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找到一个合适的“杠杆”,你就能翘起整个物联网世界!

[日期:2018-10-30] 来源:  作者: [字体: ]

  今天我想讨论一个比较“虚”的话题:思维模式。在以前的文章中,我曾经提到,物联网已经不仅仅是技术,它还带来了方法论层面的变革;更进一步,它还将不断启迪和改变你的思维方式。

  当时我给出的例子是在芯片设计领域思维模式的变化。原有的通用性芯片的发展思路显然不能满足万物互联的需求,针对不同场景研发不同种类的芯片成为一种新的解题方式。越来越多的IoT公司正在自行研发芯片,以满足智能家居、智能摄像头、自动驾驶汽车等特定场景的应用。

  如果没有意识到应更新固有的思维进行芯片研发,有可能影响到技术路径的选择,或者对不同任务的优先级给出错误的排序,无形中增加了企业的试错成本。

  什么才是物联网企业应当具备的思维模式呢?答案不唯一。本文探讨我认为最重要的一个:“杠杆”思维。阿基米德发现杠杆原理之后,曾经发出一句名言:给我一个支点,我能撬动整个地球。那么“杠杆”思维在物联网中是否存在,如何找到,如何利用?在文中你将看到:

  什么是“杠杆”思维?它和传统思维有哪些差异?

  在物联网领域有哪些成功使用“杠杆”的例子?

  有哪些现成的资源可以作为物联网企业的“杠杆”?

  不追求曾经拥有

  先说一个故事,我在第一次读到它的时候深受触动。

  2007年,乔布斯宣布苹果iPhone正式上市。这个消息震惊了世界,更震惊了诺基亚。当年晚些时候,谷歌也推出了安卓的初始版本。为了构筑自己对抗苹果和谷歌的防御壁垒,同年诺基亚豪掷81亿美元,收购了一家名为Navteq的公司。

  Navteq是一家导航和地图公司,是道路交通传感器的主导者。仅在欧洲,Navteq的传感器就覆盖了13个国家、35个大型城市、40万公里的道路。诺基亚认为控制了交通传感器,就能将实时交通的监控能力握在手里,为用户提供更多服务。

  这一策略在诺基亚看来简直天衣无缝。Navteq在交通传感器行业处于垄断地位,再无更佳选择,81亿虽是天价但诺基亚将其视作几乎可以堵住竞争对手在同一领域的超车机会,忍忍肉疼也就过去了。

  但是同一件事情,谷歌是怎么考虑的呢?谷歌花了11亿美元买下以色列的一家初创公司Waze。与自己研发传感器硬件的思路不同,Waze非常懂得借助新兴信息交互模式“杠杆”。他们的方式是将位置信息众包出去,利用用户手机上现成的GPS传感器获取交通信息。

  由于增加每个新的“人体交通传感器”成本几乎为0,只用了短短两年,Waze的数据量就赶上了诺基亚并购的Navteq。4年之后,Waze的数据量是后者的10倍。现在,Waze的数据量超过了后者的100倍。

  追求曾经“拥有”还是借“杠杆”撬动未来,高下立判。

  通过这个例子,你可以看出在胜负的背后,思维模式的差异几乎从一开始就宣判了两条技术路径的终局。诺基亚耗费大量金钱购买实体的传感器设备,谷歌则只是借助用户的手机作为“众包传感器”这就是杠杆思维的实例之一。

  拥有实体传感器不是目的,把资源握在自己手里也不是目的,得到实时交通信息才是目的。比自己研发或者购买更重要的,是优先考虑有哪些现成的“杠杆”资源可以借力,或者看看谁已经领先解决了相关的问题。

  在实体物理世界,“租赁”取代“购买”、“杠杆”代替“拥有”的思路还算容易理解,在物联网的虚拟世界,杠杆思维的作用更为关键。

  如今产品的研发周期不再是月度或者季度,而是每天甚至每小时,完全依靠自己的能力进行研发在很多情况下往往来不及,必须懂得借助“杠杆”,以最低的成本获取技术和工具。

  拥抱开源

  在物联网领域,最常见的“杠杆”是什么?开源工具。

  懂得使用开源工具,不仅可以提高研发效率,而且意味着企业可以获得数十或者上百位开发者的帮助,可以借助开源社区的网络效应,从此驶上研发与学习的“快车道”。

  拥抱开源,对于物联网企业来说,这种做法不是可选项,而是必选项。开源工具不仅是工具,更是一种社群力量。开源具有双向性,一方面是使用现有的开源工具,另一方面是将自己研发的工具放到开源平台,吸引更多的生态开发者和合作者。

