Archive for 2018年7月9日

工業互聯網開源工作推進的一些想法

? ? ? 過去幾年時間,工業4.0研究院對開源軟件(OSS,Open Source Software)做了大量的研究,不僅涉及到技術本身,還包括社會學、經濟學和戰略管理等多個視角的研究,對于開源軟件發展過程中的一些問題,有一定的理解和思考。為此,針對在工業互聯網領域應用開源軟件談一下看法,希望大家可以參與討論。

? ? ? 工業互聯網涉及到互聯網和先進制造業,開源軟件有可能是中國不可避免的選擇,不過,判定開源工業互聯網是否成功的標準只有一個,那就是創新速度(Speed of Innovation)。

? ? ? 一、重商主義風氣不利于開源工作

? ? ? 在工業4.0研究院看來,中國開源軟件所面臨的最大挑戰是重商主義(Mercantilism)在大中小企業中的盛行,這種現象在不同的場合都可以發現。一方面國際企業強調戰略導向,另外一方面,國內企業大都會談及資金從哪里來,誰獲得收益等現實問題。

? ? ? 但是,從目前開源軟件的理論研究和實踐來看,開源軟件顯然不能直接給企業帶來利益,換句話講,開源軟件不能一開始就假設可以給企業帶來直接利益。

? ? ? 一些企業認為,“企業是要賺錢的,不賺錢怎么來做開源軟件呢?這還是需要國家提供資金來解決……”,這樣的看法不只是少數企業持有,更多希望進入開源軟件領域的潛在參與者,也希望從國家獲得資金支持。

? ? ? 據工業4.0研究院觀察,前一段時間,由于Github被微軟以75億美元高價收購,大大刺激了國內一些創業企業,它們紛紛通過各自方式,開始建設類似Github的開源軟件平臺,希望成為中國版的Github。

? ? ? 事實上,如此重商主義是難以推進開源工作的,因為開源工作的主要目標“開發者”不是重商主義可以實現的,它需要在戰略上進行創新,這樣才可能形成良性發展的態勢。

? ? ? 二、圍繞“開發者”構建創新生態

? ? ? 據工業4.0研究院考證,上個世紀90年代興起的開源軟件運動,發展到現在,已經融入了企業戰略、業務和創新等職能,遠遠不是其初期依賴開發者個人興趣這種認識可以涵蓋的。

? ? ? 美國一些專門研究開源軟件的專家圍繞“開發者”(Developer)構建了不少理論體系,其中,基于三大要素的基礎設施理論體系值得關注。

開源軟件創新生態的理論模型

基于基礎設施理論的開源軟件生態

? ? ? 要推動開源軟件開發者參與生態的建設,必須在技術、社區和制度三方面入手,采用綜合治理的方式。具體來講,技術需要與時共進,而且需要有頂層框架設計能力,采用模塊化的推進方式;對于開源社區建設,更是需要更好的開放包容方式;但是,制度或游戲規則也許才是最重要的,它決定技術投入和社區發展的質量和速度。

? ? ? 從國內有意參與開源軟件工作的企業態度來看,重商主義嚴重阻礙了對這些關鍵問題的討論,如果這些關鍵問題不解決,中國的開源軟件工作只會變成一個演示性項目,而不會成為工業互聯網發展中的創新動力。

? ? ? 三、中國開源軟件現狀及挑戰

? ? ? 自中國改革開放以來,對于國際上任何主流的創新,中國基本上都有相關單位跟進并模仿,開源軟件也不例外。早在2004年7月22日,工業和信息化部軟件與集成電路促進中心發起了“中國開源軟件推進聯盟”,其宗旨是為推動中國開源軟件(Linux/OSS)的發展和應用而努力,從實際工作來看,主要是圍繞Linux體系來做的。

? ? ? 另外有一股力量是開源中國,它成立于2008年8月,自稱是國內最大的開源技術社區。2013年,開源中國建立碼云平臺。2017年9月17日,開源中國跟CSDN通過持有對方股份,形成了戰略合作關系,將CSDN CODE平臺的項目遷移到開源中國的碼云平臺。

