微軟中國首席技術官：微軟在人工智慧和物聯網時代如何佈局
【編者按】
近二十年來，微軟一直穩居全球最值錢公司前列，秘密何在？2017年11月4日，在北京召開的中國資訊化百人會主辦的“第四屆資訊戰略論壇”上，微軟中國首席技術官韋青主動談起這個話題，
2017年11月18日，廣州，國際金融論壇（IFF）第14屆全球年會在廣州舉行。圖為微軟（中國）首席技術官 韋青。 東方IC 圖
今天的演講主題是“數位孿生（Digital Twin）”，雖然數字孿生作為一個前瞻性的概念尚處於早期階段，但全球著名的Gartner顧問公司還是將數位孿生列為2017年全球十大戰略技術之一，
從技術實現角度來看，數位孿生技術的普及應用的確還有待於整體社會數位化程度的提高，但數位孿生的理念，已經為人類未來的智慧社會發展指明了方向。過去幾十年在通訊領域和電腦領域的迅猛發展，無論是稱之為互聯網革命還是移動互聯網革命，或是當下最流行的人工智慧，其本質還是在利用數位化技術提高人類社會的效率，
在工業領域，數字孿生有兩個前提條件：需要有一個即時線上的客戶群，以及即時線上的企業。這裡所說的線上，不只是以ID表示的“人”或“物”的身份線上，
我先舉一個基於微軟Azure工業雲服務的智慧工廠的範例說明利用智慧工業雲的智慧製造場景供大家參考。示範網址在www.microsoftazureiotsuite.com/demos/connectedfactory。大家可以看到，通過“雲計算”，“物聯網”，“大資料”和“人工智慧”技術，我們首先可以實現即時監測全球工廠的生產情況。通過對工廠即時資料的採集，傳輸，存儲，加工，分析和顯示，使用者可以直觀瞭解到全球範圍內的工廠狀態。當出現問題時（在控制板上以紅點表示），再一步一步跟蹤下去，可以即時跟蹤到工廠中哪一條生產線出了問題，再點入，可以看到生產線上哪個設備出了問題，再點入，看這個設備上哪個部件出現了問題，同時每一步都有詳細的物理世界的即時資料顯示，在這種情況下我們可以對生產過程進行高效即時的遠端監控，即時維護，以及基於智慧演算法的預測性維護。
剛才的演示只是個例子，那麼實現數字孿生的基本要素是什麼呢？顧名思義，首先是“數位化”，而數位化的前提是什麼呢？需要先建立起一個將物理世界中的所有“物”與“人”關聯在一起的優質資料結構。我在微軟做了十多年的Windows作業系統，過去幾十年微軟在桌面電腦和商用領域的成功有助於大家理解未來幾十年在中國產能轉換、產業升級方面需要做哪些準備。需要指出的是，作業系統絕不僅僅是一個技術話題，它是一個形而上哲學層面的話題。人們需要時刻反思的是作業系統到底起了什麼作用？在過去近二十年全球市值排頭五位的上市公司，只有微軟一直在裡面。早期的能源公司，金融公司都悄無聲息了。其原因絕對不僅僅是前期的Windows、Office或現在的雲計算或人工智慧那麼簡單，其根本還是在於微軟對於數位化的深刻理解，以及因此在社會數位化進程的每個階段都能推出與時俱進的產品與服務的能力。儘管“數位化”的話題很熱門，但絕大部分人還是低估了數位化對社會、對產業的衝擊。我在另一個報告中曾強調，數位化的本質是效率提高和成本下降。這種成本下降不是以降低利潤或者是殺價產生的成本下降，而是由效率提高帶來的真正的成本下降。這種成本優勢具備“降維打擊”的能力。
