工業(yè)物聯(lián)網技術始于美國，興于德國，成于5G。
2011年，德國率先提出了工業(yè)物聯(lián)網的概念；2013年，德國正式確立了依靠CPS系統(tǒng)來打造“工業(yè)物聯(lián)網”目標，并將這個方案稱為“工業(yè)4.0”。
CPS全稱Cyber-Physical Systems，中文翻譯為“信息物理系統(tǒng)”，是發(fā)源于3G時期的一個全球物聯(lián)網技術解決方案。按照技術規(guī)劃，包括CPS物聯(lián)網芯片和CPS對芯片數據的操作終端。
CPS技術誕生后，2005年美國國會在一份研究報告上著重介紹了CPS方案；2006年2月，《美國競爭力計劃》將CPS列為了重要的研究項目；2007年7月，美國總統(tǒng)科學技術顧問委員會，又再次把CPS列為了影響未來十大關鍵技術的第一名。
于是，這個誕生在3G網絡時期的物聯(lián)網技術，在2013年隨著4G網絡普及，終于被德國這個有錢的主子看上。并由此掀起了一陣“覆蓋全球的工業(yè)物聯(lián)網運動，并稱其為工業(yè)4.0”。
從2013年過去6年后，全球媒體已經少有提及的“工業(yè)4.0”究竟進展如何？
在2019年，隨著5G技術與NB-IoT物聯(lián)網方案的成熟，4G時代的“工業(yè)物聯(lián)網”解決方案，在今天又能給5G時代的中國“工業(yè)物聯(lián)網”帶來哪些啟示？
如果實現“工業(yè)物聯(lián)網”，對我們普通人來說，生活還將產生哪些變化？
德國的工業(yè)4.0
2013年是中國通信發(fā)展史上的一個特殊年份，那時中國剛剛開始建設4G網絡，年底時也不過16個城市擁有4G網絡。而在中國大搞4G網絡基礎建設的同時，德國卻在4G網絡的建設開始，就早早的提出了以CPS系統(tǒng)建設4G工業(yè)物聯(lián)網的構想。
當時的歐洲雖然剛剛經歷2008年金融危機后不久，歐盟成員國也已經開始有債務危機顯現。但德國卻罕見的在2012年創(chuàng)造了近20年最低失業(yè)率，經濟方面可謂一片大好。
于是，這個歐盟的經濟引擎，為了持續(xù)保持自身的工業(yè)競爭力，便在歐洲大陸“自顧自”的搞起了一場“4G網絡時代的工業(yè)物聯(lián)網”行動，代號“工業(yè)4.0”。
工業(yè)4.0也被世界各國稱為第四次工業(yè)革命，根據維基百科資料顯示：
最初的蒸汽動力被視為第一次工業(yè)革命；后來的電力和大規(guī)模生產裝配技術是第二次工業(yè)革命的標志；工業(yè)3.0則讓機器人和計算機走入了工廠；而工業(yè)4.0則把所有東西組合成一個自我學習，自我糾正的系統(tǒng)。
所以，在德國工業(yè)4.0的規(guī)劃路線中，升級為“工業(yè)4.0”后的工廠，可以通過CPS系統(tǒng)組成一個智慧工廠聯(lián)盟。
按照德國在工業(yè)4.0里的規(guī)劃，所有的工廠設備數據都在CPS系統(tǒng)上進行匯聚，所以CPS系統(tǒng)除了可以預測每臺機器需要維護的工作時長，也能通過給機器設備安排合適的工作任務，來保證CPS體系下各大工廠產出產品的最優(yōu)質量和速度。
在德國“工業(yè)4.0”的規(guī)劃中，CPS工業(yè)物聯(lián)網方案，除了資源配置優(yōu)化和數據監(jiān)控等功能外，其最終的愿景是取代大部分工人的人力工作，實現工廠的“機器自治”。
5G前的試驗場，CPS的失利
承載了如此宏大的技術愿景，并能讓德國舉國梭哈的CPS技術自然不是“等閑之輩”。
在2013年，除了2005年到2007年美國各大機構的吹捧，CPS技術在實際應用中也能找到些許落地的影子，比如波音、空客、奧迪和奔馳等超現代化工廠中，都有內嵌式的閹割版CPS系統(tǒng)。
之所以被稱為閹割版，是因為這些工廠的CPS應用都是與機械設備關聯(lián)在一起的小型硬件系統(tǒng)，這種硬件系統(tǒng)往往只處理這臺機器的運作數據。而德國所要押注的CPS，則是無數機器互通互聯(lián)所搭成的一個“工業(yè)物聯(lián)網”。
