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高焕堂：MISOO(大数据.大思考)联盟.台北中心和东京(日本)分社.总教练
智能家庭的软硬整合_A段架构设计_案例解说
前言：藉由硬硬结合的产品创新策略，手机、机顶盒等销售量可带动小配件(如家庭医疗的血糖仪、幼儿学习跳舞毯等)销售量的大幅提升、制造成本大幅下降，产生巨大利润。这种大、小硬件组合创新并搭配销售，就是说明了优越的实践层设计(如软硬整合平台)，能有效支撑顶层设计的各项业务创新。
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智能家庭的软硬整合<A段架构设计>_案例
以智能电视为中心
以Android平台为范例
By 高焕堂
数字家庭促进中心OFA联盟主席
中国电子视像行业协会 高级顾问
第一篇：创新商业模式
1. 简介：A段架构设计
----对于A段架构师而言，「知彼」往往比「知己」还重要；所以，A段的架构设计往往不是去设计自己，而是去”算计”敌人(竞争者)。由于商场如战场，就像大雾弥漫的丛林一般，机会与陷阱并存。
----A段架构师必须具备商业模式与策略思维，发挥洞察力，从复杂中找出简单，设计出有效的可实现计划(即A段架构设计)，让高阶主管从简单中掌握复杂、做出正确决策。
----决策后，也让B段大批人马能从依循计划，以灵活战术捕捉机会，顺利穿越丛林，实现策略目标。
2. 简介：高焕堂提倡的<四项假设性思维>
----创作家La Rochefoucauld说道：
----”虽然我们要自我恭贺我们的豪情壮举，但它们常是基于机会的结果大过于伟大设计的结果。"(摘自<<决策陷阱>>一书)
----所以，机会是投手，设计是捕手。如果一件设计能够在未来捕捉到更多机会，表示其设计决策更具有未来性。本文介绍4项<假设性思维>，协助你达成这个目标。你将可以从复杂中，领悟(设计)出简单，让简单提升你掌握复杂的能力，捕捉复杂里所蕴藏的机会。这4项<假设性思维>是：
第一，反思你自己”不自觉的假设”，你才能离开古老碉堡，走向原野，调整视角来捕捉新机会。
第二，原野上充满机会，但也危险重重。你必须领悟机会与你的各项关系，然后拟定”大胆的假定”，并寻找事实力求否证；这是减法设计而得出简单形式(Form)。
第三，由于简单，让你敢做”完成性假设”。也有能力观想(Visualize)最后阶段的美好成果，激发你(和团队)的信心。
第四，在信心满满之际，还要做”万一性假设”。由于环境变化快速，失败是可能的事；你必须洞悉可能导致失败的影响因子，避免灾难，就能捕捉更大的机会。因为能够预见失败，才能放眼未来。
假设(Assumption)是什么?
----假设是指在推理(Reasoning)过程中，被视以为当然、未曾明述的信念。例如大家常见的假设：
・过去的成功可保证将来的成功(Past success guarantees future success)
・讲清楚的问题就是真实的问题(The stated problem equateswith the actualproblem)
・好心就有好报(Good intentions result ingood outcome)
反思与调整商业计划幕后的”假设”，就能找到短期获利的商业策略 在<<呆伯特法则>>一书的作者写道： ”有些单位透过调整其业务内容，盼望追求美好的未来。这往往是虚掷时间的，其实藉由调整商业计划幕后的”假设(Assumption)”部分，就能有效获得一样的结果。请记得，未来建立在假设上，而假设就是你自己所编撰出来的，没有必要让它绑住你自己。” |
----假设是人们思考的必要过程；做假设(Making Assumption)是人类的大成就。以下，兹说明架构师常用的4个「假设」思维
--------1) 反思不自觉的假设，放宽思维局限。
--------2) 拟定有待被验证的假定(Hypothesis)，激发愿景想象，以事实来检验。
--------3)做完成性的假设，想象最终结果。
--------4) 做万一性的假设，预留弹性空间。
