文/閆松申 叢長(zhǎng)明  北京易華錄信息技術(shù)股份有限公司，D-BOX事業(yè)部門

　　引言

　　工業(yè)大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)與智能制造的交叉點(diǎn)，工業(yè)大數(shù)據(jù)是指在工業(yè)產(chǎn)品全生命周期的信息化應(yīng)用中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù),是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心,是工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵。工業(yè)大數(shù)據(jù)是基于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，貫穿于工業(yè)的設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，使工業(yè)系統(tǒng)具備描述、診斷、預(yù)測(cè)、決策、控制等智能化功能的模式和結(jié)果。工業(yè)大數(shù)據(jù)是智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心。

　　1.1數(shù)據(jù)采集困難

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)首先要解決的問(wèn)題是連接工業(yè)中的人、機(jī)器設(shè)備和業(yè)務(wù)系統(tǒng)，但是數(shù)據(jù)采集不是一件容易的事情，突出問(wèn)題可以總結(jié)為“三不”：

　　不敢傳（數(shù)據(jù)安全問(wèn)題）：工業(yè)數(shù)據(jù)采集會(huì)涉及到大量重要工業(yè)數(shù)據(jù)和用戶隱私信息，在傳輸和存儲(chǔ)時(shí)都會(huì)存在一定的數(shù)據(jù)安全隱患，也存在黑客竊取數(shù)據(jù)、攻擊企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。急需從技術(shù)、管理和法律法規(guī)等多方面保障數(shù)據(jù)安全。

　　不能傳（協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一問(wèn)題）：目前在工業(yè)數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，存在 Profibus、Modbus、CAN、LonWorks、HART、Profinet、EthernetIP 等多種工業(yè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)及集成商還會(huì)自己開(kāi)發(fā)各種私有的工業(yè)協(xié)議，各種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、互不兼容；同時(shí)很多設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)開(kāi)放性不夠，缺乏數(shù)據(jù)開(kāi)放接口及文檔說(shuō)明。導(dǎo)致協(xié)議適配、協(xié)議解析和數(shù)據(jù)互聯(lián)互通困難。

　　不需傳（本地化和實(shí)時(shí)性問(wèn)題）：生產(chǎn)線的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，精密生產(chǎn)和運(yùn)動(dòng)控制等場(chǎng)景則對(duì)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性要求不斷提高，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)對(duì)于高精度、低時(shí)延的工業(yè)場(chǎng)景難以保證重要的信息實(shí)時(shí)采集和上傳，無(wú)法滿足生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控需求。

　　1.2平臺(tái)數(shù)據(jù)融合不足

　　一是平臺(tái)連接能力面臨挑戰(zhàn)，工業(yè)設(shè)備種類繁雜、數(shù)量多、通信協(xié)議與數(shù)據(jù)格式各異，當(dāng)前尚缺乏有效的技術(shù)手段能夠低成本、便捷地實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備快速接入平臺(tái)，導(dǎo)致絕大部分平臺(tái)的設(shè)備接入數(shù)量有限。二是平臺(tái)數(shù)據(jù)分析能力面臨挑戰(zhàn)，根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外 366 個(gè)平臺(tái)應(yīng)用案例的統(tǒng)計(jì)分析可以看出，有 40%的平臺(tái)應(yīng)用集中在以產(chǎn)品或設(shè)備數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)性分析為主的資產(chǎn)運(yùn)維優(yōu)化領(lǐng)域。而在涉及數(shù)據(jù)范圍更廣、分析復(fù)雜度更高的經(jīng)營(yíng)管理優(yōu)化和資源匹配協(xié)同等場(chǎng)景中，多數(shù)平臺(tái)現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析能力還無(wú)法滿足應(yīng)用要求，還需要進(jìn)一步推動(dòng)數(shù)據(jù)分析技術(shù)創(chuàng)新以及實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的工業(yè)知識(shí)積累。三是平臺(tái)提供專業(yè)工業(yè)服務(wù)的能力相對(duì)較弱，目前大部分平臺(tái)對(duì)于工業(yè)知識(shí)、模型和歷史數(shù)據(jù)的沉淀遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，面向特定行業(yè)或工業(yè)場(chǎng)景提供服務(wù)時(shí)，要么難以滿足制造企業(yè)、城市管理的業(yè)務(wù)需要，要么需要進(jìn)行大量定制化開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致服務(wù)成本和周期大幅增加。

