电气工程专家郑松:工业互联网的本质是数据

2021-06-18 11:41:00 新基建访谈

出品|《新基建访谈》

作者|丁广胜

郑松是电气工程专家、福州大学先进控制技术研究中心主任,兼任福建省自动化学会理事长,长期从事工业自动化技术开发和工程应用研究,曾荣获全国重点工程项目建设青年功臣、福州市劳动模范和电力部劳动模范称号。

《新基建访谈》带着对工业互联网平台的种种疑惑,在这场两个小时的深度访谈中得到了答案。

在交流中,郑松主任表示,业界普遍认为5G通讯技术的最大应用前景应该是在工业领域,这跟它的三大特点有关,即大带宽、多节点、低延迟。

“这三大特点虽然在消费领域优势并不明显,但在工业领域,特别是先进制造领域,则优势显著。鉴于此,福州大学从去年开始与中国电信合作创建了“5G+工业互联网创新实验室”,这是非常有意义的产学合作项目,因为它把5G通讯技术和工业互联网平台技术很好地结合起来了。解决了通讯问题,工业互联网平台的作用才能真正体现出来。反之,如果没有与工业互联网平台结合,5G的应用也非常受限。”

创新实验室致力于推动“工业互联网通用平台”的发展。以纺织行业为例。福建有很多纺织企业,大部分是中小企业,随着经济社会的发展,他们面临的市场竞争压力也越来越大。郑松主任的科研团队与中国电信协作构建了区域工业互联网平台,目前已有100多家纺织企业把他们的工业生产数据实时连接到这个平台上。

说到工业互联网,人们最关心的一个问题是,数据放在平台上是否安全?“这个问题不大,只是需要一个过程,就好比现在大家都用手机银行、手机支付等软件工具。刚开始的时候人们也心有存疑,可是随着技术的不断成熟,现在人们已经基本接受了这种新的支付模式。”郑松表示,除此之外,还有通用平台和非通用平台的争议问题。“工业互联网通用平台,这种提法非常容易受到质疑。据说现在的工业互联网平台数量多达500多种。但这不是好现象,因为我们应用工业互联网的目的就冲着消除信息孤岛去的。现在出现这么多种工业互联网平台,我认为信息孤岛不是消除了,而是巨增了。”

郑松主任呼吁,我们千万不能用传统的企业信息化思维来推进工业互联网。因为,那不是互联互通的数据环境。无论是哪一种工业互联网平台,其内部核心都是数据。这就是工业互联网的共性之处。只要深入研究数据在工业互联网平台中的特性,就能够突破传统企业信息化的局限,就能够真正理解工业互联网通用平台的意义和价值。

创新实验室的定位是立足于工业科技前沿技术的研究。“现代科技发展的一个重要特点是:引领消费。我们必须先搞出具有前瞻性的科研成果,才能引导工业用户去应用或适应相应的技术。许多线下交易被线上服务取代的过程就是按照这种模式推进的。总而言之,工业科技的前沿技术总得有人去做,工业文明的进程才能持续下去。工业互联网中的数据科学处理方法是当今工业科技最重要的前沿技术之一。

以下为采访对话实录摘要:

问:福州大学的5G工业互联网实验室处于什么地位?有很多的成果给整个产业带来了哪些价值?

郑松:5G技术从去年开始正式落地,在各个地方都在推广、建基站,业界普遍认为5G通讯技术的最大应用前景应该是在工业领域,这跟它的三大特点有关,一是大带宽,二是多节点,三是低延时。这三大特点如果在消费领域优势并不突出,但在工业应用领域优势很明显,特别是先进制造领域。所以,去年我们与中国电信合作创建的“5G+工业互联网”创新实验室就很有意义了。这个实验室把5G通讯技术与平台技术结合起来了。如果没有解决通讯问题,平台技术本身也没办法发挥很大的作用。同样的,如果没有借助工业互联网平台,5G的应用也是非常受限的。

问:福州大学这边产学研结合得非常紧密,有非常多实打实落地的案例,作为高校实验室,这些具体的案例是怎样具体展开的?

