【從GE經(jīng)驗(yàn)看中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)微服務(wù)發(fā)展之道】當(dāng)前，微服務(wù)被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下開(kāi)發(fā)復(fù)雜工業(yè)APP的主流方法。賽迪智庫(kù)軟件產(chǎn)業(yè)研究所認(rèn)為，我國(guó)應(yīng)從三個(gè)方面推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)微服務(wù)發(fā)展：強(qiáng)化技術(shù)支撐，提高微服務(wù)開(kāi)發(fā)核心能力;提倡業(yè)務(wù)導(dǎo)向，集聚多主體推動(dòng)資源池建設(shè);進(jìn)行生態(tài)引領(lǐng)，創(chuàng)新組織管理方式。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，由于工業(yè)知識(shí)瑣碎、工業(yè)應(yīng)用復(fù)雜度高等問(wèn)題，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，使用微服務(wù)架構(gòu)將成為開(kāi)發(fā)工業(yè)APP的主流方式。國(guó)外主流的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，如GE的Predix、西門(mén)子的Mindsphere、施耐德EcoStruxure等，都通過(guò)CloudFoundry云平臺(tái)支持工業(yè)微服務(wù)組件的開(kāi)發(fā)、部署和管理，從而達(dá)到簡(jiǎn)化工業(yè)APP開(kāi)發(fā)的目的。

事實(shí)上，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨，工業(yè)微服務(wù)組件已成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的核心資產(chǎn)，構(gòu)建微服務(wù)核心生態(tài)已成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)的新高地。GE的Predix平臺(tái)在工業(yè)微服務(wù)領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先水平，其經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)樘嵘覈?guó)工業(yè)微服務(wù)能力提供有效借鑒。

GE部署微服務(wù)生態(tài)的經(jīng)驗(yàn)

(一)完善業(yè)務(wù)層，提供豐富的工業(yè)微服務(wù)組件資源

微服務(wù)組件是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的核心資產(chǎn)，也是國(guó)內(nèi)外各大主流工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的重點(diǎn)建設(shè)方向之一。Predix平臺(tái)以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，為滿(mǎn)足不同場(chǎng)景下解決方案的快速定制，為合作伙伴和用戶(hù)提供了豐富的微服務(wù)組件資源。

目前，Predix平臺(tái)對(duì)用戶(hù)開(kāi)放的微服務(wù)組件達(dá)上百個(gè)，服務(wù)范圍覆蓋資產(chǎn)服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和分析服務(wù)。資產(chǎn)服務(wù)是為創(chuàng)建工業(yè)資產(chǎn)建模及相關(guān)業(yè)務(wù)規(guī)則的服。資產(chǎn)服務(wù)是Predix最重要、最有工業(yè)特色的一種服務(wù)，其中用于資產(chǎn)管理的微服務(wù)AssetService，允許定義設(shè)備的關(guān)鍵屬性和指標(biāo)，支持將復(fù)雜的工業(yè)設(shè)備拆解成層次化的模塊，實(shí)現(xiàn)可視化映射和展示。

數(shù)據(jù)服務(wù)是提供從設(shè)備獲取數(shù)據(jù)的服務(wù)。它支持多種工業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，允許多種獲取方式及數(shù)據(jù)預(yù)處理，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在適當(dāng)?shù)脑O(shè)備中。其中，典型代表有支持時(shí)間序列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的微服務(wù)、支持可水平擴(kuò)展的二進(jìn)制對(duì)象存儲(chǔ)的微服務(wù)，以及提供關(guān)系型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的微服務(wù)。分析服務(wù)是Predix平臺(tái)的核心能力,通過(guò)分析創(chuàng)造洞察力，隨后將該洞察力轉(zhuǎn)換為能夠帶來(lái)實(shí)際業(yè)務(wù)效果的行動(dòng)。Predix平臺(tái)主要提供兩種類(lèi)型的分析服務(wù)：運(yùn)營(yíng)分析，即在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等源位置處對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，檢測(cè)異常并進(jìn)行瞬時(shí)修正，防止設(shè)備損壞;歷史分析，即通過(guò)分析歷史運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，該模型可用于更高效地運(yùn)營(yíng)整個(gè)制造工廠(chǎng)或設(shè)備系統(tǒng)。

