| 夏 末：华为物联网的原理初探及其对智能化和管理的启示 | |||
| 煤炭资讯网 | 2021/7/14 16:48:15论文、言论 | ||
| 冯·诺依曼1943年提出计算机的工作原理，他设计的计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。经过多年的发展，计算机技术已经发展成非常庞大的体系，现代计算机系统结构有了很大新发展，但原则上变化不大，习惯上仍称之为冯·诺依曼机。如今随着智能手机的发展，手机在越来越多的计算领域逐渐取代传统的计算机成为新一代的计算系统，而手机的工作原理仍然是计算机的工作原理。 由于西方的制裁和压制，华为公司被迫将备用的鸿蒙系统加快研发尽快推出以谋求市场的生存空间。从开发层面上来说，鸿蒙系统应该是和苹果IOS，安卓机的安卓系统，以及已经死掉的塞班系统是一个层次的。鸿蒙系统HarmonyOS 2终于在2021年6月2日正式发布，其发布后陆续开办了一系列生态应用开发的大奖赛，鼓励在鸿蒙系统上开发更多的应用。将来鸿蒙系统的发展有可能会成为前三大操作系统。 根据已经发布的宣传资料，鸿蒙系统的最大的特点并不是系统运行的快速流畅，而是“万物互联”的物联功能，其通过可自由组合的“超级终端”功能实现跨设备的联合运行，前提是都安装了鸿蒙系统。举例子说，华为的手表、电视机、耳机、手机之间可以形成一个超级终端，在每个带屏幕的设备都可以进行物联网的操作，自由切换。举个例子，设计这样一个场景，手表没有摄像头但能上网、电视机有摄像头也能上网但没有手机信号、耳机只有蓝牙没有互联网，这些功能手机都具备，但手机不在附近，这种情况下，鸿蒙的物联可以实现利用互联网，协调实现视频对话的组合功能，即利用手表的手机信号与对方进行通讯联系，调用电视机的屏幕和摄像头、通话声音通过耳机传输。其基本原理是超级终端有一个毫秒级的统一的时间控制，所以基本上无卡顿现象，或者说我们人类无法感知到系统延迟。 由于鸿蒙系统刚刚发布，其生态尚未大面积铺开建立，因此这些功能需要进一步验证。以现有资料大致猜测，鸿蒙系统是多终端的，也就是说它的处理器是多个而不是一个，各个设备都有自己的处理器，靠一套时间系统分别运行各自的信息流。那么鸿蒙系统是否已经违背了冯·诺依曼机呢？个人认为并没有违背，因为数据的处理虽然是分开的，各个处理器在处理自己的数据时，仍然遵循计算机的原理，并没有实质改变，只是将各种数据分层，然后在一个平面上同时运行形成的一种同时计算，以前是一个中央处理处理画面、声音、反馈，而现在是将视频流、声音流、反馈动作等分层发布，哥几个同地位的处理器同时运行，一起合奏。以前是一个人演奏几个乐器，现在是自由组合的乐队各干各的，靠的同一个时间指挥。 “万物互联”不仅仅是一种计算机程序，也是一种思维方式，用这个思维方式重新审视我们的工作，可能会有新的启示。鸿蒙系统对于我们的工作的启示，理解上最接近的应该是煤矿的智能化工作。智能化本质上是程序化，而程序化的前提是条件判断，为此研究单位为此付出大量的工作，这些工作有可能是非常庞大而超过了智能化本身，例如综采工作面的智能化生产原理并不复杂，采煤机做到对煤岩进行识别然后割煤、不割矸石，看起来简单，但煤岩识别技术的复杂程度已经远远超过智能化，怎么样识别出煤炭还是岩石，问题就很复杂了，这里面要借用大量前沿学科来解决这个问题，人脸已经可以做到识别了，但在井下复杂条件下，能做到并不容易、及时能做到了准确而长期平稳运行难上加难。我们在越来越多的智能化应用中，也逐渐暴露出很多不兼容的问题。煤矿一张图在推行过程，就面临这个问题，从理论上来说，一张图应该可以实现多功能的可视化组合，比如摄像头分布，井下大大小小的探头，我们能不能任意在图上调取其中一个摄像头，并且操控之左右旋转？不兼容就不能做到万物互联，而能够做到万物互联，从总体成本上就能够有更多的灵活自由度，比如某厂家新设计一套智能化喷雾系统，既然要智能，必须需要判断条件的各项探头，喷雾厂家并不一定在探头领域擅长，假如厂家设计是以粉尘浓度为阈值开启条件，那么可否调用附近的粉尘传感器的数值？理论上可行的。