工控領域的思維正在改變，IT（信息技術）與OT（運營技術）的融合逐步發生，但步履滯緩。那么，IT與OT的融合到底該如何逐步實現？有時后退一步是為了前進兩步，從融合的“反面”進行思考，先做拆解和分離，從“解耦”到“封裝”，再到逐步“融合”，也許是適合從經典工業控制走向工業物聯網的發展道路。

在文中你將看到：

1、什么是“解耦”思維？為什么說操作系統或者物聯網平臺是解耦思維的集大成者？

2、什么是物聯網的操作系統？

3、解耦之后，物聯網硬件能否實現“公板公模”？

退一步海闊天空

人們常說物聯網賺不了快錢，因為物聯網涉及到IT（信息技術）、CT（通信技術）和OT（運營技術）多個領域的有機交融，時間和積累的深度難有超車捷徑。

首先比較一下代表CT的通信行業和代表IT的移動互聯網產業。為什么通信行業的發展慢，移動互聯網能快速演進迭代？很大程度的原因在于：標準的力量。通信行業有互聯互通的基本訴求，所以它的發展要基于技術標準，制定技術標準需要多方協調統一，周期長、成本高。而移動互聯網是在開放的通信技術以及通達全球的通信網絡基礎上的創新，具備一點接入服務全球的能力，沒必要與其他企業互聯互通，最多就是做一些接口標準和API，所以更能快速迭代、迅速擴張。

而與CT通信技術相比，OT需要深入到工業領域，涉及到實體經濟中身量更重的一個部分。OT的縱深層次很多，從控制中心、工程師站，向下到交換機、網關、控制器，再向下到變頻器、驅動器，然后再向下到傳感器、執行單元、儀器儀表、終端設備…產品多、組合多、鏈條長，因此互聯互通的難度更大，周期更長，成本更高。

因此談到物聯網，往往與之相關的形容詞是“碎片化”和“術業有專攻”。無論是底層的連接還是上層的應用服務，都特別強調專業化，但他們又扎根于不同的專業，即便是一家企業對物聯網實施全面布局，也會將任務分派給OT、CT、IT等不同團隊。

如何將他們拼接起來，讓他們彼此融合？正如文初所講，退一步海闊天空，先讓他們彼此拆解和分離，做到資源和協作的最大化分離，即——“解耦”。

過去做硬件的人不用管軟件，但是做軟件的人必須兼顧，既看硬件又編軟件。然而有了操作系統之后，軟硬件彼此“解耦”，做軟件的人可以不看硬件了。這并不是誰強誰弱，也不是誰重要誰不重要的問題，而是大家通過實踐形成了共同遵守的共識。

提到操作系統，第一時間我們就會想到運行在電腦上的Windows、Linux，想起運行在手機上的安卓和iOS。這些程序直接運行在“裸機”設備的最低層，搭建起其他軟件、應用運行的環境與基礎。得益于操作系統的興起、完善，才促成了軟件與應用的興起，鑄就了輝煌的PC時代與移動互聯網時代。

眾所周知，以安卓為代表的操作系統，通過虛擬抽象層實現了硬件和軟件的分離和解耦，即所有的軟件和應用開發者只需根據操作系統提供的編程接口，開發出的應用軟件就可以運行在所有基于該操作系統的設備上，而無需考慮設備中各類硬件配置。

這里所說的“解耦”，其實是在硬件抽象基礎上的標準化，不是軟件與硬件工程師之間不溝通、不交流了，而是因為他們彼此已經溝通充分，定義好了彼此之間的溝通邊界和交互平面，形成共識。而這種共識已經固化成為標準和習慣，所以不需要再重復溝通。

如果我們能夠參照這種思路，做到從現在的做OT的人不用管IT，但是做IT的人必須看OT，轉變為做IT的人不用看OT了，那么就實現了IT與OT層面的解耦，從而創造了IT與OT融合的第一個必要條件。

物聯網平臺工業物聯網

當然，在物聯網通過虛擬化進行“解耦”的過程中面臨重大挑戰，因為物聯網不僅涉及上述IT、OT、CT不同領域，還涉及云、邊、端多個層級。安卓操作系統中的“硬件虛擬抽象層”在手機中只涉及一層，而要實現物聯網中“物理世界的抽象層”，則要復雜得多。這點我們在本文的第②部分再進行詳細論述。