(二)夯實(shí)支撐層，提供便捷的微服務(wù)管理功能

大量微服務(wù)組件導(dǎo)致了管理及調(diào)用的復(fù)雜性，特別是在微服務(wù)組件數(shù)量極多的情況下更為明顯，因此，為用戶(hù)提供微服務(wù)管理功能至關(guān)重要。Predix為開(kāi)發(fā)者提供目錄、分類(lèi)和編排等功能。

目錄用于管理所發(fā)布的微服務(wù)組件。微服務(wù)組件開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)RESTAPI和UI將元數(shù)據(jù)(Metadata)添加到目錄條目中以方便用戶(hù)搜索;工業(yè)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員可以根據(jù)特定分類(lèi)瀏覽或搜索分析。分類(lèi)是對(duì)目錄中托管的微服務(wù)組件根據(jù)其位置進(jìn)行分類(lèi)。這為相關(guān)微服務(wù)提供了結(jié)構(gòu)化方法，且有助于分析檢索。

編排是執(zhí)行微服務(wù)組件間的協(xié)調(diào)工作。通過(guò)編排，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)規(guī)則、定時(shí)器和事件處理分析對(duì)一系列微服務(wù)進(jìn)行調(diào)度。另外，編排還能夠定義微服務(wù)之間的數(shù)據(jù)流，使一個(gè)微服務(wù)的輸出成為另一個(gè)微服務(wù)的輸入。值得注意的是，為微服務(wù)提供編排功能是Predix平臺(tái)的獨(dú)特之處。

(三)強(qiáng)化安全保障，提供多維度保障的工業(yè)級(jí)安全

微服務(wù)開(kāi)發(fā)及運(yùn)維的安全保障至關(guān)重要，既要建立安全的開(kāi)發(fā)環(huán)境，又要保障微服務(wù)組件構(gòu)建工業(yè)應(yīng)用程序的運(yùn)行安全。

Predix平臺(tái)提供開(kāi)發(fā)和運(yùn)行安全流程、持續(xù)監(jiān)控、應(yīng)用級(jí)別安全服務(wù)。開(kāi)發(fā)運(yùn)行安全流程保障安全的開(kāi)發(fā)環(huán)境。具體措施包括：Predix為開(kāi)發(fā)者提供專(zhuān)門(mén)的開(kāi)發(fā)工具，創(chuàng)建安全的工作流程和數(shù)據(jù)處理方式;平臺(tái)在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)應(yīng)用程序和應(yīng)用編程接口進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，這包括在部署之前建立基準(zhǔn)并突出潛在安全問(wèn)題的能力;Predix還可以對(duì)進(jìn)入開(kāi)發(fā)區(qū)域的新型微服務(wù)進(jìn)行調(diào)查，檢測(cè)任何異?；蚩梢尚袨?，可以極大地降低惡意軟件進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境的可能性。持續(xù)監(jiān)控保證運(yùn)行的全面可見(jiàn)性。Predix在每一層都進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，對(duì)惡意軟件進(jìn)行檢測(cè)，防止數(shù)據(jù)丟失。應(yīng)用級(jí)別安全服務(wù)主要對(duì)調(diào)用微服務(wù)的用戶(hù)進(jìn)行身份驗(yàn)證，并保障微服務(wù)的通信安全。具體技術(shù)包括傳輸加密、設(shè)備接入認(rèn)證和授權(quán)、用戶(hù)角色管理和權(quán)限設(shè)置、登錄連接管理、訪(fǎng)問(wèn)日志審計(jì)，以及應(yīng)用層防護(hù)在內(nèi)的多重安全機(jī)制。

我國(guó)工業(yè)微服務(wù)發(fā)展的三個(gè)問(wèn)題

(一)認(rèn)識(shí)片面化、理解簡(jiǎn)單化

一是對(duì)微服務(wù)認(rèn)識(shí)的片面化。不少企業(yè)認(rèn)為，使用微服務(wù)可以將所有工業(yè)技術(shù)原理、行業(yè)知識(shí)、基礎(chǔ)模型進(jìn)行模塊化，過(guò)于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的復(fù)用性，而忽略了其“服務(wù)”的本質(zhì)。事實(shí)上，微服務(wù)的本質(zhì)是復(fù)用可獨(dú)立部署的微型“服務(wù)”組件，這不等同于模塊化，更不是工業(yè)知識(shí)的模塊化。部分組件承載著的工業(yè)知識(shí)，雖然在一定程度上解決了工業(yè)知識(shí)碎片化問(wèn)題，但無(wú)法從本質(zhì)上解決工業(yè)知識(shí)的傳承及復(fù)用問(wèn)題。