怎樣更好地理解數位化的優勢呢？舉個例子，如果把一定大小的石子放在一個容器裡，假設可以放下十粒石子，那麼我們先假定這個容器有承載十粒石子的能力或廣義的“效率”。如果把這些石子打成粉末，那麼同樣的容器可能能夠放入等同于原來二十粒石子的物質。顆粒度越小，在容器容量沒有改變的前提下，可容納的物質數量越大。也可以說，在沒有改變容量的前提下，細細微性化本身就造成了容器效率的提高。我們如果把“粗糙”的物理過程理解成大顆粒的石子，那麼經過數位化處理後的同樣過程，也就是變為“0”和“1”的代碼之後的過程，就是效率提高的過程。現在另一個人們開始熱烈討論的話題是SDX，Software Define Everything，軟體定義一切。軟體處理的就是數位化物件，社會數位化的過程，就是將粗細微性的物理世界細細微性化的過程。所以當軟體遇到高度數位化後的社會，就造成整個社會的關聯度和效率的大幅度提高。縱觀過去幾十年的尋呼機時代、手機時代、互聯網時代和即將來臨的萬物互聯的智慧時代，就是一個數位化程度不斷提高的歷史，也是一個社會生產力不斷提高的歷史，同時是一個社會效率不斷提高的歷史。大家可能還記得在尋呼機時代、手機時代，中國的電子產品走私現象還是很嚴重的。當時廣東番禺有一個易發市場，承載著絕大多數的電子走私產品。現在番禺批發市場早就沒有了。為什麼？除了國家大力管控的因素外，還有一隻無形的經濟之手在起作用。在二三十年前由於中國的工業能力還不強，我們的產品無論怎麼殺價成本還是下不來，而發達國家在先進生產力條件下製造的產品具有品質與成本的雙重優勢，走私就會出現。但現在不同了，這是由於中國製造業的生產力提高了，我們可以製造出既具備成本優勢，又具備品質優勢的產品。我經常開玩笑，再過幾年大家可能會發現大量的中國貨會走私到那些閉關鎖國的先進國家去，因為他們的工業化程度落後了。由於工業效率上不去，成本降不下來，這就會遭遇到從更高生產力而來的降維式的打擊。這就是數位化本質，理解這個本質才有可能理解我們現在應該做什麼。
講了這些數位化發展史，跟微軟有什麼關係呢？跟剛才所說的產能轉換，產業升級又有什麼關係呢？大家可以看看接下來要談的這幾個關鍵字，一個是數位孿生，一個是OPC UA，一個是全息影像。資料孿生一個是數位一個是孿生，數位代表資料化能力，孿生是如何把物理世界跟資料化結合，核心本質是把兩項融合之後產生最大的效率化。
關於OPC UA，背後的故事就很有意思了。我在微軟工作多年，其中有十年做與Windows相關的業務。我曾經跟一些Windows的早期開發人員交流，問Windows成功的內涵？他們的回答很簡單，It Is Run Time，也就是“運行時”。當電腦上執行的程式都需要你的“運行時”來控制和協調時，所有電腦上的動作都要由你的作業系統來執行，那麼它對整個以電腦為基礎的IT產業鏈的影響就最大。這些程式需要作業系統做什麼呢？除了教科書上講的對電腦的資源管理和提供友好的人機界面以外，還有一個很重要的任務就是為所有在作業系統中運行的程式提供一個可共用的資料結構。微軟自身不是工業製造領域的專家，但如果大家去參觀全世界任何一間先進製造工廠的話，其生產線上使用的工控電腦應該大部分都是運行在Windows上的。很多人都不知道，微軟的資料專家在二十多年前就為打通人、電腦和不同設備之間的無縫溝通做出過巨大的努力，為了實現這一目標，微軟在當時推出了COM資料結構，後來由COM資料結構發展到分散式COM，也就是DCOM，再由DCOM發展到OPC，最早OPC叫OLE for Process Control，OLE是物件的連結和嵌入。現在智慧製造領域力推的OPC UA標準，其前身就是OPC，而OPC的前身就是OLE for Process Control。瞭解了這段歷史，大家可能就能夠大致體會到無論技術如何演繹，總有些基本的東西是不會改變的，其中就包括數位化重要性和與數位化息息相關的資料結構。
其實過去幾十年數位技術和軟體技術，對人類社會產生這麼大的影響，就是用數位化的概念把物理世界進行不同層次的抽象，不同抽象方式之間產生的效率之爭又體現為各種程式設計語言和程式設計方式之間的競爭。如果大家有機會瞭解這點的話，就有助於瞭解選擇合適的數位化技術和資料結構對物理世界進行抽象的重要性了。