操作系統的“解耦”思維體現在物聯網時代便是物聯網平臺，物聯網中的操作系統就是平臺。未來將有數萬億的聯網設備，網絡經濟規律將發揮重要作用，盡最大努力獲取更多的聯網設備支持是操作系統或者物聯網平臺推廣的關鍵。

誰的解耦更徹底，誰的使用更便捷，誰的生態更豐富，誰便最有機會觸發平臺、工程師與用戶之間的“正反饋”。操作系統或者物聯網平臺應用更順手，工程師們就會更愿意使用，讓平臺上的應用更加豐富，從而吸引更多的用戶使用，在正反饋的激勵下，圍繞平臺的生態圈自然越來越大。以此往復，良性循環。

物理世界的抽象層

操作系統并不是科技領域的獨創，人類自古以來就建立了自己的操作系統，并且隨著技術的進步，操作系統的含義也在不斷演進。

什么是人類的操作系統？是法律、是規則、是宗教。這些操作系統中的指令通過人與人之間組成的社會關系，層層分發，層層下達。

什么是PC和移動互聯網時代的操作系統？是Windows、是Linux、是安卓、是iOS。這些操作系統調度的是PC或者手機中的計算和存儲資源。

那么，什么是物聯網時代的操作系統？這里要警惕了：可不要簡單局限于“端側操作系統”。不是AliOS Things，不是Lite OS，不是FreeRTOS，或者說不完全是，這幾個嵌入式操作系統只是完成了物理硬件的抽象，并不是物聯網的操作系統。

物聯網的操作系統調度“物體”本身，因此它很可能將融合人類操作系統與PC時代操作系統的兩種形態，物聯網操作系統對“物體”的調度過程通過層層分發、層層下達，通過調度云、邊、端，不同層級中不同設備的計算資源而實現。

因此，物聯網中的操作系統涉及到芯片層、終端層、邊緣層、云端層等多個層面。單一層次的物聯網操作系統與安卓在移動互聯網領域的地位和作用類似，實現了應用軟件與智能終端硬件的解耦。就像在安卓的生態環境中，開發者基本不用考慮智能終端的物理硬件配置，只需根據安卓的編程接口編寫應用程序，就可以運行在所有基于安卓的智能終端上一樣，物聯網操作系統的作用也是如此。

上述提到的幾種嵌入式操作系統，AliOS Things、Lite OS、FreeRTOS…是物理硬件到數字世界的第一道轉換，它們是邊緣側的“解耦思維”承載體，其上還要經過多道轉換，才完成了物理世界到數字世界的整個鏡像，也才能構成完整的物聯網操作系統。

理解物聯網的操作系統，必須提到CPS。對CPS有充分理解，是做好物聯網的基礎，目前在智能交通領域，物聯網的操作系統初具雛形。我們以地鐵為例，地鐵交通網中的信號系統和綜合監控系統，是局部相對成型的CPS系統，每一輛地鐵用車都是由計算機調度，調度分配給每臺車輛的軌道資源。如果將軌道看作是CPU處理器，車輛便是線程，類似PC時代操作系統的模式。而構成整個地鐵物聯網的操作系統，需要云端、邊緣、芯片各個層面的操作系統互相協同，將物理世界通過層層“解耦”，抽象提取到數字世界。

因為PC和智能手機多為標準化的硬件配置，其操作系統標準化和批量復制難度不大，而物聯網設備多樣化和碎片化的特征，硬件資源常被約束在不同且不相通的多重環境中，對單個層面操作系統的伸縮性和靈活性提出了極高要求。

物聯網平臺工業物聯網

例如對于應用場景豐富的智能手表和僅需具備簡單通訊、調度功能的計量終端，其操作系統量級應該差別很大，可能是從幾KB到幾十MB之間無規律伸縮。

目前多種物聯網操作系統并存，同一層面中的操作系統由于演進路徑不同，造成較大差異。

例如對于終端層的操作系統，便呈現出兩種技術路線：一是基于安卓等操作系統進行裁剪和定制，二是在傳統RTOS實時操作系統的基礎上增加設備聯網功能。因此物聯網領域尚未形成像PC和手機市場那樣，僅有少數幾種操作系統的局面，不管硬件使用哪種系統，都不會形成使用障礙，只是性能不同而已。