二是對(duì)微服務(wù)架構(gòu)理解簡(jiǎn)單化。不少企業(yè)認(rèn)為，工業(yè)微服務(wù)組件通過(guò)組合即可構(gòu)建工業(yè)APP，對(duì)于工業(yè)軟件使用微服務(wù)架構(gòu)重寫(xiě)、開(kāi)發(fā)及組件間的輕量級(jí)通信難度估計(jì)不足。事實(shí)上，并不是所有服務(wù)功能都適合用微服務(wù)架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，只有邏輯上擁有獨(dú)立域的“服務(wù)”功能才能通過(guò)微服務(wù)實(shí)現(xiàn)。

三是對(duì)微服務(wù)期望過(guò)高，將工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用程序上云重寫(xiě)及工業(yè)APP開(kāi)發(fā)的不確定性全部交給未來(lái)的微服務(wù)架構(gòu)。事實(shí)上，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，微服務(wù)架構(gòu)還不能成為企業(yè)解決跨供應(yīng)商的工業(yè)APP調(diào)用和連接的主流方法。目前，微服務(wù)模式只在B2C或C2C領(lǐng)域，比如在電商、社交、營(yíng)銷(xiāo)、財(cái)務(wù)等領(lǐng)域比較成熟。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，還存在很多尚未解決的問(wèn)題，包括計(jì)算效率、邊界劃分、版本管理和升級(jí)協(xié)調(diào)等，這些問(wèn)題需要IT、OT和CT領(lǐng)域的技術(shù)人員共同研究解決。

(二)建設(shè)能力落后，盲目性、零散化發(fā)展

一是整合控制系統(tǒng)、工業(yè)資產(chǎn)、通信協(xié)議、管理工具、專(zhuān)業(yè)軟件等各類(lèi)資源的能力不足。根本原因在于我國(guó)工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，工業(yè)機(jī)理、工藝流程、模型方法方面的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)積累不足。

二是微服務(wù)資源池覆蓋面不夠廣泛，同質(zhì)化現(xiàn)象比較嚴(yán)重。例如，航天云網(wǎng)、樹(shù)根互聯(lián)、東方國(guó)信等國(guó)內(nèi)主流平臺(tái)都在提供承載模型、算法的微服務(wù)。

三是微服務(wù)開(kāi)發(fā)的業(yè)務(wù)導(dǎo)向性不強(qiáng)。國(guó)外平臺(tái)微服務(wù)的構(gòu)建一般是業(yè)務(wù)導(dǎo)向性。首先對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行服務(wù)化拆分，對(duì)業(yè)務(wù)域進(jìn)行橫向拆分，對(duì)功能進(jìn)行縱向拆分，再梳理和抽取可利用微服務(wù)構(gòu)建的核心功能模塊和公共功能模塊。但由于業(yè)務(wù)不發(fā)達(dá)，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)微服務(wù)資源池存在為建設(shè)而建設(shè)的問(wèn)題。

四是缺少專(zhuān)注工業(yè)微服務(wù)開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新企業(yè)。國(guó)外有第三方協(xié)助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)共同完善微服務(wù)組件資源池，比如SAP、IBM等解決方案提供商，Atos、Evosoft、Cisco等系統(tǒng)集成商，Uptake等工業(yè)APP開(kāi)發(fā)商等，而國(guó)內(nèi)幾乎還沒(méi)有專(zhuān)注工業(yè)APP和微服務(wù)的創(chuàng)新公司。

(三)管理保障不配套，核心生態(tài)不完整

完善的管理服務(wù)和安全保障是用戶(hù)使用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)微服務(wù)的基礎(chǔ)。我國(guó)微服務(wù)核心生態(tài)建設(shè)意識(shí)落后，管理服務(wù)和安全保障措施不配套，導(dǎo)致微服務(wù)開(kāi)發(fā)和調(diào)用配置難度增加，平臺(tái)對(duì)微服務(wù)發(fā)展的帶動(dòng)作用很難發(fā)揮。具體表現(xiàn)如下。

一是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)沒(méi)有配套管理工具。缺少分類(lèi)、目錄、和編譯功能，會(huì)影響用戶(hù)復(fù)用微服務(wù)，這一問(wèn)題隨著微服務(wù)數(shù)量的增加將更加明顯，并反過(guò)來(lái)影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上微服務(wù)的發(fā)展。