? ? ? 第三股力量是一些新參與其中的開源軟件平臺,包括2014 年2 月在深圳成立的Coding.net,據稱是從開源中國的團隊出來創業做的平臺。工業4.0研究院也提供了一個針對“開源工業互聯網創新生態倡議”的平臺OpenII.cn,其目的是為了形成基于開源項目的工業互聯網參考解決方案。

? ? ? 總的來講,國內的開源平臺和社區并沒有形成,這是由我國軟件不強所決定的。與其他行業一樣,國內一些熱門的開源軟件,大都是一些細分市場應用,不是主流的大市場應用。從開源軟件平臺來講,國內也有諸多欠缺,雖然有部分企業提供了類似Github的源代碼托管平臺,但并未達到Github一樣的活躍度。

? ? ? 四、工業互聯網開源工作的想法

? ? ? 基于以上介紹的背景和情況,任何機構想推動工業互聯網開源工作,都需要界定機構的利益和權力邊界,否則,很難實現圍繞“開發者”的工業互聯網創新生態。

? ? ? 2018年6月27日,工業4.0研究院聯合翼絡工業互聯網(重慶)有限公司和重慶露云工業互聯網有限公司,發起了“開源工業互聯網創新生態倡議”,其目的主要有兩個:

? ? ? 第一,基于“數字孿生體研究中心”(DTRC,Digital Twin Research Center),工業4.0研究院希望利用領先的開源軟件,解決工業互聯網領域的痛點,重點打造工業互聯網的殺手級應用(Killer App),把智能資產管理(SAM,Smart Assets Management)的問題解決好。

? ? ? 第二,工業4.0研究院過去五年多的開源軟件跟蹤研究,積累了一些研究成果,可以通過“開源工業互聯網創新生態倡議”提出的方式,分享給行業人士,為中國開源軟件發展貢獻一部分力量。

? ? ? 目前,工業4.0研究院和翼絡工業互聯網(重慶)有限公司與工業互聯網產業聯盟(AII,Alliance of Industrial Internet)建立了良好的溝通渠道,并愿意在工業互聯網產業聯盟平臺上,秉承開放包容的原則,圍繞開源項目、數字孿生體等領先項目提供力所能及的幫助。

開源工業互聯網創新生態倡議(討論稿)

? ? ? 2012年11月26日,通用電氣的戰略和分析主任Peter C. Evans和首席經濟學家Marco Annunziata聯合撰寫了《工業互聯網:推動大腦和機器邊界的融合》,首次公開提出了“工業互聯網”的概念。2014年3月通用電氣、AT&T、思科、英特爾和IBM五家企業聯合發起成立了工業互聯網聯盟(IIC,Industrial Internet Consortium),吸引了全球各界的關注。

? ? ? 2016年2月1日,中國工業互聯網產業聯盟(AII,Alliance of Industrial Internet)也正式誕生,開啟了中國的工業互聯網快速發展的歷程。2017年11月27日,國務院發布了《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》,首次確認工業互聯網作為國家推動制造強國和網絡強國的抓手,將在未來十年成為最受關注的新型產業。

? ? ? 工業4.0研究院分析確認,工業互聯網作為新技術、新產業、新業態和新模式的四新代表,至少具有百萬億元以上的發展機會,具有開拓創新的企業家應該及早加入工業互聯網創新發展中來。

? ? ? 大量證據表明,工業互聯網跟傳統的互聯網類似,其生命力在于開放包容,在開源軟件(OSS,Open Source Software)的推動下,它將以超出其他技術快得多的創新速度,領先于其他技術種類,成為最具有競爭力的創新生態。工業4.0研究院把這種生態稱為“開源工業互聯網創新生態”。

? ? ? 與目前一些大型企業宣稱的“工業互聯網平臺”不同,“開源工業互聯網創新生態”強調制造企業擁有自主控制的私有工業云,并且利用開源軟件構建,以此降低成本,加強掌控力,避免工業大數據濫用而降低企業的競爭力。

? ? ? 為此,工業4.0研究院聯合翼絡工業互聯網(重慶)有限公司和重慶露云工業互聯網有限公司等機構發起創新倡議,邀請有識之士聯合起來,共同打造“開源工業互聯網創新生態”,以實現顛覆性創新(Disruptive Innovation)之目標。