3. 反思<不自觉的假设>：既有商业模式
----如下图1所示，人们先开发内容或服务，然后使用软件来表达内容&服务，再透过电信或网络业者而传送到硬设备里。这是，长久以来IT相关产业一直没有改变过的模式。
图1、古典商业模式
----在此架构里，硬件对于整体服务增值，只有参与，没有贡献。此外，内容创意少了软、硬件两个设计元素；软件成为内容(信笺)的封套。兹比喻如下：
----这导致了，硬件与内容并没有对接点，内容&服务创新者心中没有硬件元素；同是硬件制造者心中也没有服务元素。对于电信营运商而言，其所销售的内容平淡无奇(因为内容创意少了软、硬两个元素)；其所搭配销售的(终端)硬件也简单、少了创新。[�g迎光�R高�ㄌ玫牟┛褪醉�：http://www.cnblogs.com/myEIT/ ]。
4、<大胆假定，以事实来检验>：提出新型商业模式
----如下图2所示，在软件开发者心中，硬件是一个重要元素，软件会大力发挥硬件的独特性、创新性。同时，软件、硬件成为内容创意者心中的两个重要元素。硬件创新对于整体增值有很大贡献。
图-2 产业新思维
----于是，内容有了软 、硬件设计新元素，因而产生质变(如阿凡达3D电影)，成为电信/网络业务的销售亮点。这种新模式，创造了两项优势：
1.内容尽力发挥硬件的创新差异化、独特性，成为软硬整合产品的销售亮点。
2.由于软件、硬件成为内容的设计元素，让设计产生质变，成为内容的销售亮点。
----这促进了(IT)制造业与服务业的互相扶持，共同成长了。因之，此项软硬整合新思维，能有效支撑各业务区块的顶层设计里，有关于硬件、软件、内容、服务等，依据各自区块的优势而开创独特的商业模式，和获利策略。
5、观想成果(一)：新模式下的短期获利策略
-- 软硬整合开发、硬硬结合销售
5.1 硬硬结合销售
----针对新型商业模式(如上图2)里的硬件元素，在加以细分为：1)大硬件；2)能与大硬件可相配的小硬件(又称小配件)；如下图3所示。
图-3 硬硬组合(产品)创新
----例如，Apple公司在其体验店里销售的的主硬件，种类并不多，但其配件总类多达600种以上。此外，人人都能设计、生产配件来与iPhone等主硬件搭配销售，或独立销售。再如，台湾HTC手机的年产量也达千万等级。基于HTC手机的标准接口，就能接上特殊通信Dongle小配件，透过Zigbee来遥控甲虫玩具等(如下图)。大、小硬件之间可搭配销售，或独立销售给最终客户。
图-4 硬硬结合创新的举例(一)
----再如，海峡两岸彩电厂的TV/STB产品的年产量也都是千万等级；这些都是非常好的主硬件代表作品，可搭配无数硬件小配件，捆绑销售。例如，机顶盒(STB)可搭配家庭里的无数智能型设备(如壁灯)，如下图所示。
图-5 硬硬结合创新的举例(二)
----藉由硬硬结合的产品创新策略，手机、机顶盒等销售量可带动小配件(如家庭医疗的血糖仪、幼儿学习跳舞毯等)销售量的大幅提升、制造成本大幅下降，产生巨大利润。这种大、小硬件组合创新并搭配销售，就是说明了优越的实践层设计(如软硬整合平台)，能有效支撑顶层设计的各项业务创新。其中，这种「硬硬结合销售」(即大、小硬件搭配销售)有多项商业效益：
l. 充分发挥既有大公司(主硬件)的品牌和销售通路，带动小配件的大量生产，大幅降低成本，创造<短期获利机会>。
2. 小配件的短期获利，能有效分担主硬件的研发成本，可调降主硬件售价，扩大市场地盘。
3. 这项<硬硬组合销售>短期获利策略，也会带动大量<软硬整合开发>人才的需求量。因为其需要平台软件(Platform)来整合大、小硬件，也需要应用软件(App)来提供好用的使用界面；这就是现在流行的<软硬整合开发>了。
5.2 软硬整合开发
---由于硬件、软件、内容服务(运营)各产业都必须不断创新，藉由独特性、差异化来取的市场的竞争优势。所以，软硬整合工程师必须运用精致的框架(Framework)、接口(Interface)、插件(Plug-in)技术来包容硬件(含驱动软件)的改版和差异化，并且在硬件产业的不断创新之下，仍维持整体产品的完整性和稳定性。如下图所示：