二是缺少良好的監(jiān)控工具，這是造成服務(wù)中斷的重要原因之一。在微服務(wù)架構(gòu)中，如果無(wú)法知曉系統(tǒng)的狀態(tài)，在系統(tǒng)故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致最終的失敗。

三是缺少配套的安全保障措施。對(duì)我國(guó)大部分工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)而言，針對(duì)微服務(wù)的安全保障還未提上日程，缺少針對(duì)細(xì)粒度的認(rèn)證和授權(quán)的基本功能，更缺乏在部署之前建立基準(zhǔn)并突出潛在安全問(wèn)題的能力。

發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)微服務(wù)的三點(diǎn)建議

(一)強(qiáng)化技術(shù)支撐，提高微服務(wù)開(kāi)發(fā)核心能力

一是針對(duì)微服務(wù)架構(gòu)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用，研究?jī)?yōu)化解決方案。面臨的問(wèn)題包括計(jì)算效率、異步通信、邊界劃分、版本管理和升級(jí)協(xié)調(diào)等。

二是針對(duì)支撐業(yè)務(wù)層的服務(wù)管理和安全保障功能進(jìn)行研發(fā)。服務(wù)功能包括持續(xù)集成、DevOps、端到端的交付、解耦、負(fù)載均衡、服務(wù)注冊(cè)、服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)訂閱等;安全保障功能包括認(rèn)證、授權(quán)、準(zhǔn)入、預(yù)警告警、日志、監(jiān)控、通知等。

三是搶先展開(kāi)測(cè)試技術(shù)的研究。微服務(wù)的測(cè)試包括單元測(cè)試、接口測(cè)試、集成測(cè)試和行為測(cè)試等，這些技術(shù)能夠保證微服務(wù)組件的高可用性，更重要的是，能為以后的標(biāo)準(zhǔn)研究工作提供基準(zhǔn)。

(二)提倡業(yè)務(wù)導(dǎo)向，集聚多主體推動(dòng)資源池建設(shè)

一是鼓勵(lì)業(yè)務(wù)導(dǎo)向性開(kāi)發(fā)。以解決實(shí)際業(yè)務(wù)問(wèn)題為核心，梳理和抽取核心服務(wù)和公共服務(wù)，立足實(shí)用性角度，觸發(fā)微服務(wù)動(dòng)能。

二是大力支持IT企業(yè)、OT企業(yè)和CT企業(yè)聯(lián)合建設(shè)微服務(wù)資源池。IT企業(yè)、自動(dòng)化供應(yīng)商提供底層云平臺(tái)和智能傳感器支撐，加強(qiáng)數(shù)據(jù)服務(wù)和分析類(lèi)微服務(wù)開(kāi)發(fā);OT企業(yè)提供工業(yè)知識(shí)，助力資產(chǎn)服務(wù)類(lèi)微服務(wù)開(kāi)發(fā);CT企業(yè)提供微服務(wù)輕量級(jí)通信支撐。

三是構(gòu)建微服務(wù)開(kāi)源的開(kāi)發(fā)者社區(qū)，形成創(chuàng)新生態(tài)。打造完整的開(kāi)發(fā)環(huán)境及社區(qū)，吸引并鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)者進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)及技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流共享。

(三)進(jìn)行生態(tài)引領(lǐng)，創(chuàng)新組織管理方式

一是成立面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的跨領(lǐng)域行業(yè)組織，對(duì)微服務(wù)實(shí)行統(tǒng)一管理措施，完善上線(xiàn)審核機(jī)制，保證微服務(wù)組件快速上線(xiàn)。

二是成立微服務(wù)測(cè)評(píng)機(jī)構(gòu)，保障可靠性，對(duì)微服務(wù)組件接口、數(shù)據(jù)應(yīng)用、異步通信、可靠性等進(jìn)行測(cè)評(píng)。

三是建立跨平臺(tái)的微服務(wù)以及工業(yè)APP開(kāi)發(fā)溝通協(xié)調(diào)機(jī)制，建立統(tǒng)一的微服務(wù)商店，提高微服務(wù)使用效率，避免重復(fù)開(kāi)發(fā)。

四是建設(shè)面向微服務(wù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范面向應(yīng)用程序的API、資源配置、擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)等，推動(dòng)微服務(wù)組件在國(guó)內(nèi)外平臺(tái)以及國(guó)內(nèi)在建的十幾個(gè)平臺(tái)間實(shí)現(xiàn)流通共享。