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针对工业互联网平台的三个疑问

财经十一人  · 公众号  · 财经  · 2019-12-18 18:05

主要观点总结

本文讨论了关于三无工业互联网平台能否支撑制造业未来的话题,文章指出工业互联网平台面临互操作标准、开发工具、模型积累等问题。作者强调标准、工具、模型的重要性,并指出真正的平台应该为制造业赋能,带来效率提升。文章还通过其他行业的例子说明了市场淘汰和转型的困难。

关键观点总结

关键观点1: 三无的工业互联网平台面临的问题

包括互操作标准、开发工具和模型积累等问题。没有统一的数据规范与标准,数据读写操作和工程量投入将变得不经济。

关键观点2: 作者强调标准、工具、模型的重要性

认为真正的平台应该具备这些要素,才能在未来为制造业赋能,带来转型的效率提升。

关键观点3: 通过其他行业的例子说明市场淘汰和转型的困难

如风力发电、光伏行业等,指出没有核心竞争力的企业将面临淘汰。


正文

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如果这么多公司号称有“平台”,那我想知道目前这些平台里的运行时、开发环境、开发工具都是些什么呢?



如果工业互联网平台的企业不说要替代现有的制造业运行架构,我们当然不会关心这个问题,但是,有些工业互联网平台号称要替代现有的架构,我想这个问题就有讨论的必要了,就是你目前的操作系统是否具有实时能力?你的网络—很多对现场总线都不是很了解的人怎么知道数据怎么连接呢?并且很多人对现场总线的了解基本上仍然停留在Modbus和CAN总线的年代—看了很多他们做的演讲稿,谈到底层设备往往就说Modbus和CAN,其实,现在工业网络主体是实时以太网,至于OPC UA over TSN,连自动化圈里目前能讲清楚并投入研发应用的还不多,我特别想知道的就是难道我不懂人家的牛,如果你号称“平台”且想要颠覆现在的架构,我就特别想了解如何颠覆的?好让我们知道人生应该走向何方。


另外一个就是觉得似乎大部分工业互联网平台的人对PLC的了解似乎仍然停留在20年前的“逻辑”控制时代,其实今天工业里的控制器早已不是过去的“可编程逻辑控制器”那么简单了,现在的PLC可以玩什么呢?


-->机器学习 ,No Problem,其实,机器学习就是算法问题,那么这个算法是运行在你的工业互联网平台上,还是运行在PLC上,你以为PLC不能运行算法,那可能你对今天的PLC了解太少,PLC完全可以跑个机器学习算法,什么GA、贝叶斯这些都可以玩,因为,基于VxWorks、RTOS架构下的PLC可以支持高级语言编程,在1992年贝加莱推出的黑色系列当年运行的就是PSOS+的定性分时多任务操作系统,那个年代就可以用BASIC编程了,现在,你想C/C++,Python其实都可以。



-->复杂运动控制 :在20年前这个事情也可以做的,控制器的架构之前是采用PLC+专用运动控制模块,在90年代就有这样的架构,而运动控制在本质上是数学问题,CNC是插补算法,而机器人则是齐次变换库,那么这些数学问题运行在一个强大的硬件处理器上和RTOS上同样是可以的。


-->机器人 ,机器人通常也是采用嵌入式操作系统+Windows两个,现在的控制器都可以实现这个。


-->回路调节 —回路调节也在于算法。


归根结底一句话,工业控制的本质是数学,无论是哥柯诺莫夫的系统论—奠定了今天人工智能的各种数学模型,维纳的控制论、香农的信息论,其实都是数学问题,工业领域都是数学问题,这个数学问题运行在PLC上、PC上还是云上?这个不重要,用什么来做这件事情是由经济性来决定的。


但是,换个角度,自动化却不断的在采用IT技术来扩展自身,包括以太网的使用、Web技术在控制器中的应用、新的FPGA芯片、MATLAB/Simulink、FMU/FMI都往自动化平台上集成,以扩展自身的能力,因此,好像工业互联网的总想颠覆制造业,但是,工业的人似乎没有想过要颠覆谁。


3.有多少模型的积累?


很多工业互联网平台都觉得“数字孪生”这个词可有意思了,觉得人工智能可有前途了,但是,我觉得可能他们忽视了几个问题:


(1)我们有模型吗?


在一个通过“测绘”或“逆向工程”而发展了很多年基础上的制造业,原始性的设计实际上是非常少的,因为原创性设计需要建模,并且去测试验证,而我们简化了这个最为耗费研发投入的过程,直接测绘了已经被验证的设计,这个的确降低了成本,也缩短了研发周期,但是,这也使得我们没有基础的模型,知其然不知其所以然—知道“What”,却不知道“Why”—这个模型基础弱,就会导致所有的学习算法必须“空转”,无法去验证。


2018年上海有两家公司分别因为侵权而赔付达索1000万,他们不愿意买正版的软件平台来用,认为它太贵,但是,实际上,这些建模仿真软件设计目的都是降低研发风险的,如果你真的按照原创设计,构建物理模型、制作原型、测试、修改的循环,那么真正的研发就极其烧钱,这个时候你发现用建模仿真是可以大幅降低成本的,你一定会觉得买这些正版的软件是非常合算的,我想他们不愿意买的原因是他们仅仅是为了“绘图”的功能—因为供应链需要采用这个软件的图纸。


在一个没有模型基础上,你如何实现数字孪生? 如何进行机器学习?


有些人觉得机器学习可以解决很多问题,还打算用机器学习来代替现有的控制模型-->按照之前柴院士有一次聊到的话题,你在互联网应用场景里的学习很多都是大数据小问题,但是,在工业里是小数据,大问题,并且可解释性成为了障碍—你说这样学习可以,但,能解释吗?它有什么潜在的风险吗?如果说0.1%的不确定,那么对工业而言,也是不可接受的。



很多人号称要通过学习来改变工业现有的模式,你必须明白一点“传统”那些模型实际上是“最经济”的,学习模型的成本是比较高的,而且,机器学习模型主要解决“非线性”部分的,即,观测器对现有的控制模型观测中,无法求导的那部分任务进行学习—因此在单个控制系统已经达到局部最优的情况下,工业里一直在寻找更为复杂的动态下的最优,以前这个是算力不足,但是,现在的芯片、存储、网络技术使得这件事情变得可行—那么IT的贡献在于工具和平台的贡献—就像很多人认为西医目前最大的进步来自于测量工具的水平提高了,而非就在模型方面的贡献,因为工业做这些已经非常久的历史了。







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