图-6 以<软硬整合开发>支撑<硬硬结合创新>
----在这整合软件部分，主要包括两项：
l. 平台(Platform)开发
其在主硬件的既有平台(例如瑞轩TV/STB里的Android平台)之上，扩展出一个软件整合平台，然后在此平台的幕后，撰写软件插件来与TV/STB主硬件的驱动软件(Driver)相互衔接，也赚写各式各样的插件来与小硬件驱动相衔接；然后提供简单易用的API，来支撑App开发者。
2. 应用(App)开发
基于上述平台软件的API，而来开发形形色色的App应用软件，来提供简洁美观的使用界面。
5.3 跨平台的架构
----大家都知道台湾IT产业的转型关键在于「软硬整合」的人才、产品和营销。依据笔者多年来的实务经验显示，台湾IT产业没有自己的平台软件(如Windows, Android, iOS等)，导致非常依赖别人的平台。因此，我们必须："先力求跨(别人的)平台，然后追求(自己的)软硬整合。"
跨别人的平台，整合自己产品，进而推展自己的平台，是当今处于智慧终端产业多元发展情势下的赢家之路。跨别人平台的问题有两个来源：
1)来自终端产品总是面对外来芯片(及其API)的善变；
2)平台软件(如Android, iOS, Win8)升级和版本变更频繁，终端必须随之而更新。
----通常，芯片厂商的修改点并不聚焦，而是散落于产品的各个层的各个模块中，如果逐点进行抽象封装很难解决问题。究竟厂商该如何克服这些挑战呢? 多年来，笔者在从事软硬整合开发项目中，经探索而创造出<EIT设计思维和方法>，来有效解决跨平台问题。跨平台与软硬整合，两者看似冲突，其实是互补的。跨平台让我们摆脱别人；软硬整合追求超越别人。先力求跨（别人的）平台，然后追求（自己的）软硬整合，致力于创造<<硬件与软件的无缝对接>>来开发自己的整合产品。跨平台是节流，软硬整合是开源。
就以流行的Android来说，它是开放的自由平台软件，各层硬件供货商都可以善加修改，修改点散落于不同模块中，已经是极为常见了。此外，Android版本更替频繁、碎片化趋势；让终端产品厂商对<跨平台>问题非常头痛。究竟厂商该如何克服这些挑战呢? 笔者从实务经验中，提炼出有效的方案：一个EIT造形、三个策略、巧妙组合运用。让IT产业跨越外来平台局限、走出雕堡，迈向软硬整合产品的创新与发展。[�g迎光�R高�ㄌ玫牟┛褪醉�：http://www.cnblogs.com/myEIT/ ]。
6.、观想成果(二)：新模式下的长期获利策略
-- 内容创意在云端、整合销售在终端
----基于上述<硬硬结合销售>策略带来的短期收益，可转而投资到内容文创的产品开发，并且让内容&服务创意者心中，增添了软件、硬件等科技新元素，激发创意内容的质变，就顺利迈向<服务业科技化>之路了。因之，「内容创意在云端、整合销售在终端」长期获利策略的主要商业效益有两方面：
1. 内容创意(如海角七号电影、3D动漫)产业，先与终端主硬件厂商签订搭配销售合约。内容创意产业凭借销售合约，可顺利获得来自第三方(如创投业)的融资，大幅提升投资额度，也能提升内容创意质量(如图7)。
2. 随着文创产业的成长，我们将拥有更高质量的内容和软件，可捆绑到终端一起销售，也能促进更多<软硬整合、硬硬组合>的无限新创意，激发IT制造业的产品创新。
图7、长期获利策略的金流正循环
----于是，两个主要产业项互相扶持，共同成长了；就能更上一层楼，一方面更加发挥自我文化特色，另一方面更加与国际接轨，让我们的创新的产品与服务，营销国际市场，也就推动迈向国际化和特色化之路。
7、预见可能失败：备胎计划
----大众计算机董事长 简明仁先生曾经说过：”台湾厂商都被外人掐着脖子走”。其实他说出了海峡两岸IT制造业的枷锁：非常依赖于别人的系统(平台)软件，如Windows, Android等。这让IT产业迈向软硬整合之路，变得窒碍难行。从笔者的实务经验中，发现其解决途径是：培养跨平台的能力，建立自己的跨平台架构；然后藉力使力，来一个跨一个，就能振翅高飞，实现美好的愿景了(如图8、图9所示)。
图8 来一个跨一个，任我遨翔高飞，那复计东西 !!
