天，因?yàn)榘呀K端設(shè)備邏輯化，這是非常關(guān)鍵的一個步驟。OT的邏輯化指什么？OT里不能單獨(dú)談軟件，而是軟件和硬件要在一起，特別是到邏輯部件級，一定是CPU 和嵌入軟件在一起考慮。

第二，網(wǎng)絡(luò)化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)就不展開了。網(wǎng)絡(luò)化以后，很多標(biāo)準(zhǔn)就可以到臺面來探討了。

第三，開源化。回顧歷史，早年通信業(yè)的七國八制是怎么造成的？因?yàn)榻粨Q機(jī)里用的所有電路、器件等是各家公司的做法。1991 年鄔江興院士主持研制成功04機(jī)（注：我國第一臺萬門程控數(shù)字交換機(jī)-HJD04 機(jī)），特點(diǎn)是不管你原來是什么制，我都是計(jì)算機(jī)上來，一統(tǒng)天下了。我們現(xiàn)在也要開源化，例如CPU，現(xiàn)在各種嵌入式處理器（MPU）、微控制器（MCU）等都有，將來上RISC-V 處理器行不行？以后能否主要的CPU 控制器就是RISC-V 了？因RISC-V 是開源的，RISC-V上面可以運(yùn)行Linux，這樣，邏輯化的底層就變成開源的，在開源上去構(gòu)架。

第四，虛擬化，現(xiàn)在 OT 人和IT 人不容易坐到一起談事。IT 人希望在真系統(tǒng)上去改，今天改、明天改，OT 人肯定不和你玩。如果做一個孿生系統(tǒng)，那么在孿生系統(tǒng)上改，運(yùn)行成功再搬到真系統(tǒng)上。所以一定要虛擬化，做孿生系統(tǒng)。

如果能做到這四化，這個趨勢路徑是不是可以試一試？當(dāng)然這不是唯一路徑，還有其他路徑。

（本文來源于EEPW 2023年12月期）