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互聯網成功的奧秘

貝爾定律：計算模式每15年發生一次重大模式變化。

借助80年代PC機普及的第三代計算模式，從20世紀90年代末開始，作為第四代計算模式的互聯網閃亮登場，從一個美國國防部贊助的高校研究網絡迅速成為科研網絡、通信網絡到現在的商業網絡，全世界10多億人共享這個信息高速公路。進而在2007年開始演進到第五代計算模式——移動互聯網，通過智能手機連接了全球35億人，成為真正意義上的消費互聯網：一機在手，天下我有。

互聯網從一個軍事科研技術，短短30年逐步演進為全球商業消費網絡，背后的奧秘是什么呢？學術界和產業界從政治、技術、經濟、效率、成本、管理等各個角度給予了各種分析，在硅谷形成了很多有價值的理論和現象級定律的解釋，其中最核心的是幾個著名的IT定律：

（1）摩爾定律

當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18個月便會增加一倍（性能提升一倍）。或者說，相同價格所能買到的電腦性能，將每隔18個月翻一倍。這一定律揭示了信息技術進步的速度，是整個ICT產業發展的源動力。

（2）梅特卡夫定律

一個網絡的價值等于該網絡內的所有節點數的平方，即網絡的價值與聯網的用戶數的平方成正比。這一定律揭示了網絡隨著節點的發展其價值是指數級增長的，過了技術奇點之后，網絡發展以超乎想象的速度增長。

（3）網絡效應定律在物理世界里，隨著規模的增長，邊際成本呈遞減規律直到物料成本。而在數字世界里，隨著規模的增長，邊際成本遞減到無窮接近于0。

綜上所述，在集成電路提供指數級性能增長或者成本降低的情況下，網絡節點（包括終端）以指數級增長速度進行擴散，互聯網價值以更高階的指數擴散，而網絡數字世界邊際成本可以趨于0，這樣的數字網絡經濟體系的生產力效用和速度，超越了歷史上數次工業革命的機械、電氣、電子等所有的物理經濟體系，成為科技是第一生產力的最典型代表。這個數字網絡經濟體系也自然延伸到第六代計算模式也就是物聯網和工業互聯網。

工業互聯網網絡化的趨勢

沒有工業的互聯網沒有未來，沒有互聯網的工業也沒有未來。——鄔賀銓

在工業互聯網產業聯盟發布的《工業互聯網白皮書》中有如下描述：

以新一代信息技術為驅動的數字浪潮正深刻重塑經濟社會的各個領域，移動互聯、物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術與各個產業深度融合，推動著生產方式、產品形態、商業模式、產業組織和國際格局的深刻變革，并加快了第四次工業革命的孕育與發展。而越來越清晰的是，工業互聯網是實現這一數字化轉型的關鍵路徑，構筑了第四次工業革命的發展基石。

工業互聯網三大體系中，網絡是基礎，平臺是核心，安全是保障。工業互聯網平臺是面向制造業數字化、網絡化和智能化需求，構建起海量數據采集，匯集，分析的體系，是支撐制造源泛在連接、彈性供給、高效配置的載體。

由于歷史原因，在當前的工業界，網絡通信主要的特點是：

（1）現網各式老舊接口及布線，運維/改造困難：單個系統模擬線纜多（ 大于100根），排障困難；改造工程成本高（十萬~百萬RMB）；

（2）系統封閉，新應用集成困難：設備接口、數據格式、數據含義都是私有的，各子網形成信息孤島，運維強依賴原廠高額現場服務；

（3）總線帶寬速率無法滿足新技術需求：鏈接方式限制帶寬速率（如：RS485<100Kbps，工業以太網<=100Mbps），無法滿足海量數據采集回傳和數字孿生、視頻實時智能質量檢測、VR/AR現場運營維護等需求。

為了滿足智能制造的智能決策，需要所有的數據可觀可測可控才能決策，因此必須保證所有廠家、所有設備、所有軟件、所有OT/IT/CT系統的網絡互連、協議互通、數字模型語義互操作，現有工業網絡遇到極大挑戰，“分久必合”，未來網絡跟隨未來產業的發展趨勢需要逐步走向統一：

網絡層面：采用打通OT/IT/CT網絡兼顧工業現場實時性需求的通用網絡技術走到前臺，有線走向統一的以TSN為代表的新一代以太網，無線走向統一的以5G/Wi-Fi7為代表的新一代無線網絡。

協議層面：采用OPC UA/MQTT/Restful等通用ICT協議，打通OT/IT/CT應用接口。

數字模型：全球工業OT/IT/CT企業已經意識到，正匯聚一堂浩浩蕩蕩地統一各種工業設備、工藝、產線、工廠甚至企業的數字化模型，以OPC UA、VDMA等為代表。

軟件定義網絡SDN：SDN技術的引入，使能工業互聯網的自動化，實現全網集中管理和控制，業務快速開通、快速調整。進一步，基于OICT融合的云邊管端包括所有終端、網絡、邊緣計算、云計算在內的整個工業互聯網體系架構可以獲得了前所未有的可編程、自動化和控制能力，從而可以構筑高可擴展的、靈活的數字化網絡化智能化的工業互聯網，滿足快速響應工業柔性業務的變化和最終用戶及市場彈性定制化需求，演進到軟件定義工業SDI。

第四次工業革命的號角已經吹響，在我們面前，一個波瀾壯闊的新時代正在緩緩拉開帷幕。希望新一代通信技術能夠為新的時代、新的產業保駕護航，貢獻一份力量。

摘自《自動化博覽》2020年5月刊