所以，通过简单的分析，我们可以理解为矿井的智能化，并不需要一个巨型计算机作为运算中心，是可以通过物联网简化计算方式。假如我们坚持中心计算的话，其数据传输量和对系统传统稳定性的要求就提高了很多。在同一个案例下，智能化喷雾使用中心运算，控制权在中心计算机，实现简单的条件判断，就需要传感器的数据上传至中心计算机，中心计算机要分析，分析结果要传输到智能化喷雾下达开启条件，这种条件下数据的一来一回之间，横贯整个矿井。如果物物之间可以联系，则并不需要中心计算的功能，也就不需要建立完整的传输系统。 万物互联的思维，还可以帮我们对信息化和智能化的关系有更深入的认识。个人理解的信息化在“四化”环节中属于一个中间环节，就是将机器运行的参数转化为我们可以理解的参数，并实时记录下来，我们通过分析参数变化，可以做出一些有利的判断。尽管信息化很重要，但跟智能化是两条不同的方向，从某种程度上来说，过度追求信息化可能会对智能化的发展有害。典型例子是煤岩识别技术，我们的思路一直停留在以信息化建设智能化的角度，煤岩的区分，我们人类的正常手段是视觉判断，因此都倾向于靠视频识别技术来实现对煤岩的区分，但井下条件和生产工艺的影响，粉尘、喷雾对识别的精准度都有较大影响。假如我们站在机械的角度来认识，则可能并不需要视觉，比如采煤机截割过程中，有很多参数，虽然跟煤岩识别技术无关，但参数的变化跟采煤机割煤还是割岩有关，这里面包括行走部推进阻力、截割电机的功率变化等，这些参数可以从电流的变化、油压的变化上能够找到与之匹配的关系参数，假如能够实现万物互联，能否由支架、运输机、破碎机包括皮带机的运行参数反过来告诉采煤机？譬如采煤机虽然是瞎子，但假如运输机不瞎，运输机可以反过来告诉采煤机，我这系统里的矸石多了。从这种角度上来说，假如我们的智能化是建立在中央主机上的认识是方向错误的。围绕采煤机割煤，就需要给采煤机建立一整套的监测监控系统，这是一种错误的设计，势必会造成系统负担加大。一切交由中央处理器，数据的传输量无疑是偏大的，有用没用的信息都需要挤占带宽，同时对数据传输的口径通道也是始终如一的要求稳定，这种串联会造成系统延长，给系统增加额外的负担。如果打通已有系统之间的联通，是否可以提高效率呢？比如监测监控系统是矿井独立的系统，本身也是各类探头的集成，假如我们在必要建立的系统上，善加利用信息处理，就能够将智能化的触角延伸到监控监控系统上，不必要重复建设一些系统。 万物互联的思维，还可以引申到我们的管理中。假如采用中央处理，物物之间没有联通，就比如我们的管理，事事都向某一个人汇报，让某一个人唯一做出指令，这种管理无疑是低效率的。在管理上，我们可以做好顶层设计，让物物之间发生联通，按照既定的规则条件，让两个部门甚至是三个部门之间互动，而这种互动是去中心化的，是围绕某一个问题既定运行规则，而不是围绕某一个部门职能运行的，这在管理中很有借鉴意义。很明显，因事而动的管理上的行为，是管理中的常态内容，从管理的流转路径来说，部门之间发生直接关系沟通，其流程较短。因此适当发扬万物互联精神，从管理流程上优化设计，制定互动的规则，确定的时间线，统一的系统时间线，也就是工期考核的基准。 万物互联本质上是一种新技术或者说技术的新方向，延伸起来，也能形成一种管理哲学，对同一事物从不同的角度进行理解，有助于我们逐渐窥见事物的全貌，庄子说：“物物而不物于物，则胡可得而累邪”，认清事物本质，加以利用而不会被其牵累，这是我们认识世界的主要目的。国家十四五规划明确提出健全鼓励国有企业研发的考核制度，确保中央国有工业企业研发支出年增长率要明显超过全国平均水平，已经明确了中央国有企业在研发的基础性地位，在这种时代背景下，我们首先要做的，是对技术的方向认真研判，同时在管理流程上加以梳理以适应新形势的发展。个人认为华为的鸿蒙系统代表的是一种工业化设计的哲学，我们可以通过认识与我们完全不同的行业，找到可以借鉴的内容。在未来的几年中，煤炭工业势必会在基础性、原创创新上有更多的动作，可能会逐渐改变一些传统做法，需要我们主动更新知识。
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