【從GE經(jīng)驗看中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)微服務(wù)發(fā)展之道】當前，微服務(wù)被業(yè)內(nèi)認為是未來工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下開發(fā)復雜工業(yè)APP的主流方法。賽迪智庫軟件產(chǎn)業(yè)研究所認為，我國應(yīng)從三個方面推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)微服務(wù)發(fā)展：強化技術(shù)支撐，提高微服務(wù)開發(fā)核心能力;提倡業(yè)務(wù)導向，集聚多主體推動資源池建設(shè);進行生態(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)知識瑣碎、工業(yè)應(yīng)用復雜度高等問題，業(yè)內(nèi)人士普遍認為，使用微服務(wù)架構(gòu)將成為開發(fā)工業(yè)APP的主流方式。國外主流的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，如GE的Predix、西門子的Mindsphere、施耐德EcoStruxure等，都通過CloudFoundry云平臺支持工業(yè)微服務(wù)組件的開發(fā)、部署和管理，從而達到簡化工業(yè)APP開發(fā)的目的。

事實上，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的來臨，工業(yè)微服務(wù)組件已成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的核心資產(chǎn)，構(gòu)建微服務(wù)核心生態(tài)已成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)競爭的新高地。GE的Predix平臺在工業(yè)微服務(wù)領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先水平，其經(jīng)驗能夠為提升我國工業(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

(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)平臺的核心資產(chǎn)，也是國內(nèi)外各大主流工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的重點建設(shè)方向之一。Predix平臺以業(yè)務(wù)為導向，為滿足不同場景下解決方案的快速定制，為合作伙伴和用戶提供了豐富的微服務(wù)組件資源。

目前，Predix平臺對用戶開放的微服務(wù)組件達上百個，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，支持將復雜的工業(yè)設(shè)備拆解成層次化的模塊，實現(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)標準，允許多種獲取方式及數(shù)據(jù)預處理，并將數(shù)據(jù)存儲在適當?shù)脑O(shè)備中。其中，典型代表有支持時間序列數(shù)據(jù)存儲的微服務(wù)、支持可水平擴展的二進制對象存儲的微服務(wù)，以及提供關(guān)系型數(shù)據(jù)存儲的微服務(wù)。分析服務(wù)是Predix平臺的核心能力,通過分析創(chuàng)造洞察力，隨后將該洞察力轉(zhuǎn)換為能夠帶來實際業(yè)務(wù)效果的行動。Predix平臺主要提供兩種類型的分析服務(wù)：運營分析，即在飛機發(fā)動機、風力發(fā)電機等源位置處對數(shù)據(jù)進行實時分析，檢測異常并進行瞬時修正，防止設(shè)備損壞;歷史分析，即通過分析歷史運營數(shù)據(jù)構(gòu)建預測模型，該模型可用于更高效地運營整個制造工廠或設(shè)備系統(tǒng)。

(二)夯實支撐層，提供便捷的微服務(wù)管理功能

大量微服務(wù)組件導致了管理及調(diào)用的復雜性，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，為用戶提供微服務(wù)管理功能至關(guān)重要。Predix為開發(fā)者提供目錄、分類和編排等功能。

目錄用于管理所發(fā)布的微服務(wù)組件。微服務(wù)組件開發(fā)者可以通過RESTAPI和UI將元數(shù)據(jù)(Metadata)添加到目錄條目中以方便用戶搜索;工業(yè)應(yīng)用程序開發(fā)人員可以根據(jù)特定分類瀏覽或搜索分析。分類是對目錄中托管的微服務(wù)組件根據(jù)其位置進行分類。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。通過編排，系統(tǒng)會根據(jù)規(guī)則、定時器和事件處理分析對一系列微服務(wù)進行調(diào)度。另外，編排還能夠定義微服務(wù)之間的數(shù)據(jù)流，使一個微服務(wù)的輸出成為另一個微服務(wù)的輸入。值得注意的是，為微服務(wù)提供編排功能是Predix平臺的獨特之處。

(三)強化安全保障，提供多維度保障的工業(yè)級安全

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

Predix平臺提供開發(fā)和運行安全流程、持續(xù)監(jiān)控、應(yīng)用級別安全服務(wù)。開發(fā)運行安全流程保障安全的開發(fā)環(huán)境。具體措施包括：Predix為開發(fā)者提供專門的開發(fā)工具，創(chuàng)建安全的工作流程和數(shù)據(jù)處理方式;平臺在整個開發(fā)過程中對應(yīng)用程序和應(yīng)用編程接口進行動態(tài)測試，這包括在部署之前建立基準并突出潛在安全問題的能力;Predix還可以對進入開發(fā)區(qū)域的新型微服務(wù)進行調(diào)查，檢測任何異常或可疑行為，可以極大地降低惡意軟件進入運行環(huán)境的可能性。持續(xù)監(jiān)控保證運行的全面可見性。Predix在每一層都進行持續(xù)監(jiān)控，對惡意軟件進行檢測，防止數(shù)據(jù)丟失。應(yīng)用級別安全服務(wù)主要對調(diào)用微服務(wù)的用戶進行身份驗證，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)備接入認證和授權(quán)、用戶角色管理和權(quán)限設(shè)置、登錄連接管理、訪問日志審計，以及應(yīng)用層防護在內(nèi)的多重安全機制。