因此在物聯網的環境下，尤其需要操作系統屏蔽物聯網底層硬件碎片化差異，提供統一的編程接口，降低物聯網應用開發的門檻、成本和時間。為了應對嚴重的碎片化現狀，采用“分而治之”的方法論，通過操作系統觸發的軟硬件分離與解耦可能將在眾多應用場景中顯現價值——更易復制，從而加快規模化進程。

“公板公模”能否成真？

操作系統通過將軟硬件解耦，完成的重大使命是令硬件開發廠商可以降低底層投入，實現產品的網絡化和智能化并快速量產。

操作系統作為軟硬件之間的解耦平面和接口，使得硬件標準化，通過軟件實現個性化定制的行為變得可行。操作系統的另外一個價值，是能夠最大程度的實現硬件的通用和軟件的復用，提升定制化軟件的開發效率，降低復用成本、激活復用情景。

在物聯網市場，軟件和硬件模塊復用性低是大家普遍面臨的難題。尤以工業場景為甚，硬件型號極端碎片化，工業APP被重復使用的次數相對較低，可以說是低到慘不忍睹。現實的情況往往是一個工業APP被客制化的次數非常多，而被重復使用的次數又非常低，無法通過多次復用攤薄使用成本，幾乎形成了一個死循環。

如果這個問題不解決，設備的大規模聯網很難實現。

物聯網本身是“系統的系統”，勢必涉及到產品與系統之間“車同軌、書同文”的工作，涉及到大量的“解耦”工作，通過不同層面的操作系統，將硬件相對標準化，更多定制化功能通過軟件實現。

回顧PC和手機的發展歷程，都會看到硬件標準化，更多功能由軟件定義的發展歷程。

自從世界上第一臺電子計算機ENIAC在上個世紀四十年代誕生以來，PC經歷了電子管、晶體管、集成電路、大規模集成電路等數個階段。ENIAC雖是第一臺通用意圖的計算機，但由于其結構設計不夠彈性化，導致它每計算一道新的題目，都需要重新修改電路。隨后從馮?諾伊曼系統結構開始，計算機科學才慢慢演變為硬件和軟件兩部分。如今發展到硬件通用化、系列化和標準化，由軟件實現文字處理和圖形圖像等豐富功能的階段。

智能手機的硬件通用化，軟件定制化特征則更為明顯。當年蘋果一款手機便擊敗了諾基亞擁有的眾多型號，因為蘋果率先從戰略上認識到了在移動互聯網階段，硬件的標準化趨勢、操作系統的重要性，以及手機應用程序的作用。就這樣手機進入了硬件高度一致化，通過應用商店中種類繁多的各種軟件滿足用戶個性化需求的新階段。

在物聯網領域，通過少數幾種公板公模，實現硬件標準化的做法，是否能夠成真呢？

至少很多企業已經看到了這個趨勢，朝著類似的方向在努力。比如汽車領域，產業鏈的變革正在發生，通過蘋果、谷歌、特斯拉等公司的推動，現在汽車正在變得越來越像一部裝了四個輪子的智能手機，使用較少的車型，通過車載操作系統，用大量的個性化軟件實現眾多的功能。

至于其它領域，讓我們等待時間去驗證。

最后，衷心感謝阿里云首席智聯網科學家丁險峰、華為軟件首席戰略規劃專家寧宇在成文過程中對我的大力支持。

本文小結：

這里所說的“解耦”，其實是在硬件抽象基礎上的標準化，不是軟件與硬件工程師之間、IT與OT工程師之間不溝通、不交流了，而是因為他們彼此已經溝通充分，定義好了彼此之間的溝通邊界和交互平面，形成共識。

物聯網的操作系統調度“物體”本身，而這種調度過程通過層層分發、層層下達，通過調度云、邊、端，不同層級中不同設備的計算資源而實現。

很多企業已經看到了物聯網領域公板公模的趨勢，朝著同樣的方向在努力。