  软件领域的开源范式诞生于1991年,Linus Torvalds创造了Linux,形成了第一个全球范围的开源社群。1998年,IBM进行了一份调查,询问100名CIO是否在其公司内使用开源软件,95%的人回答“没有”。讽刺的是,同样的问题,当调查对象换为程序员时,95%的人回答“有”。这次调查的结论极大地颠覆了IBM的预期,从此IBM决定进行重大战略转移,逐步走向开源。

  2008年3个极客创立了一家名为GitHub的公司。GitHub的两个做法彻底改变了开源社群,一是GitHub集成了即时通信功能,开发者可以互相审核、评论和打分,二是GitHub有分布式的版本控制系统,而不是中央性的代码库。

  GitHub更像是一个程序员的社交网络,核心是人与人的彼此协作,而不仅仅是开源代码本身。根据官方发布的数据,到2017年GitHub社区拥有2400万开发者,他们在6700万个开源库中工作,其中有接近70万名中国用户。

  综上,拥抱开源的好处显而易见,它可以缩短研发周期节省成本,降低系统性试错的风险,并享受群体智慧以及持续更新带来的好处。

  接下来我们谈谈在物联网领域拥抱开源,使用开源这一“杠杆”思维的例子。

  还是从一个故事说起,主人公是博世。随着公司的发展,博世意识到需要建设物联网平台将数百万物联网设备管理起来。经过评估,他们面临3种选择:

  自己研发物联网平台

  将物联网平台的研发任务外包给第三方

  使用开源的物联网平台

很快,第2个选项被否决了,博世不希望将核心平台外包给OEM,承担不必要的风险。之后被否决的是第1个选项,自己研发的成本高、周期长,还不一定能满足需求。在看到了开源软件的优势之后,博世判断未来5-7年开源将是物联网领域的重要趋势,因此决定采用开源的物联网平台。

  博世选择性的加入了开源社群,并制定了“开源优先”战略,创建了6个不同的物联网开源项目,在最近的一篇博客文章中,博世总结了拥抱开源带来的切实好处:

  开源项目的调用,大大提高了团队的开发效率。博世的软件质量获得了持续提升,不必“拥有”开发者就可以借助他们的群体智慧。同时博世内部工程师的学习速度通过与开源社群互动,得到了很好的锻炼提升。

  开源有利于迎击竞争对手,开源物联网平台相比专用物联网平台具有更好的生态基础。通过开源社群的互动,博世可以更好的与Red Hat、Sierra Wireless、Cloudera等生态伙伴合作,提供完整解决方案。

  博世的客户可以对开源物联网平台的未来方向、重大决策产生更大的影响,并且参与到极为透明的开发过程当中。

  最新IoT开源趋势汇总

  最后,技术路径的选择对于物联网企业来说尤为重要,在此我列举一些值得关注的开源项目,可以作为物联网企业的备选“杠杆”。

  1. 值得关注的边缘计算开源项目

  EdgeXFoundry:是一个简单的互操作性框架,独立于操作系统,支持任何硬件和应用程序,促进设备、应用程序和云平台之间的连接。EdgeX的主要任务是简化和标准化工业物联网边缘计算,同时保持其开放性。EdgeX Foundry的最新版本,从原本的Java语言转移至Go语言,使用Go进行了重新改写,使其能够在Raspberry Pi和其它小型计算机上运行。

Akraino:与EdgeX相似,Akraino同样由Linux基金会发布,是一个开源的物联网边缘计算项目,其种子代码已向Linux社区开放。Akraino专注于边缘计算技术的研发与应用,加快建设边缘网络生态系统,英特尔向其开放了网络边缘虚拟化软件开发套件。Akraino Edge Stack代码基于AT&T的Network Cloud开发,是在虚拟机(VM)和容器中开发运行的运营商级计算应用程序。
StarlingX:是Intel和WindRiver开源的边缘计算项目,该项目是基于WindRiver的产品Titanimu Cloud R5版本基础上修改而来。StarlingX项目于今年5月份成立,是由OpenStack基金会(OSF)支持的试点项目。StarlingX试图提供新服务,用来帮助填补开源边缘云生态系统中的空白,以满足运营商和工业应用的场景和边缘计算领域的严格要求。
Kubernetes:是一个容器的编排工具,基于Docker+K8s的新型PaaS平台具有敏捷部署、弹性伸缩、灵活调度、故障自动恢复等优势,充分满足业务扩展中的资源支持。Linux基金会和Eclipse基金会正在合作,将把在超大规模云计算环境中已被普遍使用的Kubernetes(简称K8s),带入到物联网边缘计算场景中。
2. 值得关注的物联网开源项目群