　　1.3數(shù)據(jù)安全可信

　　隨著對(duì)數(shù)據(jù)的重視程度的提升，信息存儲(chǔ)和管理，強(qiáng)調(diào)的是真實(shí)性和保密性，不會(huì)被篡改，不會(huì)被濫用。保證云端信息的安全，每個(gè)用戶的信息對(duì)云端管理者也要進(jìn)行保密，因此說(shuō)云的安全或大數(shù)據(jù)的安全，只是指存儲(chǔ)和管理方面的安全。還需要對(duì)處理的結(jié)果要進(jìn)行簽名，保證它的真實(shí)性，同時(shí)可以對(duì)信息使用的整個(gè)生命周期進(jìn)行追溯。

　　企業(yè)信息化數(shù)據(jù)是工業(yè)領(lǐng)域傳統(tǒng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)，也是工業(yè)大數(shù)據(jù)的第一個(gè)來(lái)源。在傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)信息化系統(tǒng)中，廣義產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)主要支持產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)負(fù)責(zé)“人財(cái)物、產(chǎn)供銷”，供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，客戶關(guān)系管理系統(tǒng)服務(wù)于企業(yè)客戶和用戶，制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行系統(tǒng)負(fù)責(zé)制造執(zhí)行，維護(hù)、維修和運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)支持售后服務(wù)等。這些企業(yè)信息化系統(tǒng)積累的產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)、物流供應(yīng)數(shù)據(jù)以及客戶服務(wù)數(shù)據(jù)多以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的形態(tài)存儲(chǔ)在企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、仿真等研發(fā)軟件產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)化工程數(shù)據(jù)則通過(guò)文件方式管理。

　　這些企業(yè)中的工業(yè)大數(shù)據(jù)關(guān)系到企業(yè)的生命，是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)在云端因設(shè)備損壞或者誤操作而數(shù)據(jù)丟失事件（2018年騰訊云曾出現(xiàn)此類事件），是無(wú)法彌補(bǔ)的。因此，工業(yè)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題是關(guān)系到能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。

　　2. 技術(shù)分析

　　2.1藍(lán)光存儲(chǔ)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　藍(lán)光，也稱藍(lán)光光碟，英文翻譯為Blu-ray Disc，經(jīng)常簡(jiǎn)稱為BD。藍(lán)光或稱藍(lán)光盤利用波長(zhǎng)較短的藍(lán)色激光讀取和寫(xiě)入數(shù)據(jù)，并因此而得名。藍(lán)光光盤采用“無(wú)機(jī)金屬相變”技術(shù)（無(wú)機(jī)材料記錄膜）進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。即通過(guò)激光照射金屬記錄層，實(shí)現(xiàn)金相改變而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的記錄，數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存而無(wú)需擔(dān)憂數(shù)據(jù)丟失。這種特性保證了數(shù)據(jù)不能夠被篡改、不會(huì)丟失。

　　藍(lán)光存儲(chǔ)存儲(chǔ)技術(shù)把12張光盤組成一個(gè)光盤匣，存放在光盤庫(kù)中，任何一次數(shù)據(jù)存取讀寫(xiě)都需要機(jī)械臂來(lái)完成光盤匣的尋址和打開(kāi)光盤匣。因此，該光盤匣就帶有一個(gè)天然的物理加密特性，相當(dāng)于銀行保險(xiǎn)柜的一個(gè)一個(gè)小格子，我們可以給藍(lán)光光盤庫(kù)的每一次光盤匣尋址都采用加密口令，只有得到口令才能夠驅(qū)動(dòng)機(jī)械別來(lái)尋找并加載。

　　2.2數(shù)據(jù)確權(quán)技術(shù)

　　數(shù)據(jù)要成為數(shù)字資產(chǎn)，最重要的是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行確權(quán)，以Internet為基礎(chǔ)的信息網(wǎng)絡(luò)雖然便捷了數(shù)據(jù)的共享，但是卻不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的確權(quán)以及數(shù)據(jù)價(jià)值的記錄和流轉(zhuǎn)，所以基于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)無(wú)法成為資產(chǎn)。伴隨這個(gè)矛盾的激化，區(qū)塊鏈技術(shù)的誕生有效地解決了數(shù)據(jù)確權(quán)的問(wèn)題，每一份在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上生成的數(shù)據(jù)都可以被定義權(quán)屬關(guān)系，數(shù)據(jù)確權(quán)了，它才具有了真正的價(jià)值，并且在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的流轉(zhuǎn)和交易。