有關資料結構的重要性，還有一個典型的例子就是微軟的活動目錄，Active Directory技術。可以這樣說，正是由於這個毫不起眼的活動目錄，使得微軟的桌面產品可以取得如此巨大的成功。其核心，還是一個可以把“人”，“電腦”和“行為”互聯互通的資料庫結構。大家都知道，微軟的創始人比爾·蓋茨先生當初的的願景是要保證每人桌面上都有一台電腦，如果全世界電腦都連上的話，怎麼樣用一種非常有效的分層，分許可權和分區域的資料庫結構管理人、管理電腦、管理工作，其底層靠的就是活動目錄。活動目錄的成功，造就了當初微軟桌面領域的輝煌。秦始皇統一中國在歷史上這麼出名，他作為始皇帝很重要的一點就是做到了“書同文，車同軌”，從而造就了社會生產力的巨大發展。一個統一的，有效的資料結構，對於數位化社會發展的貢獻，絕不亞於“書同文，車同軌”的成就。未來幾十年將是中國領導的時代，如果主管智慧製造的領導部門能夠在這一輪的工業數位化過程中實現類似于始皇帝“書同文，車同軌”的成就，那對中國智慧製造業的發展將產生巨大的促進作用。
與此相關的還有關於時空大資料的概念。微軟研究院有一個先進的時空大資料研究成果，用於城市計算領域。時空這個詞很有意思，世界是時空，宇宙也是時空。咱們資訊化百人會的十方研究名稱裡的十方，也與時空有關。剛才介紹的數位孿生技術主要以智慧製造為主，如果把概念擴展至智慧化社會的層面，我們就需要建立成時空化的資料結構，也就是XYZ再加上一個T。XY是常規的網格化管理，把北斗衛星的立體資料建立起來，就成為XYZ，再加上時間，就建立起了時空資料。中國下功夫建立起一個統一的時空大資料平臺，在這裡所有人、機器、設備、流程全都數位化，可以說在新的智慧時代來臨前做了一個始皇帝的工作，就是等同於“書同文，車同軌”。
微軟自己也在做數位化轉型，我們同時希望成為業內數位化轉型的夥伴和使能者。我曾經與一個智慧城市規劃專家交流，他說他們的最大的痛點是搞IT的人不懂行業，但懂行業的人又不懂IT。我說太感同身受了，搞IT的人如果不具備行業知識，就去到一個行業說我幫你做轉型，其實是很不負責任、很自大的話。但要同時成為行業與IT的專家又很難，所以行業專家與IT專家的協同作戰成為目前實體經濟轉型成功的關鍵因素。
現在是智慧社會來臨的前夜，我們要充分認識到數位化對這個社會所帶來的衝擊，理解這個之後，物理世界中的所有物件，不管是人還是工廠，包括物和流程，全部數位化之後，再加上軟體的作用，形成物理世界與虛擬世界的孿生關係，才能產生最大的效率提高。
示範網址在www.microsoftazureiotsuite.com/demos/connectedfactory。大家可以看到，通過“雲計算”，“物聯網”，“大資料”和“人工智慧”技術，我們首先可以實現即時監測全球工廠的生產情況。通過對工廠即時資料的採集，傳輸，存儲，加工，分析和顯示，使用者可以直觀瞭解到全球範圍內的工廠狀態。當出現問題時（在控制板上以紅點表示），再一步一步跟蹤下去，可以即時跟蹤到工廠中哪一條生產線出了問題，再點入，可以看到生產線上哪個設備出了問題，再點入，看這個設備上哪個部件出現了問題，同時每一步都有詳細的物理世界的即時資料顯示，在這種情況下我們可以對生產過程進行高效即時的遠端監控，即時維護，以及基於智慧演算法的預測性維護。剛才的演示只是個例子，那麼實現數字孿生的基本要素是什麼呢？顧名思義，首先是“數位化”，而數位化的前提是什麼呢？需要先建立起一個將物理世界中的所有“物”與“人”關聯在一起的優質資料結構。我在微軟做了十多年的Windows作業系統，過去幾十年微軟在桌面電腦和商用領域的成功有助於大家理解未來幾十年在中國產能轉換、產業升級方面需要做哪些準備。