郑松:我们从建立先进控制技术研究中心开始就一直把产学研作为非常重要的出发点,一个重要的基础。我们认为现代的工业或者现代科技的发展更多的是要去跟工业应用场景相结合,以前大学主要偏重基础研究,但是长期的研究我们会发现一个问题,很多重要的科学发现、科学研究的成果,问题都是从工程实践提出来的,所以我们要把大学实验室的建设跟企业的发展更好得结合起来。

我们早期是跟中海创集团合作,一直持续到现在。但从去年开始逐步扩展范围,例如跟中国电信合作。跟中国电信的合作更多的是把基础研究和基础设施这两者结合起来,因为基础研究到了一定程度以后,它会受到很大的条件限制。很多工业系统的背后所对应的都是一些非常复杂的系统,仅靠小规模的实验室是很难把相关问题研究透彻。基于这样的考虑,从去年8、9月份开始跟中国电信合作,到现在还不到一年的时间,已经可以看出非常明显的成果和效益了,也出了若干个科研成果。

问:纺织行业的互联网平台运营情况如何?咱们实验室的定位是咋样的?互联网平台的未来发展您有哪些呼吁?

郑松:我们叫区域工业互联网平台,项目建设要求在福建建设一个平台,服务的对象是纺织行业。纺织行业是福建省一个非常重要的行业,企业的数量很多,据说有上万家纺织企业,但绝大部分是中小企业。随着工业4.0、工业互联网等等新技术的发展,中小企业所面临的市场竞争压力越来越大,如何帮助中小企业通过数字化转型获得更好的竞争力,这个项目的建设非常有意义。

目前我们有100多家企业成功地把他们工业生产数据实时连接到这个平台上来,这个平台最大的特点就是通用性,我们的理念是在不同的工业系统上可以运行相同的工业软件,但要这么做困难还不少,而且还涉及到很多企业对这方面的理解。对于上云、上平台,大家关心的问题是数据是否安全,他们的信息会不会被其他人非法利用。但我想这个问题不是很大,经历一个过程就好。这就好比现在人们都用手机银行、手机支付,刚刚开始的时候不是也都心有存疑吗?随着技术不断地成熟,会让用户逐步接受这种新的模式的。

关于实验室的定位,我们的想法是立足于做工业科技前沿技术的研究。现代科技发展有一个重要的特点叫做“引领消费”。必须先有很多好的成果出来,然后用户就有可能开始逐步熟悉、适应新的消费习惯。就像现在的电商一样,线上交易的使用也是因为先有技术的引领,才把大家给带到这里,取代了线下的服务。所以前沿技术的研究是至关重要的,总要有一些科研机构来做这项工作。

关于有什么建议,我觉得前沿技术的研究固然重要,但是对新模式、新业态的探索更加重要。不能把过去企业信息化的思维拓展到现在工业互联网的时代,必须去建立一个公共服务平台,使其成为一种公共基础设施。所有的工业企业应用这项技术的时候,就像现在用的水和电一样,绝大部分工业企业用的水和电都是由国家电网和区域水网水务系统来提供的,将来信息服务或者叫数据服务也要有一个公共的基础设施来提供。我有一个比喻,我们企业的钱放银行,那么就有一个“金行”用于存放企业的数据,从某种意义上看,数据比钱还要值钱,是巨大的财富。因为数据可以通过处理、加工、建模、分析、预测等手段,帮助我们企业更好的运转、更好的经营。

问:以纺织工业互联网平台来看,我们把所有的纺织工业的网关、设备上到平台之后,除了能帮助远程判定网关是否工作正常之外,它能够给政府对纺织工业的发展决策或者是对企业主来说,对下一步的决策产生某些直观的建议吗?

郑松:其实我们在开始运作这个平台的时候就有这个考虑,因为在现有的生态里头是没条件做这方面的工作。现在政府的统计靠大家报一些报表数据,一个不能做到很实时,第二个也不能做到很真实。所以,借助工业互联网这个平台,我们就能够对数据进行的综合评判,然后做出更科学的预测和更科学的分析。从目前研究和发展情况看,这样的技术条件是具备的。

不过,这其中还是有几个问题需要考虑。比如说与数据相关的法律问题,还有一些相关的工业统计分析的政策要配套起来。如果这些问题和政策没有处理好,这项工作的推进可能会受到各种阻力。所以,接下来有很多工作要做。技术发展到一定程度,技术体系中的标准、法律法规等,都是非常重要的支撑。

问:除了把应用嫁接上云,研究院和天翼云都进行了哪些层次的合作?