图9 IT产业实现愿景的三部曲
----期能在跨平台架构设计的基础上，迈向软硬整合产品开发；并继续结合文创&服务
内容。以上是管理人员擅长的「或然率(Probability)」思维，看来上述的可实现计划(即A段架构设计)具有非常高的成功机率的。然而，架构师必须发挥其擅长的「可能性(Possibility)」思维，仔细思考：
◆ 有那些小因子(Factor)可能产生变化，而导致计划失败?
◆哪些属于不堪设想的灾难性(失败)后果呢? 其因子是甚么?
◆ 针对这些因子，着手设计战术(手段)的备胎计划；并计算备胎计划的成本。
◆ 预想，万一战术备胎也失灵了，策略目标将无法实现；着手设计策略(目标)的备胎计划；并计算出整体损失，将其控制在可承受范围内。
第二篇：产品架构设计(A段)
8.智能家庭的<软硬整合>案例
8.1 以智慧家庭的健康检测为例
----兹举例说明了攸关智能家庭的业务单元(OPN：Operational Node)和系统单元(SYN：System Node)。如下图所示：
图-10 攸关于智慧家庭的OPN和SYN
此外，也举数个SYN层的合作情境，如下：
图-11 SYN层的合作情境
兹说明其合作情境，如下：
◆ 情境-1)健康检测信息收集：由智能TV/STB汇集健康检测资料，并送往健康云。
◆ 情境-2) 家庭信息推送：智慧TV/STB从窗外远程的健康云查询健康检测数据和解析信息，并按预定时间表(Schedule)将整合出来的家庭信息，推送到家庭成员的手机里。
8.2 中层设计
首先，以智能TV/STB为中心，进行细部的设计，如下：
◆ 透过<WiFi接口+Router模块>整合家里的智能设备
◆ 透过<WiFi接口+Router模块>整合远程家人的移动智能设备
◆ 透过<USB+Dongle模块>整合家里的Sensor终端
如下图所示：
图-12 以智慧TV/STB为中心的观点
在智慧家庭里可透过智慧TV/STB与家人的手机通信。此时，能在智能TV/STB端设计<EIT造形>来包装其通信机制。于是，基于EIT造形的中层设计，如下图所示：
图-13 基于”EIT造形”的中层设计
==>�⒖迹�认识EIT造形
由于EIT造形是大家都熟悉的，所以顶层设计团队能轻易理解到，在中层设计里是如何支撑其顶层设计的。同时，实践层设计团队也能理解，如何来开发实践层的系统来实现中层设计。于是，EIT造形成为大家共同的概念、一致的心灵。非常有助于创造一个整体和谐的大型智慧城市。
8.3 实践(层)设计：以智慧TV/STB为中心
----现在，承接上图-13的EIT-based中层设计。进一步规划智能TV/STB的详细功能，例如：
◆ 整合家里的智能设备
◆ 收集健康检测资料，并送往医学企业的健康云
◆ 主动按时推送家庭和健康信息到个人手机
整合家里的智能设备
所谓软硬整合，就是以软件平台来整合硬件，让人们更容易实现<硬硬组合创新>。此时，EIT造形可直接落实到软件的最底层：硬件驱动(Device Driver)去控制通信接口，直接与外部硬件通信，实现整合的目标。例如，可以直接以Java语言来撰写代码，实现上图-13里的<E&I>，就成为下图里的<健康检测小框架>了。由于整个Android平台框架(即下图-14里的<TV/STB应用框架>)都是基于EIT造形的软件结构。所以，我们所设计的<E&I>(即健康检测小框架)能够直接安装到智慧TV/STB里执行了。这就是EIT-based中层设计和实践设计的神奇魅力：
◆ 既能让顶层设计人员理解，又能与实践层的软件代码直接对应、直接落实到计算机内部执行。