  Eclipse IoT:Eclipse 基金会是一个非常关注物联网的开源组织。Eclipse IoT社区里面有很多物联网模块化开源项目,这些项目各有特色,都还蛮有帮助。Eclipse基金会IoT工作组发表了文章《物联网架构的3种软件协议需求》,分别针对物联网系统的3类设备:

  资源受限的设备

  连接智能物件的网关设备

  物联网云平台

  针对上面的3类设备,Eclipse IoT分别给出了解决方案。开源的操作系统有RIOT、FreeRTOS、Zephyr和Linux;通信协议有Eclipse Paho和Wakaama;针对物联网网关的方案有Eclipse Kura框架;针对智能家居应用市场的有Eclipse SmartHome;针对工业4.0和工业物联网的有Eclipse 4DIAC,它支持IEC61499标准;在物联网云平台方面,Eclipse有Kapua和OM2M架构;对于云端分析和虚拟化有Eclipse BIRT;Eclipse Mosquitto是MQTT服务端的一种实现;此外还有提供连接物联网设备的Eclipse Hono API协议标准。

3. 值得关注的IIoT开源趋势

  管理壳(Administration Shell):管理壳的重要性还没有引起足够重视,它的理念是给工业设备穿上一层数字“马甲”,对资产特性及技术功能进行遵循标准的数字化描述,相当于使用统一的“服装”封装设备的各种信息。有了管理壳提供的这套可用软件平台查询、读取的自我描述式的数字化“资产说明书”,资产由此而变得可管理、可操作。

  由德国电气行业协会ZVEI组织支持开发的OpenAAS是第一个管理壳的参考实现。它是专为开发团组设立的开放型智能体项目,不仅仅开源,而且可以经由GitHub进行深度学习。第一个管理壳的参考实现是按照ICT规范(通用建模语言)、基于免费的OPC UA而发展出来。

机器人操作系统ROS:ROS是Robot Operating System的缩写,原本是斯坦福大学的一个机器人项目,目前是由OSRF公司维护的开源项目。类似于PC端的操作系统,ROS对机器人的硬件进行了封装,不同的机器人、不同的传感器,在ROS里可以用相同的方式表示,供上层应用程序调用。

  ROS为开发者提供了一系列非常有用的开源工具,可大大提高开发效率:

  OROCOS:主要侧重于机器人底层控制器的设计

  OpenRave:用于做运动规划的平台

  Player:一款优秀的二维仿真平台,可以用于平面移动机器人的仿真

  OpenCV:机器视觉开源项目

  OMPL:运动规划开源项目

  Visp:一个开源视觉伺服项目

  Gazebo:一款优秀的开源仿真平台,可以实现动力学仿真、传感器仿真等

  ORK:一个物体识别与位姿估计开源库

  PCL:一个开源点云处理库

  ……

  4. 值得关注的AI开源趋势

  边缘AI开源项目:边缘智能是我反复提到的一种趋势,AI正在逐步渗透到边缘设备。

  值得关注的开源项目比如RISC-V处理器框架,它具有架构简单、功耗面积低等特点,已经走过了仿真验证和流片验证的阶段,降低了中小企业的应用风险。一款名为GAP8的低能耗AI处理器便是基于RISC-V开源处理器框架,主要设计目标就是解决其它AI处理器无法解决的应用难题。

AI PaaS开源项目:AI PaaS降低了人工智能的使用门槛,巨头们也彼此默契的采用开源策略推进AI的应用,因此越来越多的创新项目尝试基于开源的AI PaaS平台,开发面向不同行业和场景的人工智能应用。
物联网是一种新技术的集大成者,更是一种新的思维模式。物联网将引发密集井喷的新商机,在这个过程中,那些率先导入全新的思维模式的企业,必将更有利抢占新商机。。

  如果你把物联网作为新技术,可以开发一些创新硬件和方案,撬动百亿级的市场;如果你把物联网作为方法论,可以用它变革传统行业与流程,撬动千亿级的市场;如果你把物联网作为思维方式,有可能改变整个物理世界的互联方式,撬动万亿级的市场。

  文章阐述的“杠杆思维”仅仅是物联网企业必备的思维模式之一,其余几种正在赶来的路上,未来我将一一讨论。

  本文小结:

  如今产品的研发周期不再是月度或者季度,而是每天甚至每小时,完全依靠自己的能力进行研发在很多情况下往往来不及,必须懂得借助“杠杆”,以最低的成本获取技术和工具。

  在物联网领域,最常见的“杠杆”是开源工具。

  拥抱开源,对于物联网企业来说,这种做法不是可选项,而是必选项。开源工具不仅是工具,更是一种社群力量。

 

  技术路径的选择对于物联网企业来说尤为重要,本文列举了一些值得关注的开源项目,可以作为物联网企业的备选“杠杆”。

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