工业互联网与工业复兴

本文为作者2019年6月20日参加常州2019世界工业和能源互联网博览会所做的演讲《工业互联网与工业复兴》。

各位参加2019世界工业和能源互联网博览会的嘉宾，大家下午好。刚才演讲的张建伟院士是清华毕业的学长，张院士的报告中提到人类的2.0和机器人的2.0，非常新颖。也展示了很多人工智能和机器人未来的应用场景。这些机器人是如何研发出来的呢？离不开工业软件的贡献。同样，我们国家的飞机、汽车、高铁、大船，背后也离不开工业软件的支撑，达索系统就是工业软件界的领导者，为中国制造贡献力量。

我的报告题目是《工业互联网与工业复兴》。有一次在做信息化培训的时候，我给学员介绍工业互联网，有一个学员问我，一个最简单的工业互联网模型应该是什么样子的？

其实这是一个很好的问题。最简单的工业互联网，应该是去掉所有锦上添花的内容，而留下的都是工业互联网的干货。

工业互联网首先是把人、产品、机器、设备、系统通过互联网连接起来，里面流动的是数据。

利用传感器或者接口，从各种终端产品、机器设备、信息系统等等源头采集到数据之后，通过各种联网的硬件、网络和软件协议，上传到云端服务器进行存储。

数据存储时需要考虑到用什么样的数据标准、数据结构，对采集来的数据进行数据清洗。然后由工业互联网之上的各种数据应用，对这些工业大数据进行分析、运算，实现研发、生产、制造、服务、运营、监控、预测、风险控制等各种业务的优化。

当然数据应用分析优化的结果可能会反过来传递到机器设备，对机器设备进行控制；也有可能在数据源头进行一些边缘计算。

在网络的连接上，即将到来的5G技术会引爆物联网、工业互联网的应用，区块链的技术也会让工业互联网更为安全。

大数据和人工智能的应用可能会出现在工业互联网的各个环节，尤其是在数据应用环节。

就其本质而言，工业互联网最基本的还是数据的采集和使用，因此我们可以说，工业互联网，是数据驱动的工业互联网，实现数字化连续，数据在整个工业互联网相关节点中流动无障碍。

对于基础的工业互联网，如果问你某个数据从哪里来？通常我们会把数据的来源浓缩成一个模糊的点，比如说某个工厂中某个机床的数据，我们知道它是从某一个工厂采集来的，非常抽象，我们很难把它跟实体世界的工厂和设备直观的关联起来。如果我们有三维的工业互联网，那就不一样了，每一个数据都是附着在一个三维的模型上面，这个数据是怎么流动的？它是怎么实时变化的？非常直观，因为我们人类的视觉和想象力，是三维的、是立体的。

我再举个例子，有人说BOM数据是一个产品最核心的东西，但是一辆汽车因为撞车报废了，它的零部件在数量上和原来的车没有什么区别，也就是说在BOM数据上，好的车和报废的车是体现不出区别的，但在三维世界里面，我们一眼就能看出来哪辆车是坏的。

对于基础的工业互联网，如果问你某个数据从哪里来？通常我们会把数据的来源浓缩成一个模糊的点，比如说某个工厂中某个机床的数据，我们知道它是从某一个工厂采集来的，非常抽象，我们很难把它跟实体世界的工厂和设备直观的关联起来。如果我们有三维的工业互联网，那就不一样了，每一个数据都是附着在一个三维的模型上面，这个数据是怎么流动的？它是怎么实时变化的？非常直观，因为我们人类的视觉和想象力，是三维的、是立体的。

我再举个例子，有人说BOM数据是一个产品最核心的东西，但是一辆汽车因为撞车报废了，它的零部件在数量上和原来的车没有什么区别，也就是说在BOM数据上，好的车和报废的车是体现不出区别的，但在三维世界里面，我们一眼就能看出来哪辆车是坏的。

同样，大家也看到会场外面工业互联网的成果展览，纺织行业的工业互联网应用，也是放了很多个纺织机的三维模型，我们才能直观地理解工业互联网是如何在纺织行业实现的。

接下来就会有人说，三维的工业互联网，我们也称之为基于模型的工业互联网，听起来很美好，但是三维的工业互联网建造起来是非常困难的。

其实也没有那么困难，建造三维的工业互联网，已经具备了三个主要的基础。

第一个基础，是很多的设备生产厂商或者说生产线的设计者和建设者，已经能够提供三维的设备或生产线模型。在提供物理设备的同时也会提供三维的设备甚至是三维的生产线。

第二个基础，是很多的工厂，很多的企业已经把他们的工厂的设备甚至生产线、工厂都三维化了，实现了三维的工厂布局，甚至基于模型的生产运营管理。

第三个基础，是利用三维激光扫描的方法，得到点云数据，然后基于点云数据做三维重建。

建设三维的工业互联网，我们可以一个单元一个单元地组建，然后一个工厂一个工厂地组建。最终搭建出三维的工业互联网。

工业互联网建设到最后，应该是全球一张大网。但是在建设过程中，会是分行业，分步骤建造的。工业互联网的子网，比如说航空的，航天的，国防的，交通运输的，医疗行业的，建筑行业的，能源行业的。