◆ 就如同一座四合院房屋的”砖块造形”， 既能让建筑大师傅或外行的业主理解房屋是如何用砖块来组合搭建起来。；又能与实践层的水泥、砂石等具体材料相结合，而兴建起来。
现在已经用Java语言来撰写出<E&I>代码了。接下来，可以用Java或C/C++语言来撰写<T>(又称插件)的代码，并安装到下图-14的智慧TV/STB里，实际执行了。
图-14 EIT软件代码实际整合家中的硬件
----上图里的<T>可以是底层的硬件驱动程序，可以发出WiFi通信协议的讯号，来指挥家里的其它智能设备，如上图里的韩国三星公司的Android烤箱、血压检验仪等。如果��又想要让智慧TV/STB能自动定时打开或关闭墙壁上的夜灯的话，就能要求实践层的开发人员，撰写C/C++代码来控制智能TV/STB的USB硬件接口，发出Zigbee讯号或Bluetooth讯号来与墙壁上的夜灯通信，实现了更多的硬硬组合创新。这就是基于谷歌Android的软硬整合平台，是实践”软硬整合开发、硬硬组合创新”的最佳舞台，这也就是Android会成为家喻户晓的智能终端软件平台的源故。
收集健康检测资料，并送往医学企业的健康云
----针对上图里我们所实践出来的软硬整合平台。现在来看看实现顶层设计里所规范的”健康健测和数据传送”的智能家庭业务功能。其情境如下图所示：
图-15 智慧家庭的”健康健测和数据传送”服务情境
----有些健康检测仪器可以透过”Client模块”的WiFi通信协议来将检测数据传送到电视；而有些仪器则能透过手机的3G通信来将检测数据传送到电视。那么，上图-13的软硬整合平台的”EIT造形代码”又如何工作的呢?虽然代码可能很复杂，但是基于EIT造形，让人人都能一目了然地看出来这些实践层级的软件代码模快之间的合作(Collaboration)情形。就如下图所示：
图-16 实际代码的合作来传送”健康健测数据”
----就如同唐诗三百首一样，每一首诗的内容和意境都不同，但是格式造形都相同；并不会局限了人们的创意，反而因为人人容易理解，而开创了中国历史上文创风气鼎盛的年代。
图-17 七言绝句造形的唐诗
同样地，上图-14(或图-16)里也可看到两首诗：
{ 智慧TV/STB+ WiFi/Router + 手机 + 健康检测仪 }
{ 智慧TV/STB+USB/Router + 开关 + 壁灯 }
随然这两首诗的组合元素(诗句)、通信协议(诗的韵律)、功能(诗的意境)都是不一样的。但是，幕后的”EIT软件造形”却是一致的。这就是”诗同形”的神奇魅力了。
主动按时推送家庭和健康信息到个人手机
----依样画葫芦、举一反三，再来看看顶层设计里所规范的另一项服务功能：”主动按时推送家庭和健康信息到个人手机”。 其实践层级的代码模快合作情形如下图：
图-18 智慧家庭的”按时推送信息到个人手机”服务情境
----以上各图里的EIT造形都只安装于智能TV/STB里。此外，我们也能轻易将这样的EIT造形复制到手机里。如下图所示：
图-19 处处是”EIT造形”的设计与实践
----一旦电视机、手机、云平台等，处处都是EIT造形了，就如同唐朝时期，人人做诗、吟诗，创意无穷了。一样地，在今天的智慧城市规划里，这种” 诗同形”的神奇魅力，也将带来整体、和谐又美丽。每一个EIT造形就如同一片枫叶，处处枫叶的整体美感于焉出现了，如下图：
图-20 处处是”EIT造形(枫叶)”的和谐美感
~ End ~
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