從自動化理論看工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)——物聯(lián)網(wǎng) (二)
在上一篇文章《從自動化理論看工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)——物聯(lián)網(wǎng)》中,介紹了物聯(lián)網(wǎng)與自動化的相似之處。從結(jié)構(gòu)上,物聯(lián)網(wǎng)與自動化都包括傳感器、控制器和執(zhí)行器。但是物聯(lián)網(wǎng)的執(zhí)行器還有待發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的控制器將是通過大數(shù)據(jù)的智能算法,而自動化的控制器是自動控制理論。
1. 自動化發(fā)展成熟,物聯(lián)網(wǎng)可以借鑒
既然物聯(lián)網(wǎng)與自動化有相似之處,物聯(lián)網(wǎng)在處于發(fā)展階段,而自動化已經(jīng)非常成熟。自動化的基礎(chǔ)理論非常完善了,可以將自動化的一些結(jié)論應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。
自動化理論中,一個最重要的目的是設(shè)計具有穩(wěn)定性的系統(tǒng)。而系統(tǒng)是否具有穩(wěn)定性是自動化理論中最重要的內(nèi)容。
通常正反饋的系統(tǒng)是不具有穩(wěn)定性的,而負反饋的系統(tǒng)具有穩(wěn)定性。自動化理論中,時域分析的穩(wěn)定性判據(jù)可以判定系統(tǒng)是否具有穩(wěn)定性;閉環(huán)控制的穩(wěn)定性和性能指標與閉環(huán)極點有很重要的關(guān)系,根軌跡就是閉環(huán)極點軌跡,根軌跡法也是解決自動化系統(tǒng)穩(wěn)定性的工具;而頻域分析,利用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
既然自動化理論對物體控制,要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當物聯(lián)網(wǎng)的控制器(智能技術(shù))、執(zhí)行器都完善后,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必然需要具有穩(wěn)定性。
2. 物聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定性要比自動化的穩(wěn)定性復雜
自動化的基本理論是對一個設(shè)備形成傳感、控制、執(zhí)行的閉環(huán)。這是基本理論,對于復雜的,多個系統(tǒng)的復雜關(guān)系,自動化的理論還在完善的過程中。
對于一個設(shè)備的控制,這個設(shè)備通常都具有收斂性【如圖,都逐步控制趨向一個穩(wěn)定值】,具有穩(wěn)定的單一值,必然意味著這個系統(tǒng)是確定的。
物聯(lián)網(wǎng)如果普及并創(chuàng)造價值,必然需要多個設(shè)備形成穩(wěn)定的系統(tǒng)。多個設(shè)備之間交互,穩(wěn)定性不一定收斂于同一個值。
以生物為例來分析:
這是一個草原食物鏈,其中一個環(huán)節(jié)是:蛇是貓頭鷹的食物,貓頭鷹與蛇的數(shù)量之間有一個負反饋:
如果蛇多了,貓頭鷹的食物多,貓頭鷹會增加繁殖,吃更多的蛇;而如果蛇的數(shù)量減少,貓頭鷹的食物減少,減少吃蛇的數(shù)量。
貓頭鷹與蛇之間的數(shù)量關(guān)系,存在負反饋閉環(huán),具有穩(wěn)定性。
但是還存在另外一個關(guān)節(jié):貓頭鷹不僅吃蛇,還吃老鼠;蛇也吃老鼠;貓頭鷹與老鼠之間也有負反饋閉環(huán),蛇與老鼠也有負反饋閉環(huán)。貓頭鷹、蛇、老鼠之間的數(shù)量關(guān)系,因為多個負反饋的閉環(huán),具有多個穩(wěn)定性的數(shù)量關(guān)系【不是具有單一的穩(wěn)定性】,因而具有不確定性。
對于健康生態(tài)而言,通常都是穩(wěn)定的,但卻具有不確定性。
凱文凱利在《失控》一書中,介紹過一個例子:一位科學家研究多種微生物構(gòu)建的生態(tài)。在一個環(huán)境中,投放相同的微生物,但是每次投放微生物的種類的順序不同,最后都構(gòu)建了穩(wěn)定的系統(tǒng)。不過不同順序的微生物最后的生態(tài)不同【生態(tài)顏色不同】。
復雜的、具有多個閉環(huán)的生態(tài)之間具有不確定性,但卻是穩(wěn)定的。
未來物聯(lián)網(wǎng)的控制器的算法,會與生物的類似:穩(wěn)定、卻不確定。
3. 不確定性是物聯(lián)網(wǎng)時代的特點
工業(yè)時代,自動化是核心理論,穩(wěn)定性、確定性是追求目標。
智能時代,智能化是趨勢,穩(wěn)定性是目標,卻無法實現(xiàn)確定性。如何管理不確定性,是物聯(lián)網(wǎng)時代的課題。
具有確定性的系統(tǒng),可以通過規(guī)范、通過標準來保證質(zhì)量的一致性。
當系統(tǒng)具有不確定性,如何保證質(zhì)量一致性?
在不確定性條件下,保證業(yè)務(wù)質(zhì)量的一致性,是物聯(lián)網(wǎng)時代需要解決的課題。
凡是具有確定性的,未來都可以通過機器來替代;但具有不確定性的,是最具有創(chuàng)新性的工作。物聯(lián)網(wǎng)的”控制器“【智能算法】是創(chuàng)新的工具,在物聯(lián)網(wǎng)時代,創(chuàng)新將是最主要的話題,人的工作將從以前重復性的事務(wù)中解放,更多的借助智能工具,實現(xiàn)更大附加值的創(chuàng)新工作。
人的主要工作發(fā)生了變化,必然意味著人類的組織形式發(fā)生變化。
自動化時代,將人類帶入金字塔模式的組織形式。物聯(lián)網(wǎng)時代,人類的組織形式會怎樣?必然會形成管理模式的巨大變革。