IT2.0业务中台规划牵引客户IT基础设施投资随想 （十五）：感知模式下的中台规划

为何会有感知模式的中台规划，有什么价值，能解决什么问题？

在我们实际的服务化架构中，除了用户、前台、中台、后台之外，还应考虑到对服务环境的改造，使其更加有利于服务交互的过程。通过IoT使能的环境感知场景可以驱动“感知”模式的中台规划和构建，任何人都可以借助各种传感器、IoT感知外部环境，获得环境反馈并作出相应改变，加快与现实世界间的信息流动。“感知”模式的中台可以面向用户或“协同、共享、自助”模式的中台提供“环境感知服务”。

环境感知服务有很多的应用场景，例如平安城市、智慧园区、工业互联网、OTO新零售、智慧医疗保健、智能建筑、智慧城市、智慧农业等，其价值不外乎是线上线下或AB世界（Atomic & Bit World）的融合、让数据流动更快、更实时的决策以及分析能力前移到一线等，并最终消除IT和OT之间的数字鸿沟。

以工业互联网为例，工业互联网通过CT、IT、OT融合，对数据和实体进行全面的联结，实现了基于连接Connect，形成计算Computation和控制Control，使实时决策成为可能。

• 运营技术OT：代表运营与自动化技术的发展，包括：PLC机器人、自动化协议、以太网、传感器、电动气动液压 ...
• 信息技术IT：代表信息与计算机技术的发展，包括：软件、互联网、云计算、大数据、人工智能 ...
• 通讯技术CT：代表通讯与芯片技术的发展，包括：射频、无线、物联网IoT、3G、4G、5G ...

如果从工业应用系统的架构来看，大体上可以分成5层，包括：

L1、以ERP为核心的公司管理层（company management level）；（MES是对ERP的计划的一种监控和反馈，MES其实是ERP业务管理在生产现场的细化，ERP是业务管理级的系统，而MES是现场作业级的系统。）

L2、以MES为核心的工业制造运营管理层（operations management level）；（制造企业生产过程执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。）

L3、通过Service computer（EWS）实现的制程管理层（process management level）；（向上承接MES的生产执行要求，向下调用PLC的控制接口，实现从生产指令到执行的制程管理，主要包括工艺路线设计和管理、现场生产分析、制程质量控制等。）

L4、以PLC为基础的自动化控制层（control level）；（1969年世界上第一台PLC：Modicon084，是一个软件编程、芯片技术、自动化技术的完美结合，德国工业4.0演变史将其作为第三次工业革命的开始。）

L5、包含机器设备、传感器、驱动器、现场总线等物理组件的现场层（field level）。

信息技术IT多用于企业流程化管理，而运营技术OT则是用于实物相关的控制、制造或维护工作流、运营管理。在上述5层应用系统中，只有第1层是传统意义上的IT范畴，其它2-5层都属于OT范畴，这么划分或许有些不太确定，但大体上IT和OT在工业应用系统的架构中是存在一定的边界的。

（图片来自互联网）

感知模式的中台，就是要消除IT和OT之间的数字鸿沟，需要具备以下4种能力并提供“环境感知服务”：

• 工业大数据的融合：对于工业大数据而言，有超过40%的数据将来自传感器，如手机、车联网、家电，也包括机器、大设备如电网、飞机和油气设备等。这使得工业大数据分析，一度被认为是解决工业问题的一把利器。但如何挖掘有用的工业大数据，使其更加有利于优化工业流程、制程管理，形成成功的数据应用场景实践，这需要解决物联网数据和传统业务数据的融合问题，包括：1）数据很脏（必须大量的算法清洗才能有可用数据）；2）频率不同（现场触发的频率非常不同）；3）海量；4）大小各异（数据的容量大小不一）；5）种类很多（各种异构数据源）；6）跨学科导致的关系复杂（数据来自“机光电热磁”等不同学科领域）。工业大数据的融合服务是个业务服务而非技术服务，这需要大量的不同专业领域的业务知识作为输入，通过数据分析方法与工业机理知识的结合，打破“知识黑盒”的限制，对工业数据进行深度挖掘，方能提供更有价值的数据服务以满足工业大数据需求。
• 云计算和边缘计算的融合：从整个工业应用系统的架构来看，L1到L5，越往上越是有云化的统一应用服务、资源共享的趋势，越往下越是有边缘化的离散和实时分析计算的趋势。但站在用户的角度，用户的计算需求是完整的，面向用户的计算服务也应该是统一的，需要感知模式的中台整合云计算和边缘计算服务，面向用户需求提供统一的计算服务。
• IT和OT连接协议的融合：因为一些历史和产业发展原因，OT传统上使用的都是扁平化网络，没有网络分段和分区的概念，其网络协议有很多工业化现场总线标准，例如Modbus、Siemens S7等等。而IT的连接协议基于以太网和互联网生态形成了很多国际通用标准，例如Ethernet、IP、TCP/UDP和HTTP等等，传统OT以及IT的连接协议是存在很多差异的，而且在之前的很长一段时间里，并没有太多的打通IT和OT连接的需求。2017年工业以太网的市场份额首次超过现场总线，成为最为重要的工厂级的通信系统，工业以太网的增长速度比现场总线更快。一直以来，工业自动化市场上“一网到底的革命”就是将上层成熟度很高的商业以太网系统，直接接入到厂房设备的底层，但是距离实现统一的通讯协议与标准架构，还差得很远，因为这里面涉及大量的IT和OT连接协议的融合工作。

统一应用软件使能平台：工业互联网应用的使能平台AEP（Application enable Platform）将L1到L5不同的软件功能模块统一到一个平台之上，并且轻松完成编译、封装和分发。这个部分也可以视作中台对技术平台的要求。