和嵌入式CPS系統(tǒng)不同的是，“工業(yè)物聯(lián)網”版的CPS除了知道所有工廠的機器情況外，還能自動分析和調配工廠機器的工作內容，使得整個系統(tǒng)內的機器實現運作效率上的最大化，所以其復雜程度是原有嵌入式CPS系統(tǒng)的數千倍不止。
基于CPS系統(tǒng)的復雜性，CPS的實踐案例只存在于麻省理工學院的一個分布式機器人花園中，并無大規(guī)模的工業(yè)性落地應用。
但有錢任性的德國，為了在5G到來前，先于世界其他國家獲得工業(yè)物聯(lián)網的紅利，德國機械協(xié)會和制造商協(xié)會（VDMA）還為CPS系統(tǒng)的構建設立了“工業(yè)4.0平臺”。
而后不久，德國電氣電子及信息技術協(xié)會發(fā)布了德國首個工業(yè)4.0標準化路線圖，讓整個圍繞CPS的“工業(yè)物聯(lián)網”建設看上去頗為正式。
但敢為人先的冒進，終歸還是敗在了時代技術的革新上。
2015年，英特爾、高通、德州儀器和華為等IC領域的一線公司，在物聯(lián)網領域推出了可以接入5G網絡的NB-IoT物聯(lián)網技術。2016年，隨著支持NB-IoT物聯(lián)網技術的企業(yè)增多，世界基本已經拋棄了只在學術期刊上談論的CPS物聯(lián)網方案。
至此，與CPS系統(tǒng)有關的CPS物聯(lián)網芯片，隨著IC巨頭的轉身瞬間成了技術探索上的孤立之物。
而殺死CPS技術的，除了在成本優(yōu)勢碾壓CPS芯片的NB-IoT物聯(lián)網方案外，也和意識到未來5G時代云計算重要性的亞馬遜、IBM、微軟和谷歌等一線巨頭有關。
早期的云計算功能簡單，只能與CPS形成互補。但隨著云計算的技術進步以及與NB-IoT物聯(lián)網方案的融合，云計算開始逐步替代了CPS系統(tǒng)在未來規(guī)劃中的數據分析能力。
其中，2014年，8位機械自動化的技術研究專家，通過著作《Industrial Cloud-Based Cyber-Physical Systems》一書，預言了“基于云的物理聯(lián)網方案”會為未來物聯(lián)網操作系統(tǒng)的事實。
在這本書出版后，諸多工業(yè)云取代CPS工業(yè)物聯(lián)網方案的文章開始大量涌現，2015年，一位學者更是通過系統(tǒng)推演，從技術角度判定了CPS系統(tǒng)的死亡。
所以即便德國再不聰明，也能后知后覺的感知到：“CPS的工業(yè)物聯(lián)網和物聯(lián)網方案，已經被世界遺棄”。
此時，德國自己堅持做下去的結果，無外乎兩個，一是自己費了九牛二虎之力做了個5G時代的古董型工業(yè)物聯(lián)網方案；二是做到一半時因巨額成本半途而廢，上百億美元買個“閉門造車”的教訓。
2017年，思科曾公布了一份針對德國工廠的調查，其調查結果顯示：有76％的德國工廠認為“工業(yè)4.0計劃”已經失敗，因為他們從未參與“工業(yè)4.0”的任何組織。
2018年7月，Gartner發(fā)布的2018年工業(yè)物聯(lián)網報告中，諸如運輸，制造，公用事業(yè)和自然資源等領域的企業(yè)，幾乎沒有沒有任何公司參與“工業(yè)4.0”的標準。
所以，曾經那場裹挾著“大數據、智慧工業(yè)和第四次工業(yè)革命”的龍卷風，也便隨著時間的流逝，而被人們漸漸遺忘。
直到，最近兩年5G標準初步確立，人們這才想起，原來在3G和4G時代，還有著一個名為CPS的工業(yè)物聯(lián)網技術解決方案。
中國在5G前的工業(yè)物聯(lián)網進程
在德國和美國的各大企業(yè)都大搞“工業(yè)物聯(lián)網”的同時，既然大家都沒5G技術，中國的企業(yè)自然也沒閑著。
不過，和德國相比，我們在提出“工業(yè)物聯(lián)網”時，更多只是采用了“產業(yè)園”的探索模式。
這種折中的跟隨，一方面源于中國的地大物博，另一方面則源于中國的企業(yè)現狀。