每一个子网可能又处于不同的发展阶段，从系统的角度来看，从无感知系统，到环境感知的系统，感知以后还有反馈的系统，再到自治自洽的系统，一直到跟社会和城市融合，最终形成全行业一张网、全省一张网、全国一张网、全球一张网。

我们再来看看各个行业如何建设基于模型的工业互联网。比如说中国的铁路建设，从铁路的设计到施工建设，一直到高速铁路的运营和维护，是一个完整的生命周期，工业互联网是要涵盖铁路行业的完整的生命周期的各个环节。中国铁设，基于达索系统的三维平台，就实现了基于模型的高速铁路。尤其是在设计阶段，一条高速铁路它包含数十个专业，从桥梁到隧道、路基、铁轨、强电、弱电、通讯和控制信号，还有站房、水暖，站场等等，实现了基于模型的表达方式，实现了单一数据源。

还有很重要的一点是，实现了基于模型的高速铁路的标准，设计和建造标准。对于的一个行业在建设基于模型的工业互联网的时候，标准很重要。

接下来我要谈的是城市级的工业互联网，基于模型的城市级的工业互联网。当我们基于模型建立数字化城市，就可以把工业互联网、产业互联网、移动互联网、消费互联网等等所涉及到的数据，都基于城市的模型附加在上面，利用大数据和人工智能的技术，帮助我们做出最优的决策。

新加坡的智慧城市就是一个非常好的例子。新加坡政府在5年以前开始建设数字智慧城市，借助于达索系统云端的三维体验平台，建立了整个新加坡城市的三维模型，然后在此基础之上增加了1000多个数据层，包括房地产的信息、交通的信息、环境的信息、能源耗电的信息、绿化的信息、地下管路的信息、城市噪声、移动通讯、Wifi基站等等数据层，这样就是实现了城市从规划到城市的运营、市民生活等所有相关活动的科学决策。

工业互联网归根到底是为人类服务的，我们人类的身体是由器官组成的，器官是由细胞组成的，细胞又是由DNA、RNA、还有蛋白质等组成的，最终人体是由原子垒起来的。同样世界上所有的产品，最终都是由零部件组成的，零部件是由材料组成的，材料是由原子、分子组成的。基于模型的工业互联网的极限就是用原子和分子去搭建整个世界。

另外很重要的一点就是所有人类的行为、体验和感受，你的幸福感，也都是可以基于模型建立出来的，我们可以用数字化的方式，去提升和优化人类的体验。 

我们可以建设基于模型的智能材料级的、智能工厂级的、基础设施级的、智慧城市级的、智能国家级的工业互联网，最终我们可以构建星球级别的工业互联网，最后形成了数字化星球，包含了我们人类所有的知识，知识的升级、迭代、优化，都会基于全球工业互联网去实现。

刚才我们谈到的是基于物理世界的工业互联网建立的虚拟世界的工业互联网，实际上虚拟世界的工业互联网可以远远超出现实世界的工业互联网。

我在这里举一个无人驾驶的例子。现在无人驾驶很火，大家也都知道无人驾驶会是汽车工业的明天。但是一辆无人驾驶车要跑多少公里才能够证实它已经到了第5级自动驾驶了？才能认为它是安全的无人驾驶？有科学家做过一个计算，答案是110亿英里，大约合177亿公里。但实际上今天我们见到的所有的无人驾驶汽车，包括谷歌的Weymo、Uber、Cruse，还有所有其他家的无人驾驶汽车跑过的里程加起来也就是，1400万英里，只达到了这个目标的1/1000。

达索系统和Cognata合作，在电脑里面创建了一个虚拟的世界，在这个虚拟的世界里面，我们可以让无人驾驶汽车，在这个虚拟世界里面很快的跑到177亿公里，当然里面包含了各种各样的路况，一天里面的各个时间段，不一样的光照的情况，温度的情况，甚至随机出现的行人和汽车。

 500年前，始自于意大利的文艺复兴改变了全人类的思想；200多年以前始自于英国的工业革命，让我们人类从手工劳动向动力机器生产转变，实现了重大飞跃；在今天，新的技术不断的在涌现，称之为ABCD、5G、IIoT，也就是人工智能、区块链、云计算、大数据，5G，还有工业互联网、产业互联网、消费互联网、智能制造等等，人类又进入了一个新的革命性的发展阶段，达索系统给它起了一个名字，叫做工业复兴。

当我们建设了全球的工业互联网、全球的产业互联网、全球的消费互联网、全球的移动互联网，最终会形成一个大网，这个大网里面包含了我们人类的一切活动、一切感受，包括了这个星球上的一切产品、自然和生命。最终就构成了一个全球脑的概念，让全人类的知识，一起进化、优化、迭代。我们在思考的利益已经变成了全人类的利益，让全球的人类更平等，是全球全人类优先，不是某国优先。

我们的国家领导人非常有远见的提出了人类命运共同体的概念，这是一个非常伟大的构想，未来是属于全人类的。人类的未来到底是什么样子的？是幸福的结局还是悲伤的结局？未来可能有很多的版本，我们能不能用数字化的技术，基于模型的工业互联网、产业互联网的技术去建设出人类命运共同体最美好的明天？

最后一句话总结，工业互联网，让全国人民奔小康，工业互联网，让全世界人民一起奔小康。谢谢大家！