邬贺铨：工业物联网靠花钱是买不到的！

　12月20日，2017第八届中国物联网产业与智慧城市发展年会在北京隆重召开。本届年会是国内物联网产业与智慧城市发展的盛会，邀请了工信部、国家发改委、国家住建部等近二十个部委领导和国内权威专家出席，并针对目前影响行业发展的主要问题及促进行业发展的各种政策机遇进行现场解析。为物联网企业的快速发展创造良好的环境，从而促进我国物联网产业及智慧城市建设理性务实，健康有序发展。

　　邬院士的演讲主题为《工业物联网的技术与前景》。以下为整理的内容：

　　工业物联网是企业信息化的进程，我们经历了流程电子化、管理数字化、生产自动化到企业互联网化和企业智能化。可以看到，工业物联网正处于企业互联网化的阶段。互联网到工业互联网本身就是一个进步，现在从物联网到工业物联网也是一个进步。

　　物联网的组成可分四大部分：

　　硬件终端，负责信息采集；

　　通信服务，传输层；

　　云平台；

　　软件系统；

　　这四个部分在物联网产业链所占的比例分别为：硬件终端占5%，通信服务占10%，平台服务占10%，软件开发集成增值服务最大，占到55%。（在邬院士看来，数据处理分两个部分，一个是平台，一个是软件系统）

　　第一部分：硬件终端

　　邬贺铨院士强调工业物联网是一张具有感知、监控能力的网络，涵盖了国内采集控制传感的控制器、泛载技术、移动通信和智能分析等技术，不断地融入到工业生产过程中的各个环节，大幅提高制造效率、改善产品质量、降低产品成本和资源消耗，最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。我们前面所讲的物联网，即IoT，可以理解为IT加OT，就是信息技术和运维技术。

　　关于物联网和工业物联网的区别，他提出了以下六点：

　　物联网目前是面向社会应用的，工业物联网是面向产业应用的；

　　物联网涉及到社会基础设施，工业物联网涉及到企业资产；

　　物联网对电磁干扰，实时性、安全性要求都不是很高的，一般在工业物联网里头，需要考虑强的电磁干扰，对实时性和安全性要求高；

　　物联网关注服务，工业物联网关注生产效率

　　物联网是政府或者业主运营管理，工业物联网是企业运营管理的。

　　此外，邬院士还提到，在工业物联网有大量的传感器。如果思维传统一点，我们会认为数控车床来加工工件是比较科学的，实际上工件材料随着时间温度的变化是会变化的，所以真正科学的是利用传感器，实时的监控工件的状况，并且反馈修改计算机数控的程序。目前，传感器第三大应用领域正是工业，排在工业前面的分别是手机及汽车。未来，工业有望超过手机和汽车成为传感器最重要的应用领域。在工业领域，传感器种类众多，涉及了流量传感器、压力传感器、温度传感器，这三者分别占工业传感器21%、19%、14%的比重，是比例最高的三类传感器。然而，由于品种多、批量少，所以使其表现得相对碎片化，从而也影响到了工业传感器成本的下降。

　　第二部分：通信服务

　　有了传感器也只是产生了讯息，收集讯息还需要通过智能的仪器、安装在现场的仪表、分布控制系统DCS、现场控制系统FCS、可编程逻辑控制PLC等来收集相关的数据。收集数据这一过程通过一个总线，上到监控和数据采集系统，还有对上连接线，切入，控制，后台还有很多数据库。

　　提到工业物联网的通信技术时，邬院士提到了现场总线、工业以太网，还有窄带物联网。他表示前几年工业物联网之所以发展得不是很好，原因是没有很好的通信技术来支撑其快速发展。

　　工业物联网最早的通信技术是现场总线，也起了一定的作用，但是由于标准太多太乱，一直没有实现标准化。后来，以太网也就发展了起来，虽然比较传统，但是成本比较低。在工业领域的应用，由于节点众多，靠监听的办法，使得实时性很差。因此，从以太网发展到工业以太网这个过程中，主要从三个方面解决传统以太网的问题，包括提高传输速度、同步性，同时召唤的体制已不是监听的体制。然而工业以太网也面临着存在多个标准的问题，厂家间出于自身利益的考虑，各个标准并不兼容。