2016年隨著國家在“中國制造2025”中提出工業(yè)物聯(lián)網的目標，那一年基本也是國內對“工業(yè)物聯(lián)網”討論最熱烈的時間，其討論的頻次和報道絲毫不亞于2019年的5G網絡。
其中，知乎網友在"工業(yè)物聯(lián)網和工業(yè)4.0在國內前景”的回答中，據多位網友（觀點總結）介紹：
中國制造業(yè)目前不能大規(guī)模承載工業(yè)物聯(lián)網的原因，是中國工廠與德國工廠相比，目前依然以中低端制造業(yè)為主的現狀。
CPS系統(tǒng)的建設成本很高，所以德國可以基于自己高端制造業(yè)的豐厚利潤以及十分完善的工業(yè)標準化，來全國性的探索“工業(yè)4.0”。
而對于中國當下的工業(yè)現狀來說，需要企業(yè)自掏腰包的CPS系統(tǒng)，首先在成本問題上就注定不會成為普及全國的工業(yè)物聯(lián)網方案。
強行推動CPS系統(tǒng)下的工業(yè)物聯(lián)網建設，只會讓本就處于紅海市場的中國工業(yè)產品，額外增加新的生產成本，當企業(yè)生存依然是主要問題，中國的大多數企業(yè)又哪里來的心思，去做技術探索上的嘗試。
所以，產業(yè)園式的工業(yè)物聯(lián)網探索，雖然讓我們避免了德國在“工業(yè)4.0”上遇到的CPS大坑，但如果沒有新的低成本物聯(lián)網解決方案出現，中國的工業(yè)企業(yè)也將長時間處于被德國"工業(yè)4.0"的技術碾壓上。
當然，值得慶幸的是，這種碾壓隨著低成本NB-IoT物聯(lián)網方案的誕生，并沒有成為5G前夜正在發(fā)生或已經發(fā)生的事實。
因為隨著5G普及，工業(yè)物聯(lián)網將走出實驗室的成本制約，成為萬物互聯(lián)下的時代紅利。
5G成了工業(yè)物聯(lián)網的關鍵轉折
5G能夠推動工業(yè)物聯(lián)網的普及的原因，有兩個：一是技術原因，二是成本原因。
從技術角度而言，5G生態(tài)目前已經可以替代CPS物聯(lián)網方案。
CPS系統(tǒng)誕生之初，只是一個承載了4G網絡的物聯(lián)網技術解決方案，這個技術方案因為集成了“5C（連接、轉換、網絡、認知和配置）的所有”功能，所以即便有著完整的搭建模型，基于技術復雜性至今也少有落地案例。
事實上早在2015年3月，美國國家醫(yī)學圖書館國立衛(wèi)生研究院，就曾收錄了一篇關于CPS系統(tǒng)綜合論述的學術文獻，在這篇被無數引用的專業(yè)技術文獻上，文獻作者就直接用模型論證了CPS系統(tǒng)在數據沖突和技術搭建上不可行性。
而在我們與騰訊合作的另一篇《5G時代，誰將會是物聯(lián)網芯片的最大贏家》的文章中，5G生態(tài)包括：物聯(lián)網、云計算與人工智能。
與CPS將5C全部集成的做法不同，5G生態(tài)的物聯(lián)網承載了鏈接功能，云計算則承載了轉換和網絡功能，最后的人工智能承載了認知和配置功能，且三個技術方向自成產業(yè)的同時，又通過5G技術相互貼合。
這讓智慧型物聯(lián)網的落地，比起CPS技術要精簡和方便許多。
而基于這兩種技術的差異性，目前眾巨頭押注的物聯(lián)網芯片技術，不是CPS芯片，而是在2015年由華為、高通和愛立信主導的NB-IoT芯片方案。所以，從技術角度而言，能夠融入5G網絡的NB-IoT芯片方案盛行本身，已經將CPS系統(tǒng)的未來打入冷宮。
從成本角度考慮，盡管NB-IoT物聯(lián)網方案整體投入并不比CPS更少，但因為NB-IoT設備未來會并入全球電信運營商的5G網絡，這讓電信運營商直接成為了NB-IoT的物聯(lián)網方案的推動者。
所以，和CPS方案則需要企業(yè)單獨投資、獨立組網相比，不僅硬件建設電信運營商幫工業(yè)企業(yè)出大頭，就連與之配套的云計算服務也有科技巨頭幫忙建設。