? ? ? 正如傳統互聯網依賴開源軟件發展的歷程一樣,工業互聯網的創新活力也在于此。從工業4.0研究院跟蹤的情況來看,目前市場上超過95%以上的工業互聯網平臺都是基于開源軟件構建的,它們大量采用Hadoop、OpenStack、Ceph、OpenShift和Cloud Foundry等開源軟件,構建了以自己品牌命名的工業互聯網平臺,并且企圖把這些平臺推給制造企業,通過攫取企業的大量數據來盈利。

? ? ? 中國制造業轉型任務艱巨,不應該只有一種發展模式。一些大型企業通過集成開源軟件建立公有工業互聯網平臺,這樣的方式可以解決傳統的一些信息化難題,但對于中國大量的制造企業來講,應該釋放它們的創新潛力,激發它們的創業熱情,大平臺的方式并不是它們最佳的選擇,應該讓他們也擁有平臺的夢想。

? ? ? 開源軟件經過過去20多年的發展,已經基本成熟,特別是云計算的發展,其發展初期就跟開源軟件緊密結合在一起,形成了完整的解決方案,這也是國內不少企業可以在短短半年時間就推出一個全新的工業互聯網平臺的緣故。

? ? ? “開源工業互聯網創新生態”擬通過核心成員貢獻的領先技術,大幅降低構建工業互聯網平臺的技術難度和成本,讓大量的中小企業都可以自行構建擁有自主能力的工業互聯網平臺,以便它們進行各種業務上的創新,真正激發它們的發展潛力。

? ? ? 為了讓“開源工業互聯網創新生態”的目標落到實處,避免國內一些聯盟和協會缺乏活力的弊病,我們倡導“包容”(inclusive)和“開放”(open)的基本理念,特擬定了三大基本原則:

? ? ? 原則一:對于核心的應用,不允許專有的軟件介入,要求參與成員對所有成員無差異的開源

? ? ? 由于本倡議是“開源工業互聯網創新生態”,要求參與成員提供真正的開源軟件,而不是三心二意的干擾大家的努力。對于涉及到整體解決方案的關鍵軟件,不允許提供專有軟件,鼓勵所有成員提供真正開源的軟件模塊。

? ? ? 本原則借鑒了美國DARPA和NSF對支助項目的要求,這是保證包容和開放的基本要求,應予以嚴格執行。

? ? ? 原則二:對于有意愿加入“開源工業互聯網創新生態”的任何企業,不得以跟已有成員有競爭關系而拒絕

? ? ? 由于“開源工業互聯網創新生態”涉及到工業互聯網的創新速度,我們相信,只有更多元化的成員加入,才可以導致這個生態具有活力,同時也可以避免單一的利益述求影響了生態的發展速度。

? ? ? 因此,對于任何有意加入“開源工業互聯網創新生態”的企業,都應該一視同仁,應保證它們享有同等的權利,當然,它們也應該履行相當的義務。

? ? ? 原則三:“開源工業互聯網創新生態”不參與標準制定,但愿意就各種標準進行選擇,推薦給成員

? ? ? 目前涉及到工業互聯網相關的標準已經比較多,國家相關單位也在不斷制定相關標準,“開源工業互聯網創新生態”提倡市場化的標準,讓企業客戶去選擇更具有創新的標準體系。

? ? ? 雖然“開源工業互聯網創新生態”不參與標準制定,但對于成員企業,可以以自己的名義參與,但應該注意不要影響倡議所遵循的三大基本原則。

? ? ? 在此基礎上,“開源工業互聯網創新生態”邀請有意采用開源戰略(Open Source Strategy)的企業加入,共同提供基于開源軟件的工業互聯網解決方案,包括工業互聯網平臺、工業APP以及針對行業的解決方案等。

 

工業4.0研究院

翼絡工業互聯網(重慶)有限公司

重慶露云工業互聯網有限公司

二零一八年六月二十七日

數字孿生體應該往左走還是往右走?