　　基于區(qū)塊鏈技術(shù)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)對(duì)于虛擬的、看不見(jiàn)摸不著的數(shù)據(jù)及其價(jià)值進(jìn)行記錄，是對(duì)現(xiàn)有賬戶體系的補(bǔ)充和完善，央行科技司副司長(zhǎng)姚前發(fā)表的《數(shù)字貨幣與銀行賬戶》一文中，也承認(rèn)了基于區(qū)塊鏈的數(shù)字貨幣對(duì)現(xiàn)有賬戶體系的補(bǔ)充和完善地位。

　　區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N可以在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)去中心化分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并且通過(guò)智能合約，當(dāng)合約中的條款被觸發(fā)時(shí)將會(huì)自動(dòng)執(zhí)行條款內(nèi)容的技術(shù)。BAIC是基于區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)個(gè)人數(shù)據(jù)進(jìn)行保管和價(jià)值變現(xiàn)。BAIC一直認(rèn)為個(gè)人的數(shù)據(jù)價(jià)值是未來(lái)的金礦，社區(qū)本身就是基于個(gè)人數(shù)據(jù)價(jià)值的個(gè)攻略。每個(gè)人都可以創(chuàng)建屬于自己的數(shù)字銀行，并且是高安全性，不可篡改和可流通交易的，這個(gè)個(gè)人的數(shù)字銀行保存著每個(gè)人所有的數(shù)據(jù)，可以有選擇的公開(kāi)或者完全保密。

　　但區(qū)塊鏈技術(shù)并沒(méi)有解決數(shù)據(jù)是否和開(kāi)放或者對(duì)什么開(kāi)放的問(wèn)題，因此，仍需要引入安全快捷的認(rèn)證機(jī)制，來(lái)解決數(shù)據(jù)被允許動(dòng)用的問(wèn)題，就像要引入保險(xiǎn)箱的機(jī)制，保證有形的數(shù)據(jù)載體能夠像貨幣一樣得到許可性保護(hù)。

　　2.3生物特征識(shí)別技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　生物識(shí)別技術(shù)（Biometric Identification Technology）是指利用人體生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)。更具體一點(diǎn)，生物特征識(shí)別技術(shù)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性和行為特征來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。

　　生物識(shí)別技術(shù)是目前最為方便與安全的識(shí)別技術(shù)，它不需要記住復(fù)雜的密碼，也不需隨身攜帶鑰匙、智能卡之類的東西。生物識(shí)別技術(shù)認(rèn)定的是人本身，這就直接決定了這種認(rèn)證方式更安全、更方便了。由于每個(gè)人的生物特征具有與其他人不同的唯一性和在一定時(shí)期內(nèi)不變的穩(wěn)定性，不易偽造和假冒，所以利用生物識(shí)別技術(shù)進(jìn)行身份認(rèn)定，安全、可靠、準(zhǔn)確。此外，生物識(shí)別技術(shù)產(chǎn)品均借助于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，很容易配合電腦和安全、監(jiān)控、管理系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。

　　2.4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)

　　光磁融合數(shù)據(jù)一體機(jī)是一個(gè)能為行業(yè)用戶提供數(shù)據(jù)綠色安全存儲(chǔ)和N次分析服務(wù)的輕量級(jí)DT系統(tǒng)，光磁融合數(shù)據(jù)一體機(jī)的核心是基于藍(lán)光數(shù)據(jù)沉淀的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，通過(guò)光磁融合存儲(chǔ)構(gòu)建存儲(chǔ)力，通過(guò)CPU-GPU異構(gòu)融合計(jì)算平臺(tái)構(gòu)建計(jì)算力，存儲(chǔ)力實(shí)現(xiàn)價(jià)值數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期、安全保存，為計(jì)算力提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；計(jì)算力實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的N次碰撞、價(jià)值挖掘，為存儲(chǔ)力提供更高價(jià)值密度的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)力和計(jì)算力相輔相成。

　　光磁融合數(shù)據(jù)一體機(jī)可以完成對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的收集、加工、提純和應(yīng)用處理，作為企業(yè)數(shù)據(jù)采集、處理和存儲(chǔ)的核心數(shù)據(jù)中臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施，將關(guān)鍵數(shù)據(jù)拆分為元數(shù)據(jù)和核心數(shù)據(jù)，可以為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放元數(shù)據(jù)目錄，但核心數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在類似于“保險(xiǎn)箱”一樣的光盤匣內(nèi)。這樣既可以滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)開(kāi)放的基本需求，又可以避免核心數(shù)據(jù)放在互聯(lián)網(wǎng)上的安全問(wèn)題。