其中，隨著NB-IoT物聯(lián)網設備的普及，建設NB-IoT物聯(lián)網硬件的價格也將逐漸降低。這讓5G生態(tài)建設后期的制造業(yè)企業(yè)，可以在未來零成本使用5G生態(tài)帶來的工業(yè)物聯(lián)網技術。
而這種對比背后，對于廣大企業(yè)而言，兩者“工業(yè)物聯(lián)網方案”的孰優(yōu)孰劣，一眼便知。
5G下的工業(yè)物聯(lián)網
在現在的工業(yè)體系中，因為我們不能明確具體物料數量，以及無法確定物料生產中的誤差范圍，所以很多時候的“倉儲浪費”、“時間浪費”以及“人力浪費”，往往只因為少生產了一個螺絲或一個無關緊要的零件。
當5G時代的物聯(lián)網系統(tǒng)，將現有工業(yè)體系中諸多“一個螺絲”的誤差問題，通過物聯(lián)網系統(tǒng)解決掉。
當所有的工廠機器設備都因工業(yè)云服務的調配而形成利潤共享的工業(yè)聯(lián)盟，可預見的一個事實是：我們網上2小時前下達的產品訂單，可以在工廠用半小時生產，再用1小時送達。
那時的京東產品頁面，打出的標簽不再是“當日達”，而是“當日即產即達”。
除了快，因為物流、倉儲和生產成本的降低，你買到的非奢侈類物品還將獲得更好品質和更低價格。
而隨著工廠界限的被打破，所有工廠的機器都并入一個物聯(lián)網體系，未來的工業(yè)產品將走向模塊化。
比如，所有消費者下單前的復雜型電子產品，先在主工廠完成了60%的組裝 ，剩余的40%工作，將會在你下單后距離你最近的標準化工廠進行完成。
這樣，即便最后物料有所剩余，也能在下一代的產品更新中將既有60%可用的部件，進行靈活組合。
而這種組合背后，對我們消費者的感受便是：
你買的到屬于自己一個人的定制品將無限增多。諸如在你體重上升時，你買到食物會提前減少糖分含量，買到的新餐具，提前縮減了食物承載體積。
而買到的紅黑色衣服，提前調配了你喜歡的藍黑和丹紅，當所有的一切都以消費者的個人喜好為中心，企業(yè)、社會和經濟組織的方式都將改寫。
只是，這個過程并非一蹴而就。
當工業(yè)的“物聯(lián)網體系”進化至此：企業(yè)主的投資將變成“工業(yè)物聯(lián)網”聯(lián)盟的股份參與，企業(yè)的管理人員將從工人管理，轉向數據開發(fā)管理。那時，做企業(yè)最值錢的可抵押財產不是硬件，而是數據的所有權和使用權。
為了調和這種矛盾，CPS系統(tǒng)曾對加入“工業(yè)物聯(lián)網”的企業(yè)，設置了投票系統(tǒng)；而5G時代下，這種數據所有權的處理正在隨著工業(yè)云的進化，向著分布式數據中心進行演進。
中國向德國工業(yè)4.0的取經之路
2019年4月，在一切工業(yè)變局都看似與我們無關的當下，盡管德國在梭哈CPS技術的“工業(yè)4.0”上遇到了阻礙，中國也可以通過5G普及來實現“工業(yè)物聯(lián)網”。
但與德國在工業(yè)4.0上這場運動相比，中國的企業(yè)無論是管理模式、還是財務模型，至今仍有很多“非工業(yè)物聯(lián)網上的改進空間”值得向德國企業(yè)看齊。
比如，中國的很多企業(yè)至今連基礎的“企業(yè)資源計劃ERP“都還未曾使用，即便有了EPR，又不知多少企業(yè)是在為了EPR而EPR。
這讓中國的大部分企業(yè)都處于一種私人離線模式，各個企業(yè)不僅缺乏可以讓數據互聯(lián)的標準化，隨著地區(qū)文化差異的增加，企業(yè)在管理模式和應對信息化的差異程度上也在增加。
而這種個體的落后，也許會在5G時代的風暴裹挾中得到標準化上的提升，但技術只能拯救技術，卻無法優(yōu)化每個處在時代前沿的企業(yè)核心——人。
所以，國內企業(yè)在管理知識和企業(yè)經營人才上的空缺，應是遠比“工業(yè)物聯(lián)網”更值得向德國學習的重心。
反觀德國的工業(yè)4.0計劃，與其冷眼旁觀的用“擱置”下個定論，不若說：“有錢任性，有技術任性、有人才任性，才是德國敢于在工業(yè)世界步步為先的入底氣所在。”
而這些，除了當下的臆想外，我們何時又能有機會去進行前沿技術的跟進呢？
【來源：騰訊科技 作者：五矩、石頭】