郑松:我们计划到今年底,最迟明年初,第一阶段的合作就可以告一段落,如何把平台从实验室移植到运营商的云网资源上面,这是我们第一步要合作的地方。至于第二步,我们可能就要考虑一些跟产品有关的问题,特别是5G通讯网络接口的事情。在我的设想中,将来整个工业社会要采用大量的智能网关设备。三大通讯运营商之所以现在经营规模能达到这么大的程度,跟他们的终端设备(手机)拥有数关系密切。工业互联网能不能成为未来工业生活当中离不开的一个网络也跟我们的智能网关的技术性能、数量有很大关系。智能网关普及之后就是边缘计算的问题,我们会和中国电信在这方面要投入特别大的力量来共同开发研究边缘计算。总之,将来整个工业应用场景是呈现多种技术交叉融合的态势。

问:您刚才提到说我们要做一个通用化的工业互联网平台,工业是非常碎片化,也有很多零散型的场景,谁去满足那么多工业厂商,符合他们场景化的需求?

郑松:这个问题几乎在每一个交流场合都会提出来的,算是很尖锐的问题。包括很多专家学者都是这么认为,工业是很个性化的,不同的行业确实差异特别大,有的行业里头就是同一中企业也还会有不同的应用需求。所以,讲到工业互联网通用平台,非常容易受到质疑,这真的可行吗?但是我这么想,工业互联网从2017年国务院指导意见出来之后,已经在国内推进了将近4年的时间。据说在这期间,工业互联网平台数量已经达到500多种,工信部所属的一些科研机构经常会做一些评选,常见的也有100种左右。

事实上,我们当初讲工业互联网的时候,目的就是冲着消除信息孤岛去的。但是,现在出现了500多种工业互联网平台,这种状况应该说不是消除了信息孤岛,而是增加了信息孤岛。我们认为,既然是工业互联网,我们就不能拿企业信息化的思维来推进它的建设,应该从社会数字工程这个大的角度来看待工业互联网。所以,我们说工业互联网通用平台的存在是很有必要的。接下来,我们就来看看工业互联网通用平台在技术上是否可行。这个问题其实很简单,无论有多少种平台,它们的内部都是由数据、算力和网络等要素组成。这些要素与工业互联网的应用完全无关。所以,工业互联网通用平台,在技术上的实现是完全可行的。此外,我们团队已经在异构工业控制器的同构化方面,已经取得了重要突破,这也为工业互联网通用平台的研究和开发提供了重要的技术基础。

目前,我们拥有两个核心技术。第一个是数据引擎技术。数据引擎就好比是为不同厂家生产的汽车发动机而制定的技术标准,数据引擎中的数据就是发动机的汽油。只要将数据汽油注入任何异构的发动机,它们都能运转起来,并输送出功率。第二个数据建模技术,不同的工业应用场景可以用一个数据建模的技术体系来实现对它的描述。这项技术还在进一步完善中。如果数据建模技术最终得到完全突破,那么建设和应用推广工业互联网通用平台的时机就成熟了。

问:未来在云+5G技术的合作上还会有一些什么样规划?

郑松:对于工业互联网终端设备的运营,中国电信比我们更有经验,如何确保工业网关设备的稳定运行,如何维护运行中的工业网关设备,相信中国电信有成熟的解决方案。据统计全球有600亿台的工业设备可以上互联网,我们国家是多少我就不知道了,但是我们都知道,我国制造业等于美国、日本、德国三个最发达的工业国家制造业的总和,所以将来工业互联网形成之后,我们作为工业互联网平台技术的提供方,与中国电信的合作空间会更加广阔。我们会聚焦在工业网关的远程运维技术研发,中国电信会聚焦在工业网关的运营。双方共同努力去构建工业互联网通用平台的新业态和新模式。

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