需要指出的是，作業系統絕不僅僅是一個技術話題，它是一個形而上哲學層面的話題。人們需要時刻反思的是作業系統到底起了什麼作用？在過去近二十年全球市值排頭五位的上市公司，只有微軟一直在裡面。早期的能源公司，金融公司都悄無聲息了。其原因絕對不僅僅是前期的Windows、Office或現在的雲計算或人工智慧那麼簡單，其根本還是在於微軟對於數位化的深刻理解，以及因此在社會數位化進程的每個階段都能推出與時俱進的產品與服務的能力。儘管“數位化”的話題很熱門，但絕大部分人還是低估了數位化對社會、對產業的衝擊。我在另一個報告中曾強調，數位化的本質是效率提高和成本下降。這種成本下降不是以降低利潤或者是殺價產生的成本下降，而是由效率提高帶來的真正的成本下降。這種成本優勢具備“降維打擊”的能力。
怎樣更好地理解數位化的優勢呢？舉個例子，如果把一定大小的石子放在一個容器裡，假設可以放下十粒石子，那麼我們先假定這個容器有承載十粒石子的能力或廣義的“效率”。如果把這些石子打成粉末，那麼同樣的容器可能能夠放入等同于原來二十粒石子的物質。顆粒度越小，在容器容量沒有改變的前提下，可容納的物質數量越大。也可以說，在沒有改變容量的前提下，細細微性化本身就造成了容器效率的提高。我們如果把“粗糙”的物理過程理解成大顆粒的石子，那麼經過數位化處理後的同樣過程，也就是變為“0”和“1”的代碼之後的過程，就是效率提高的過程。現在另一個人們開始熱烈討論的話題是SDX，Software Define Everything，軟體定義一切。軟體處理的就是數位化物件，社會數位化的過程，就是將粗細微性的物理世界細細微性化的過程。所以當軟體遇到高度數位化後的社會，就造成整個社會的關聯度和效率的大幅度提高。縱觀過去幾十年的尋呼機時代、手機時代、互聯網時代和即將來臨的萬物互聯的智慧時代，就是一個數位化程度不斷提高的歷史，也是一個社會生產力不斷提高的歷史，同時是一個社會效率不斷提高的歷史。大家可能還記得在尋呼機時代、手機時代，中國的電子產品走私現象還是很嚴重的。當時廣東番禺有一個易發市場，承載著絕大多數的電子走私產品。現在番禺批發市場早就沒有了。為什麼？除了國家大力管控的因素外，還有一隻無形的經濟之手在起作用。在二三十年前由於中國的工業能力還不強，我們的產品無論怎麼殺價成本還是下不來，而發達國家在先進生產力條件下製造的產品具有品質與成本的雙重優勢，走私就會出現。但現在不同了，這是由於中國製造業的生產力提高了，我們可以製造出既具備成本優勢，又具備品質優勢的產品。我經常開玩笑，再過幾年大家可能會發現大量的中國貨會走私到那些閉關鎖國的先進國家去，因為他們的工業化程度落後了。由於工業效率上不去，成本降不下來，這就會遭遇到從更高生產力而來的降維式的打擊。這就是數位化本質，理解這個本質才有可能理解我們現在應該做什麼。
講了這些數位化發展史，跟微軟有什麼關係呢？跟剛才所說的產能轉換，產業升級又有什麼關係呢？大家可以看看接下來要談的這幾個關鍵字，一個是數位孿生，一個是OPC UA，一個是全息影像。資料孿生一個是數位一個是孿生，數位代表資料化能力，孿生是如何把物理世界跟資料化結合，核心本質是把兩項融合之後產生最大的效率化。
關於OPC UA，背後的故事就很有意思了。我在微軟工作多年，其中有十年做與Windows相關的業務。我曾經跟一些Windows的早期開發人員交流，問Windows成功的內涵？他們的回答很簡單，It Is Run Time，也就是“運行時”。當電腦上執行的程式都需要你的“運行時”來控制和協調時，所有電腦上的動作都要由你的作業系統來執行，那麼它對整個以電腦為基礎的IT產業鏈的影響就最大。這些程式需要作業系統做什麼呢？除了教科書上講的對電腦的資源管理和提供友好的人機界面以外，還有一個很重要的任務就是為所有在作業系統中運行的程式提供一個可共用的資料結構。