　　3. 生物識(shí)別與安全接入融合的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)

　　將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算能力與安全基因深度融合，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)時(shí)序數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的安全防護(hù)能力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣側(cè)需要支持多種網(wǎng)絡(luò)接口、協(xié)議和拓?fù)?，業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)處理與確定性時(shí)延，數(shù)據(jù)處理與分析，分布式智能和安全與隱私保護(hù)。云端難以滿足上述要求，需要邊緣計(jì)算與云計(jì)算在網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)、應(yīng)用和智能方面進(jìn)行安全有效協(xié)同。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)序大數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)中融合工業(yè)網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)模塊和輕量化時(shí)序數(shù)據(jù)安全加密認(rèn)證模塊，首先可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采集終端與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)序大數(shù)據(jù)平臺(tái)的安全隔離，其次保障了時(shí)序大數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全，實(shí)現(xiàn)了安全的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)。

　　采用光磁融合數(shù)據(jù)一體機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行企業(yè)工業(yè)大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，企業(yè)用戶能夠把數(shù)據(jù)保存在自己的機(jī)房空間，既可以滿足一般生產(chǎn)數(shù)據(jù)的海量存儲(chǔ)問(wèn)題，又可以滿足對(duì)于核心數(shù)據(jù)的逐步沉淀，進(jìn)入關(guān)鍵藍(lán)光存儲(chǔ)區(qū)域，還可以采用“邊-云”結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)結(jié)。這就需要我們對(duì)光磁融合數(shù)據(jù)一體機(jī)進(jìn)行改造，在數(shù)據(jù)采集終端融入網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施以及時(shí)序數(shù)據(jù)安全傳輸加密認(rèn)證措施，在平臺(tái)側(cè)實(shí)施云平臺(tái)安全防護(hù)措施、大數(shù)據(jù)安全防護(hù)措施，同時(shí)部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)的安全防護(hù)、監(jiān)測(cè)感知和處置恢復(fù)。

　　同時(shí)采用“嵌入式生物識(shí)別技術(shù)”改造藍(lán)光存儲(chǔ)DAM服務(wù)器，使其可以控制機(jī)械手對(duì)核心數(shù)據(jù)光盤盒采用生物遠(yuǎn)程認(rèn)證及控制指令加密解鎖的方式來(lái)保證數(shù)據(jù)試用的安全，可以給用戶展現(xiàn)一個(gè)真正的“數(shù)據(jù)保險(xiǎn)箱”。

       4.數(shù)據(jù)湖與數(shù)據(jù)銀行

　　數(shù)據(jù)湖是一個(gè)城市、行業(yè)數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，具備海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、沉淀、數(shù)據(jù)二次加工、數(shù)據(jù)深度應(yīng)用的能力。在工業(yè)2025的背景下，可以建設(shè)一個(gè)區(qū)域的工業(yè)數(shù)據(jù)湖來(lái)支撐工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，解決企業(yè)海量數(shù)據(jù)的沉淀、融合、共享等問(wèn)題。具有生物識(shí)別與安全接入融合的光磁融合數(shù)據(jù)一體機(jī)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以放置在企業(yè)側(cè)，解決數(shù)據(jù)的安全收集問(wèn)題，同時(shí)解決企業(yè)核心數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)問(wèn)題，這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)分類管理，設(shè)置不同人員具備不同生物認(rèn)證的權(quán)限，解決數(shù)據(jù)應(yīng)用的鑒權(quán)問(wèn)題。數(shù)據(jù)湖還可以提供光盤匣級(jí)別的“數(shù)據(jù)銀行保險(xiǎn)箱”的機(jī)密數(shù)據(jù)容災(zāi)備份問(wèn)題。從而為“數(shù)據(jù)銀行”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)種率先推廣，也為光磁融合數(shù)據(jù)一體機(jī)在企業(yè)推廣印上了安全可信的標(biāo)簽，提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　5. 結(jié)語(yǔ)

　　企業(yè)數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)時(shí)代重要的數(shù)據(jù)組成，也是大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)，做好企業(yè)大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)存儲(chǔ)管理，打造安全可信的企業(yè)級(jí)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)產(chǎn)品是關(guān)鍵所在。打造具備生物識(shí)別與安全接入融合的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，使安全可信成為企業(yè)級(jí)光磁融合數(shù)據(jù)一體機(jī)、工業(yè)數(shù)據(jù)湖的標(biāo)簽，是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。