陈德基：为什么说 IT 与 OT 的矛盾是工业互联网发展的关键？（六）
接上期普奥创始人谈工业互联网（五）：陈德基解读CPS名词的故事，本期陈德基博士从三个方面解读工业互联网的IT与OT的矛盾关系。
01IT与OT的矛盾：PID的故事
IT界的朋友知道PID的大概不多，但是如果OT界的朋友不知道PID，就要被嘲笑了。PID是最基本最经典的控制算法，Proportional（比例）、Integral（积分）、和Derivative（差分）。我第一次遇到时，就在想怎么是一个微积分？
PID算法有一个输入参数In来自传感器测到的过程值，一个输出参数Out控制执行器，三个由用户设置的整定参数p、i、d。表达式是Out = pP+iI+dD。P代表In和过程设定值ST之间的偏差，I代表过往偏差的积累，D代表本次偏差的变化幅度。
温度控制、流量控制、压力控制，都需要设置不同的p、i、d参数以达到平滑、及时的控制。假设我们用阀门控制一个输油管道的流速。从阀门的变化到流速的变化有一个延迟。当In < ST时，阀门会打开一点；反之阀门会关闭一点；当In ＝ ST时阀门保持不变。
最早的PID控制器是用物理方式实现的，从机械改为气动、到电动。有一套完整的控制理论解释PID的原理。当计算机出现后，PID算法就被移植到了计算机上。人们写了一个小程序实现上述表达式，然后周期性地执行这个程序。因为数字化了，这个In和Out变成了小程序运行时的两个参数，不再是物理量直接驱动物理控制器。如果In的获取有延迟、或者延迟不规律、或者获取失败，都会影响到当前和接下来的计算。同样的，如果当前的Out不能及时到达执行器，控制效果也会受影响。
我一直对这个计算机化的PID有疑惑。首先，它背后的原理太深奥了。每次学习一遍，事后又忘了。为什么要这三个参数，他们是相互独立的吗？Terry Blevins（控制界的who is who）对这几个参数的含义和作用总是脱口而出，让我无地自容。其次，它太依赖于小程序的严格周期性执行和In、Out数据的及时性了；计算机出现前的控制可没有这个周期概念。
作为IT人士，我是这样看这个问题的，不是要保证In = ST吗？我们可以把整个PID的原理纳入这个小程序而不是仅仅这个表达式。为什么不能写一个复杂一点的程序，它可以随时执行，每次执行时，把In的采集时间考虑进去，把Out到达执行器的延时考虑进去，不就行了吗？
而这个程序的算法可以利用PID的原理，或者所谓先进控制的原理，或者就根据阀门跟流速的物理模型。算法的参数也不一定是这三个；我可以换成达到稳定的时间、抖动幅度等参数。如果要求快速稳定，我会很频繁地执行；没准会把阀门全开，然后再关一些。控制算法的严格周期性运行是自动化系统的基础。一上来就鼓吹这个，OT人士会把我扔出去。不过在无线控制的合作作中，我的这个思路还是影响了Terry一点点 ：）
我在艾默生工作了几乎20年，到现在还觉得是工业控制的门外汉。
02IT架构与OT架构的矛盾
假设没有工业互联网，没有互联网+，没有IT界宣誓的互联网下半场，OT会是什么样子？
我们从国际水平来分析。首先，经典自动控制已经达到了巅峰。PLC和DCS已经非常成熟了，其背后的知识早就写进了教科书。浙江中控的DCS在国内碾压国际巨头，因为从功能上讲已经没有什么区别了。艾默生老早就得出结论DCS不挣钱，它的策略是通过DCS带卖价格昂贵的各种传感器和执行器。
艾默生除了全球领先的DCS系统外，它还是最先进的流程设备供应商。我朋友随导师参观一个停工的核电站，印象最深的是看到一个个蓝罐子（BlueCan）还完好无损。那些是艾默生的各种压力、温度、湿度传感器。
有了自动化系统之后，自然要往外拓展，于是有了SCADA，有了MES。解决了基本生产，自然要进一步多快好省。于是有了高级排产，有了先进控制。还有了ERP。经过几十年的发展，这些都已经很成熟了。
工业互联网愿景里的内容，OT界都已经有了相应成熟的板块。明显欠缺的是板块之间的贯通。“打通信息孤岛”一词的流行，并不是空穴来风。当然，国内很多板块还不足，工业互联网工作的丰富性要大得多。
假设不考虑OT的现状，IT人士如何搭建一个系统完成前面所有的工作？
我们是图灵的后代，冯·诺依曼架构的忠实信徒。在我们的眼里，什么问题都转化为可计算性，转化为计算机程序。给我一个CPU和一个程序和数据的存储器，天下搞定。在工厂内，我只需要一个计算机平台，往下物连到设备、产线、仓储，往上互联到订单、员工、上下游企业。剩下的都是软件、软件、软件。生产控制？在平台上运行控制算法（当然，必须是实时物联网平台）；MES？在平台上安排，下发到现场；高级排产？平台上编一个优化算法；ERP软件？在平台上运行就得了；先进控制？我们叫大数据、AI，平台上早就有了。两年前我应邀参加一个MES的峰会，从这个角度发表了一点看法，结果被某人大骂不懂MES。
03工业互联网：IT与OT的矛盾
GE的前总裁Jeff Immelt曾豪言工业互联网应该是由GE这样的制造企业领导的。我不知道GE砸巨资在硅谷建立的研发中心是不是也由他的钢铁伙伴管理的。如果是的，研发中心的业绩也不难理解了。
波音737MAX停飞后，其仰角传感器的系统设计被我们同行深度吐槽，一些基本的实时系统设计原理都违背了。后来又披露出来说波音当时的CIO是花重金从硅谷请来的。
OT指挥IT不行，IT指挥OT也不行。IT和OT的磨合，不容易啊。不过这是历史造成的，也怨不得谁。IT与其它行业的交往史，是一段颠覆史，众多的实体店尸横遍野，音响店、书店、零售店等等。IT业从来没有与一个对等行业交往过，怎么合作是一个新课题。注：IT巨头们现在又开起了实体店；那些死去的实体店，应该会哭晕在坟墓里吧。
OT拥抱IT，其实还是挺成功的。工业3.0其实就是结合计算机的结果。一个新的IT技术出现时，往往经过一段时间成熟后才被OT采纳。我经历过的就包括1997年DCS引入个人电脑、2007年现场总线引入无线技术，和2012年全方位引入互联网。OT有它的自尊，所以它抵触IT的故事也就少不了。
2013年，我所在公司请一个大数据分析专家上了一周课。具体细节不记得了，老师最后一个观点倒是记忆犹新。他说成功的大数据项目，必须是一个团队的努力。需要编程、数理统计、和行业三方面的专家虚心合作。
最后补充一点，IT与OT的矛盾，一个很大的原因是IT界雇佣通用软件工程师而OT界雇佣嵌入式软件工程师。他们的区别有时用隔行如隔山来描述都不为过。有次我去拜访一个客户的老总，当他得知我的工业背景后，感叹说怪不得跟普奥工程师交流有共同语言。他原以为普奥仅仅又是一家IT企业。
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