我國工業(yè)微服務(wù)發(fā)展的三個問題

(一)認識片面化、理解簡單化

一是對微服務(wù)認識的片面化。不少企業(yè)認為，使用微服務(wù)可以將所有工業(yè)技術(shù)原理、行業(yè)知識、基礎(chǔ)模型進行模塊化，過于強調(diào)知識的復用性，而忽略了其“服務(wù)”的本質(zhì)。事實上，微服務(wù)的本質(zhì)是復用可獨立部署的微型“服務(wù)”組件，這不等同于模塊化，更不是工業(yè)知識的模塊化。部分組件承載著的工業(yè)知識，雖然在一定程度上解決了工業(yè)知識碎片化問題，但無法從本質(zhì)上解決工業(yè)知識的傳承及復用問題。

二是對微服務(wù)架構(gòu)理解簡單化。不少企業(yè)認為，工業(yè)微服務(wù)組件通過組合即可構(gòu)建工業(yè)APP，對于工業(yè)軟件使用微服務(wù)架構(gòu)重寫、開發(fā)及組件間的輕量級通信難度估計不足。事實上，并不是所有服務(wù)功能都適合用微服務(wù)架構(gòu)來實現(xiàn)，只有邏輯上擁有獨立域的“服務(wù)”功能才能通過微服務(wù)實現(xiàn)。

三是對微服務(wù)期望過高，將工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用程序上云重寫及工業(yè)APP開發(fā)的不確定性全部交給未來的微服務(wù)架構(gòu)。事實上，在較長時間內(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、營銷、財務(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題，包括計算效率、邊界劃分、版本管理和升級協(xié)調(diào)等，這些問題需要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、專業(yè)軟件等各類資源的能力不足。根本原因在于我國工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，工業(yè)機理、工藝流程、模型方法方面的經(jīng)驗和知識積累不足。

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

三是微服務(wù)開發(fā)的業(yè)務(wù)導向性不強。國外平臺微服務(wù)的構(gòu)建一般是業(yè)務(wù)導向性。首先對業(yè)務(wù)進行服務(wù)化拆分，對業(yè)務(wù)域進行橫向拆分，對功能進行縱向拆分，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，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺微服務(wù)資源池存在為建設(shè)而建設(shè)的問題。

四是缺少專注工業(yè)微服務(wù)開發(fā)的創(chuàng)新企業(yè)。國外有第三方協(xié)助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺共同完善微服務(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開發(fā)商等，而國內(nèi)幾乎還沒有專注工業(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)和安全保障是用戶使用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺微服務(wù)的基礎(chǔ)。我國微服務(wù)核心生態(tài)建設(shè)意識落后，管理服務(wù)和安全保障措施不配套，導致微服務(wù)開發(fā)和調(diào)用配置難度增加，平臺對微服務(wù)發(fā)展的帶動作用很難發(fā)揮。具體表現(xiàn)如下。

一是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺沒有配套管理工具。缺少分類、目錄、和編譯功能，會影響用戶復用微服務(wù)，這一問題隨著微服務(wù)數(shù)量的增加將更加明顯，并反過來影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上微服務(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，如果無法知曉系統(tǒng)的狀態(tài)，在系統(tǒng)故障時會導致最終的失敗。

三是缺少配套的安全保障措施。對我國大部分工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺而言，針對微服務(wù)的安全保障還未提上日程，缺少針對細粒度的認證和授權(quán)的基本功能，更缺乏在部署之前建立基準并突出潛在安全問題的能力。

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

(一)強化技術(shù)支撐，提高微服務(wù)開發(fā)核心能力

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

二是針對支撐業(yè)務(wù)層的服務(wù)管理和安全保障功能進行研發(fā)。服務(wù)功能包括持續(xù)集成、DevOps、端到端的交付、解耦、負載均衡、服務(wù)注冊、服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)訂閱等;安全保障功能包括認證、授權(quán)、準入、預警告警、日志、監(jiān)控、通知等。

三是搶先展開測試技術(shù)的研究。微服務(wù)的測試包括單元測試、接口測試、集成測試和行為測試等，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，能為以后的標準研究工作提供基準。

(二)提倡業(yè)務(wù)導向，集聚多主體推動資源池建設(shè)

一是鼓勵業(yè)務(wù)導向性開發(fā)。以解決實際業(yè)務(wù)問題為核心，梳理和抽取核心服務(wù)和公共服務(wù)，立足實用性角度，觸發(fā)微服務(wù)動能。

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)、自動化供應(yīng)商提供底層云平臺和智能傳感器支撐，加強數(shù)據(jù)服務(wù)和分析類微服務(wù)開發(fā);OT企業(yè)提供工業(yè)知識，助力資產(chǎn)服務(wù)類微服務(wù)開發(fā);CT企業(yè)提供微服務(wù)輕量級通信支撐。

三是構(gòu)建微服務(wù)開源的開發(fā)者社區(qū)，形成創(chuàng)新生態(tài)。打造完整的開發(fā)環(huán)境及社區(qū)，吸引并鼓勵開發(fā)者進行應(yīng)用開發(fā)及技術(shù)經(jīng)驗交流共享。

(三)進行生態(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)平臺的跨領(lǐng)域行業(yè)組織，對微服務(wù)實行統(tǒng)一管理措施，完善上線審核機制，保證微服務(wù)組件快速上線。

二是成立微服務(wù)測評機構(gòu)，保障可靠性，對微服務(wù)組件接口、數(shù)據(jù)應(yīng)用、異步通信、可靠性等進行測評。

三是建立跨平臺的微服務(wù)以及工業(yè)APP開發(fā)溝通協(xié)調(diào)機制，建立統(tǒng)一的微服務(wù)商店，提高微服務(wù)使用效率，避免重復開發(fā)。

四是建設(shè)面向微服務(wù)的行業(yè)標準，規(guī)范面向應(yīng)用程序的API、資源配置、擴展標準等，推動微服務(wù)組件在國內(nèi)外平臺以及國內(nèi)在建的十幾個平臺間實現(xiàn)流通共享。