工業微服務：促進工業知識沉淀、傳播和創新

徐靖

零工經濟時代，每個人都能夠分享自己空閑的資源、特長，實現個體價值。知識、技能、經驗等無形的產品，如何轉變為可交易的實體，成為零工經濟實現的關鍵問題。工業微服務恰好可以將知識、技能、經驗等無形產品封裝成可交易的實體，并通過微服務間的API調用被更多企業傳播和復用，為零工經濟提供技術支撐和保障。

工業微服務內涵

微服務的起源是由Peter Rodgers博士于2005年云端運算博覽會提出的Micro-Web-Service開始，Juval Lowy與他有類似的想法，提出將類別變為granular services，作為Microsoft下一階段的軟件架構。

至今，關于工業微服務還沒有統一的定義。業界普遍從兩個角度解讀工業微服務，即“狹義工業微服務”和“工業微服務架構”。狹義的工業微服務，指的是工業互聯網Paas層中，微小的、獨立的、自治的微服務組件。工業微服務架構，指的是一種軟件架構，即狹義的工業微服務的運行環境。

工業微服務特征

獨立自治：工業微服務能夠獨立開發、獨立運行、獨立部署。工業微服務是獨立自治的功能模塊，工業微服務之間是相互獨立的。當某個工業微服務需要重新部署或者更新時，只會影響到自己，不會對整個工業系統產生影響。

通信接口標準：工業微服務之間，定義了與語言無關的、平臺無關的、標準的通信接口機制。因而，只要符合通信接口機制，工業微服務可以使用不同的編程語言以及不同的開發技術。

開發運維一體化：工業微服務架構提倡以業務為中心組建團隊。團隊持續地負責一個或者多個工業微服務的全生命周期。打破傳統的按照設計部門、開發部門、DBA部門、運營部門臨時抽調人員組建臨時團隊的方式。

去中心化的數據管理：傳統的單體架構提倡采用統一的數據庫存儲所有數據，工業微服務架構提倡工業微服務自主管理相關數據。一般每個工業微服務有自己單獨的數據源，單獨進行數據存儲。每個工業微服務根據自身特點，可以自由選擇不同結構的數據庫類型。

工業微服務的核心技術

（一）API：工業微服務間的通信接口。在工業微服務中，API為微服務間的標準的通信接口機制。正是由于工業微服務之間，定義了與語言無關的、平臺無關的、標準的通信接口機制，所以只要符合通信接口機制，工業微服務可以自由選擇不同的編程語言和不同的開發技術。

API促進工業微服務的開發共享。一是在平臺內部，API支持平臺內功能組件的集成與復用。當前很多平臺，基于RESTAPI技術，實現平臺內異常檢測、事件分析、信號計算等功能組件的快速復用。二是在平臺間，API推動平臺間的功能調用與集成。基于WebAPI技術，實現多源異構系統的快速集成。三是API可以向更廣泛的受眾推送微服務。工業微服務將自己的API暴露出去，被其他公司或者最終用戶調用，從而讓這些工業微服務可以向平臺內部和外部的更廣泛的受眾開放，實現微服務的復用和可發現性。在線旅游預訂公司Expedia的1個API，被推廣到10000個合作伙伴的第三方網站和移動應用上，為Expedia創造了全新的分銷渠道。

（二）DevOps：開發運維一體化方法。在工業微服務架構中，DevOps是開發運維一體化的方法。DevOps將工業微服務的開發人員、運維人員、質量保障人員納入一個團隊，這個團隊獨立負責一個或者多個工業微服務的全生命周期。DevOps有利于促進開發人員和運營人員之間的溝通協作，改變了傳統的從設計部門、開發部門、DBA部門臨時抽調人員組建臨時的項目開發團隊的開發和運維模式。

DevOps促進工業微服務團隊的溝通協作。一是DevOps打破傳統的軟件組織模式，打破了傳統開發與運維之間的壁壘，形成從開發、測試到部署、運維這樣一個全功能化的高效能團隊，從而有效減少跨部門協調的內耗。二是DevOps借助自動化工具，通過自動化的方式來進行部署基礎設施，提交代碼的同時就自動打包發布。DevOps實現了工業微服務開發的快速交付、快速反饋。

（三）容器技術：輕量級虛擬化技術。在工業微服務架構中，容器技術是一種新型的輕量級虛擬化技術。容器技術將應用程序與其依賴的相關程序代碼、函式庫、環境配置文件都打包起來，運行在一個隔離的進程中。與虛擬化相比，容器技術不需要指令級模擬，也不需要即時編譯。

容器技術促進微服務的靈活部署。一是容器技術簡化了微服務部署的復雜度。利用鏡像，可以將應用程序、類庫、運行環境整體，統一打包、統一交付。相比于傳統的虛擬機，容器更輕量、更靈活，啟動更快，可以像集裝箱一樣方便搬運，極大地簡化了部署復雜度。二是容器技術支持運維能力彈性擴展。利用容器技術，運維人員不需要按照傳統的方式，手動部署一系列應用程序、配置文件和數據庫腳本，只需要將代碼和配置提交到容器中，操作容器即可，減輕了運維壓力。

工業微服務的價值

（一）工業微服務促進工業知識沉淀。我國工業知識沉淀能力弱，知識傳承存在斷檔風險。我國工業高技能人員老齡化嚴重，大量高技能人才面臨退休，隨著老一代高技能人才逐漸退休，許多制造業原本就奇缺的高技能人才將后繼無人。我國工業企業經過多年的發展，積累了大量的工業技術、工藝經驗、制造知識和方法，但是大多停留在紙面上，沒有進行軟件封裝，工業知識沉淀的自動化能力不強，難以向全行業精準輸出。工業微服務可以幫助工業知識快速沉淀，通過數據積累、算法優化、模型迭代，將行業原理、基礎工藝、業務流程、專家經驗等大量碎片化的共性技術知識，以工業微服務的形式封裝固話，形成覆蓋工業研發設計、生產制造、業務管理、產品售后服務全流程的各類知識庫、工具庫和模型庫，并通過微服務調用被更多企業共享。

（二）工業微服務促進工業知識傳播和復用。工業微服務借助API技術，擴大了工業知識傳播的范圍，拓寬了工業知識傳播的渠道。基于不同的工業互聯網平臺，以不同的編程語言，封裝著不同的知識經驗、工業機理、算法模型等工業知識的微服務組件，借助標準的、與平臺無關的、與語言無關的API通信接口，為多源異構系統的微服務調用，提供有效支撐。企業將積累的工業知識微服務的API暴露出去，增強了工業知識的復用性和可發現性，讓工業知識向更廣泛的受眾開放，擴大了工業知識的傳播范圍。API也成為工業知識變現的新方式，企業將工業知識API化，有償提供給外部單位或者個人使用，可以增加企業營收。Gartner預計，2019年有70%的B2B商業合作通過API完成，API將成為未來數字化資產的重要呈現和使用方式。

（三）工業微服務促進工業知識創新。在工業互聯網平臺上，創新的人員可以重復調用以微服務形式封裝的各類創新要素，高效便捷地整合第三方資源，從而，大幅削減研發創新者的重復性勞動，改變以往工業研發創新中的“二八規律”（即80%的智力資源用在重復勞動，20%用在創造）。作為工業知識API輸出方的龍頭制造企業，可以獲得知識變現，作為工業知識API使用方的制造企業，可以獲得解決方案，作為對工業知識API進行集成和二次開發的創新人員，可以便捷地獲得低門檻、易操作的開發工具，可以便捷調用工業技術、工藝知識和制造方法等創新資源API，從而構建出以工業微服務為載體的創新生態。