微軟自身不是工業製造領域的專家，但如果大家去參觀全世界任何一間先進製造工廠的話，其生產線上使用的工控電腦應該大部分都是運行在Windows上的。很多人都不知道，微軟的資料專家在二十多年前就為打通人、電腦和不同設備之間的無縫溝通做出過巨大的努力，為了實現這一目標，微軟在當時推出了COM資料結構，後來由COM資料結構發展到分散式COM，也就是DCOM，再由DCOM發展到OPC，最早OPC叫OLE for Process Control，OLE是物件的連結和嵌入。現在智慧製造領域力推的OPC UA標準，其前身就是OPC，而OPC的前身就是OLE for Process Control。瞭解了這段歷史，大家可能就能夠大致體會到無論技術如何演繹，總有些基本的東西是不會改變的，其中就包括數位化重要性和與數位化息息相關的資料結構。
其實過去幾十年數位技術和軟體技術，對人類社會產生這麼大的影響，就是用數位化的概念把物理世界進行不同層次的抽象，不同抽象方式之間產生的效率之爭又體現為各種程式設計語言和程式設計方式之間的競爭。如果大家有機會瞭解這點的話，就有助於瞭解選擇合適的數位化技術和資料結構對物理世界進行抽象的重要性了。
有關資料結構的重要性，還有一個典型的例子就是微軟的活動目錄，Active Directory技術。可以這樣說，正是由於這個毫不起眼的活動目錄，使得微軟的桌面產品可以取得如此巨大的成功。其核心，還是一個可以把“人”，“電腦”和“行為”互聯互通的資料庫結構。大家都知道，微軟的創始人比爾·蓋茨先生當初的的願景是要保證每人桌面上都有一台電腦，如果全世界電腦都連上的話，怎麼樣用一種非常有效的分層，分許可權和分區域的資料庫結構管理人、管理電腦、管理工作，其底層靠的就是活動目錄。活動目錄的成功，造就了當初微軟桌面領域的輝煌。秦始皇統一中國在歷史上這麼出名，他作為始皇帝很重要的一點就是做到了“書同文，車同軌”，從而造就了社會生產力的巨大發展。一個統一的，有效的資料結構，對於數位化社會發展的貢獻，絕不亞於“書同文，車同軌”的成就。未來幾十年將是中國領導的時代，如果主管智慧製造的領導部門能夠在這一輪的工業數位化過程中實現類似于始皇帝“書同文，車同軌”的成就，那對中國智慧製造業的發展將產生巨大的促進作用。
與此相關的還有關於時空大資料的概念。微軟研究院有一個先進的時空大資料研究成果，用於城市計算領域。時空這個詞很有意思，世界是時空，宇宙也是時空。咱們資訊化百人會的十方研究名稱裡的十方，也與時空有關。剛才介紹的數位孿生技術主要以智慧製造為主，如果把概念擴展至智慧化社會的層面，我們就需要建立成時空化的資料結構，也就是XYZ再加上一個T。XY是常規的網格化管理，把北斗衛星的立體資料建立起來，就成為XYZ，再加上時間，就建立起了時空資料。中國下功夫建立起一個統一的時空大資料平臺，在這裡所有人、機器、設備、流程全都數位化，可以說在新的智慧時代來臨前做了一個始皇帝的工作，就是等同於“書同文，車同軌”。
微軟自己也在做數位化轉型，我們同時希望成為業內數位化轉型的夥伴和使能者。我曾經與一個智慧城市規劃專家交流，他說他們的最大的痛點是搞IT的人不懂行業，但懂行業的人又不懂IT。我說太感同身受了，搞IT的人如果不具備行業知識，就去到一個行業說我幫你做轉型，其實是很不負責任、很自大的話。但要同時成為行業與IT的專家又很難，所以行業專家與IT專家的協同作戰成為目前實體經濟轉型成功的關鍵因素。
現在是智慧社會來臨的前夜，我們要充分認識到數位化對這個社會所帶來的衝擊，理解這個之後，物理世界中的所有物件，不管是人還是工廠，包括物和流程，全部數位化之後，再加上軟體的作用，形成物理世界與虛擬世界的孿生關係，才能產生最大的效率提高。