工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)

2016年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（AII）發(fā)布了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本1.0）》，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)各界在認(rèn)識(shí)層面達(dá)成共識(shí)，為開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐提供了參考依據(jù)。2020年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在工業(yè)和信息化部的指導(dǎo)下，研究制定了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（版本2.0）》，在繼承版本1.0核心理念、要素和功能體系的基礎(chǔ)上，從業(yè)務(wù)、功能、實(shí)施等3個(gè)視圖重新定義了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的參考體系架構(gòu)。

圖 1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施框架

根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟2020年發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)2.0（版本2.0）》，數(shù)據(jù)在其中的位置和作用*清晰。其中，遠(yuǎn)端大型、超大型數(shù)據(jù)主要通過(guò)工廠外網(wǎng)進(jìn)行連接，用于冷數(shù)據(jù)備份、大規(guī)模離線數(shù)據(jù)計(jì)算、模型訓(xùn)練以及其他對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延要求較低的應(yīng)用；介于企業(yè)層和邊緣層之間的中型云數(shù)據(jù)主要用于搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和接入，解決多源工業(yè)數(shù)據(jù)集成、工業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理等；而邊緣數(shù)據(jù)加持智能生產(chǎn)，用于生產(chǎn)端的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)分析或?qū)崟r(shí)轉(zhuǎn)發(fā)，支撐傳感器、網(wǎng)關(guān)、車床、工業(yè)機(jī)器人等。邊緣、中型和大型工業(yè)數(shù)據(jù)形成完整的基礎(chǔ)設(shè)施體系，通過(guò)各種應(yīng)用的構(gòu)建在底層支撐生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)等實(shí)際場(chǎng)景，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不可或缺的一部分。

傳統(tǒng)工業(yè)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)機(jī)房服務(wù)的是某個(gè)單位內(nèi)部，其中為典型的是大學(xué)機(jī)房。它的一個(gè)重要作用是為計(jì)算機(jī)的學(xué)生練習(xí)編程提供上機(jī)環(huán)境，彼時(shí)的機(jī)器都是PC，對(duì)電腦性能也沒有過(guò)多的要求，能夠運(yùn)行軟件編譯環(huán)境即可。后來(lái)產(chǎn)生了BBS，于是需要電腦可以上網(wǎng)，方便大家上網(wǎng)查詢資料以及交流。但總體而言，機(jī)房里放的是PC機(jī)。

工業(yè)數(shù)據(jù)是另外一個(gè)典型場(chǎng)景。工業(yè)生產(chǎn)側(cè)的機(jī)房通常為幾個(gè)服務(wù)器，各自負(fù)責(zé)不同的生產(chǎn)軟件，僅需要跟被控制的設(shè)備進(jìn)行連接。通常這樣的服務(wù)器配置較高（比如小型機(jī)），軟件*作相對(duì)簡(jiǎn)單，可以滿足一般的生產(chǎn)設(shè)備控制。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，此類服務(wù)器開始接入企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，供遠(yuǎn)程控制以及相關(guān)的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)接入進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和深度學(xué)習(xí)。此外，還有部分企業(yè)將營(yíng)銷售后也接入平臺(tái)，打通企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)，形成完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)使用場(chǎng)景。

但此時(shí)，由于規(guī)模受限和運(yùn)維方式等問(wèn)題，工業(yè)數(shù)據(jù)的架構(gòu)還是傳統(tǒng)的，缺乏統(tǒng)一的設(shè)計(jì)、部署、調(diào)度和運(yùn)維，而且由于生產(chǎn)場(chǎng)景的復(fù)雜性和性，無(wú)法進(jìn)行內(nèi)部的互聯(lián)互通。

資源池化和運(yùn)維智能的數(shù)據(jù)

近十年，我國(guó)通信互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)數(shù)據(jù)開始規(guī)模化、集約化發(fā)展，頭部互聯(lián)網(wǎng)巨頭的服務(wù)器數(shù)量已經(jīng)超百萬(wàn)臺(tái)，“數(shù)據(jù)掙脫了傳統(tǒng)機(jī)房模式的桎梏，技術(shù)創(chuàng)新潮正在加速到來(lái)”，各個(gè)層面已經(jīng)形成了高度的資源池化和運(yùn)維自動(dòng)化。中大型數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)之初就已經(jīng)考慮到了各種資源的冗余。這種不存在單點(diǎn)故障、整體資源池化的架構(gòu)使整個(gè)數(shù)據(jù)成為一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)，也就是Datacenter as a Computer。作為一臺(tái)“計(jì)算機(jī)”，它的*作系統(tǒng)尤為關(guān)鍵。