? ? ? 在《數字孿生體(Digital Twin)是誰提出的?》一文中,本人詳細介紹了數字孿生體的歷史淵源,通過詳細的書面證據,指出美國空軍研究實驗室(AFRL,Air Force Research Laboratory)在2011年3月明確提出了數字孿生體這個概念。隨之其后,一般工業企業開始采用數字孿生體這個概念,但它們顯然呈現了往左走還是往右走的選擇。

? ? ? 對于聲稱首先提出(事實上沒有任何證據)數字孿生體概念的Michael W. Grieves來講,對物理設備進行建模(CAD等)是其核心價值;美國空軍研究室實驗室應用數字孿生體的目標是為武器裝備提供運行維護數字化,這是往右走的選擇。

德國HOMAG的數字孿生體應用案例

德國HOMAG的數字孿生體應用案例

? ? ? 就行業應用數字孿生體的現狀來看,美國通用電氣(GE,General Electric)的選擇是往右走,而德國西門子(Siemens)的選擇是往左走。國內大部分工業互聯網企業,選擇的大都是往右走,包括工業4.0研究院下屬翼絡工業互聯網(重慶)有限公司,也主要選擇往右走的策略;一些高校背景的企業,或者從傳統工業設計外企出來創業的企業,大都接受了工信部政策的引導,選擇往左走的策略。

? ? ? 為什么有兩種迥然不同的選擇?

? ? ? 如果我們從數字孿生體的技術特點來看,就很容易理解。數字孿生體本質上是對物理世界的數字映射,如果可以實現全保真映射,那么就能實現類似阿凡達一樣的效果。據工業4.0研究院觀察,就人類社會目前的數字化技術水平來講,未來100年以內也難以實現阿凡達這樣的水平。

? ? ? 但是,這不意味著我們不可以利用數字孿生體技術。雖然不能高保真的對物理世界進行映射,但如果可以比目前簡單的關鍵傳感器部署方式更進一步,就已經能對傳統的設計、生產、交付和維護等過程產生巨大的影響。

? ? ? 往左走的選擇的關注點是在設計過程采用數字孿生體技術。從工業4.0研究院調研大量工業企業的實際情況來看,這個環節是難以實現的,而且投入太大,不太符合企業的需要。企業可以通過產品設計的CAD圖樣,人工交給生產環節去試驗,以降低投入成本。

德國大眾使用的PDM、PLM和BPM

德國大眾使用的PDM、PLM和BPM

? ? ? 按照一些鼓吹利用數字孿生體技術實現產品生命周期管理(PLM,Product Lifecycle Management)的企業說法來看,實現產品全生命周期的數字化,當然是好事情,不過投入必然不菲。工業4.0研究院發現,具有一定規模的企業,實現產品數據管理(PDM,Product Data Management)就不錯了,如果要實現產品生命周期管理,大部分在短期內是不經濟的。

? ? ? 因此,往左走的數字孿生體選擇,除了一些不計成本和代價的行業(例如航天軍工),普通工業領域無需激進推行,可以等候相關技術及解決方案的成熟之后再選擇。

? ? ? 企業對數字孿生體的態度,除了往左走,還有往右走的選擇,這個選擇就是在產品交付之后的維護過程,可以采用數字孿生體來實現。通過產品的數字化建模,針對運維過程需要監控的關鍵指標進行分析,能夠了解產品的健康情況,在可能出現故障之前發現問題,及時進行修復。

美國通用電氣的數字孿生體應用模型

美國通用電氣的數字孿生體應用模型

? ? ? 這就是所謂基于狀態的維護,有的也稱為預測性維護,對于通用電氣來講,它把這種業務發展為資產性能管理(APM,Assets Performance Management),從而形成一種智能服務。當然,西門子在重點推產品生命周期管理業務,但對于資產性能管理也投入了不少精力開發和推廣。

? ? ? 毫無疑問,數字孿生體往右走的選擇,體現了輕資產的業務創新邏輯,更適合互聯網領域的創業團隊介入,因為它較少涉及到復雜的生產現場,同時,數字孿生體在產品使用過程中的創新空間,也遠遠大于產品設計過程體現的機會。

? ? ? 通過前面的分析,我們可以看到,數字孿生體的應用場景層出不窮,但目前實用的典型場景主要有兩大類,一是往左走的產品數字化設計,主要體現為產品生命周期管理解決方案,二是往右走的產品使用過程的數字化,主要服務模式是基于狀態的維護。

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