　　说到窄带物联网，有基于非授权频谱的技术，也有基于授权频谱的技术。在授权频谱方面，2016年就完成了NB-IoT的标准定制，与之并行的授权频谱技术还有eMTC。未来将会有基于5G的新空口的eMTC，这是增长的机器类的通信，eMTC是海量的机器类通信。eMTC大概2018年才能出来，在6。5G的频率上，现在知道最高就是260个比特每秒，时延约为10秒，1平方公里可支持100万个连接数，电池希望10年到15年。除了这些授权频谱之外，现在3GPP也在研究非授权平铺，未来发展到5G。

　　在工业物联网场景中，主要采用自适应调频、高精度时间同步、网络分成加密、还有异常监视和报警以及入网鉴权。NB-IoT和eMTC都是用多载波的方法，在一个指定的载频上发出多个讯道。NB-IoT上行是单载波的，下行是OFDMA，它的优点是广覆盖，大连接，低功耗，低成本，比较适合于低吞吐量，不担心时延的领域，适合远程抄表、智能停车。未来，NB-IoT将会增加定位功能和有线通信。而eMTC可以在LTE同频段工作，由基站统一分配资源，靠上下行的数据同传输获得覆盖的增强，同样具有广覆盖、大连接、低功耗、低成本。它速率比较高、有移动性，主要是物与物的通讯、物流追踪、可穿戴、智慧医疗等。未来，eMTC带宽将会很窄，甚至比NB-IoT还窄。

　　第三部分：数据处理

　　物联网云平台涵盖了数据分析、云技术等。一般来讲，它对应了云计算的不同层次，通常我们能在市面上买到大型软件企业提供的PaaS，可能还包括IaaS，但是很少会有通用的SaaS层。因为不同行业、不同企业没法用同一个SaaS提供，所以往往提供PaaS的公司，如GE、SAP等都做PaaS，同时在PaaS上面做一个开放的接口，容纳各种各样的SaaS。而对于如IBM、GE这类传统制造业企业来说，通常只做SaaS而不做PaaS，所以往往一个工业物联网的平台需要跨好几个提供工业软件的公司。

　　另外传统的云计算平台是集中的，集中有集中的好处，这是集约化的利用，但是同时也存在一定的问题。因为都传到云平台上面，距离比较远，时延、可靠性等方面的问题自然而然地出现了。安全也是工业物联网的一个大问题。工业物联网永远在线，虽然都不与外网相连，但是物理隔离也可能因为管理疏忽而受到外网病毒攻击。美国麻省理工评论发布今年的十大突破性技术，僵尸物联网就是其中之一。工业物联网一旦出现安全问题，影响是难以估量，因此需要采用更严格的安全防护技术。例如实时的网络性能监视与预警技术，工业数据的分布式感觉技术，阻止非授权实体的识别、跟踪和访问，非集中式的认证和实验模型，能量高效的加密数据保护，异构隐私保护等。

　　根据麦肯锡数据，如今30%物联网产业支出在B2B领域。而邬院士表示，未来将会是倒过来的，B2B将会占据所有支出的70%，且2020年制造业是工业物联网最主要的应用领域。

　　工业物联网的三大挑战

　　从前面的描述看来，缺乏互联互通的标准和安全是工业物联网面临的其中两大问题。而除此之外，产业数据的所有权的问题，在现在看来也是工业物联网需要攻克的一大挑战，目前市场还没有定论，你的设备卖给用户了，你设备收到的数据是设备制造商所有还是数据使用者所有。我们缺乏既了解IT技术又熟悉企业流程的专业技术人员。因此我们需要建设工业物联网技术和产品提供方、垂直行业应用方之间的桥梁，需要有针对不同行业和企业的解决方案。

　　花钱也买不到工业物联网

　　物联网是新时代信息化的重要特征，工业物联网是未来物联网应用的最重要的方向，是互联网+先进制造的必要支撑。工业物联网涉及产业互联网与物联网及工业生产运营技术，集成了微电子、计算技术、通信技术、云平台和大数据技术等，代表了信息技术新的发展领域。工业物联网本身也是大产业，对经济发展有很大的贡献。我国工业物联网总体上处于起步阶段，产业自主创新和网络安全需要特别关注。