圖 2新型數(shù)據(jù)架構(gòu)

在基礎(chǔ)設(shè)施層面，形成了柴發(fā)、UPS、制冷等風(fēng)火水電資源的共享，特別是預(yù)制化、模塊化等新型建設(shè)方式的出現(xiàn)，對(duì)傳統(tǒng)的建設(shè)模式帶來(lái)形成了巨大的變革。數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施可以如搭積木一樣進(jìn)行按需建設(shè)，整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施層面的池化為數(shù)據(jù)的高樓打下了堅(jiān)持的基礎(chǔ)。

在網(wǎng)絡(luò)層面，中國(guó)信通院云大所聯(lián)合華為等提出“超融合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)”概念，基于物理網(wǎng)絡(luò)的全無(wú)損以太架構(gòu)、管控析一體的管理融合、以及全場(chǎng)景的服務(wù)化能力融合，打破協(xié)議、管理與場(chǎng)景限制，化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)障礙流動(dòng)，有效算力能效比，顯著網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)與運(yùn)營(yíng)成本，帶來(lái)積極的商業(yè)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值。

在服務(wù)器層面，可通過(guò)軟件層面的虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的虛擬化，整體上分為開源和商業(yè)兩大類，典型的技術(shù)有Xen、KVM、VMware等。通過(guò)各種虛擬化技術(shù)，將物理服務(wù)器抽象成虛擬服務(wù)器，相互獨(dú)立的虛擬服務(wù)器不局限物理的界限，使硬件變成可支持動(dòng)態(tài)管理的資源池，簡(jiǎn)化系統(tǒng)管理，提高利用率。

在運(yùn)維層面，萬(wàn)國(guó)、騰訊、華為等先后提出“騰訊智維”、“數(shù)據(jù)智能駕駛”等解決方案，通過(guò)智能技術(shù)應(yīng)用與軟件智能化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)全場(chǎng)景運(yùn)營(yíng)，大幅人為誤*作事故率，不斷優(yōu)化PUE，實(shí)現(xiàn)能效更優(yōu)的智能化運(yùn)維。

可見，從基礎(chǔ)設(shè)施層，到網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器等IT層，再到運(yùn)維層，數(shù)據(jù)的建設(shè)運(yùn)行已經(jīng)向資源池化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。但是從圖2可以看到，由于各種現(xiàn)實(shí)情況的存在，目前僅是實(shí)現(xiàn)了不同層級(jí)內(nèi)部的智能化，基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的運(yùn)維還是割裂的，離真正意義上的Datacenter as a Computer還有差距。

未來(lái)

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是指“利用新一代信息技術(shù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理和反饋的閉環(huán)，打通不同層級(jí)與不同行業(yè)間的數(shù)據(jù)壁壘，提高行業(yè)整體的運(yùn)行效率，構(gòu)建全新的數(shù)字經(jīng)濟(jì)體系”[]。這其中，數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理和反饋的物理基礎(chǔ)極度依賴數(shù)據(jù)。中國(guó)信息通信研究院云大所所長(zhǎng)何寶宏表示，“毫無(wú)疑問(wèn)的，無(wú)論做什么轉(zhuǎn)型，首先要建數(shù)字化新型基礎(chǔ)設(shè)施”。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮中，數(shù)據(jù)、5G等數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的作用將越加重要。

只有各個(gè)層面的硬件打通，通過(guò)高度內(nèi)在融合才能實(shí)現(xiàn)Data Center as a Computer，并通過(guò)自動(dòng)化智能運(yùn)維等類*作系統(tǒng)的加持，才可實(shí)現(xiàn)Data Center as a Service。新型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)充分運(yùn)用綠色低碳技術(shù)，在可靠的前提下提供高效算力服務(wù)，賦能千行百業(yè)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高技術(shù)、高算力、高能效和高，成為工業(yè)制造的大腦，更好的承擔(dān)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重任。