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选择最适合的工业物联网平台

来源:控制工程网2020.08.24阅读 944

  物联网(IoT)或工业物联网IIoT)并不是最终目的,它们的意义在于实现某些特定目标,可以是解决业务问题、提高运营或供应链的效率和效力,或是实现更准确的跟踪等等。类似原因或商业案例很多,与此同时,也有相当数量的业务问题需要解决。但是控制工程网版权所有,企业有时会提出错误的问题企业,例如,首先考虑技术和体系结构,其次才是商业价值的实现。
  如果不能将IIoT与特定目标和业务结合在一起,即使是拥有最佳IIoT架构以及最先进技术的企业,也不会使企业从中获益。如果技术不能解决业务问题或解决业务难题,那就是在浪费金钱。所以CONTROL ENGINEERING China版权所有,在实现物联网的过程中,第一个问题始终应该是为什么?
  一旦企业确定要解决的运营难题,下一个问题就是确定从哪里开始?企业应该首先关注哪些工厂、支持服务、物流、仓库或公用事业相关的问题。由于企业希望从第一个项目中就能获得收益,所以这一点很重要。但是控制工程网版权所有,企业不应该将思考和设计限制在有限的范围内。在为特定问题提供务实的解决方案以及为企业建立长期的全球视野之间,应该有一条很好的平衡线。
  然后就是如何做?很多企业在做什么方面很擅长,但对于方法却没有足够的重视。我们还需要回答:企业如何实现IIoT战略。
  IoT和IIoT架构
  很多组织和机构都花费了大量时间来定义IoT和IIoT架构。最新修改的“物联网世界论坛参考模型(IoT World Forum Reference model)”,已经接近于定义一个良好的概述模型,包含为现实世界中的挑战提供完整IIoT解决方案所需的所有要素/组件。改进的“物联网世界论坛参考模型”包含8层,以区分本地连接和全局连接。
  机器到机器的连接,或仪器到边缘设备的连接(例如蓝牙、智能蓝牙、Zigbee和Wi-Fi),与被称为全局连接的设备不同。当然,也可以将Sigfox和LoRaWAN之类的产品同时归类为本地和全局产品,但它们通常作为全局连接解决方案提供给客户。
  评估IoT平台
  本地连接事关IIoT项目的成败。凭借IIoT所处的实时环境,良好的本地连接对于成功实施任何解决方案至关重要。
  技术供应商,无论是硬件还是软件,都会向您介绍它们的IoT平台。在根据上述参考体系结构评估平台时,大多数平台是不完整的CONTROL ENGINEERING China版权所有,即使有一些是完整的,也仅适用于特定领域。
  在评估了诸多供应商的IoT平台之后,可以清楚的看出,供应商IoT平台大概可以划分为两大领域:一个是硬件领域(2至5级),另一个是软件领域(5至8级)。评估还表明,对于以软件为中心的平台,这些平台通常在级别5和6上很强大,级别7和8仅可用于特定功能。
  从很多成功实施的物联网项目中,可以明显地看出上述情况。据估计,一个完整的、增值的物联网解决方案,平均需要20至35个供应商。这不一定是坏事,因为不同的客户有不同的要求,但这确实意味着更多潜在故障的可能。一些客户可能已经将底层集成好CONTROL ENGINEERING China版权所有,但是需要软件平台和应用程序。其它客户则可能需要底层和现有软件应用程序之间的连接。

修改后的物联网世界论坛参考模型分为8层,以区分本地模型和全局模型。图片来源:MESA 

  选择IIoT平台需要考虑的因素
  选择IIoT平台和实施合作伙伴时,需要考虑的因素很多。供应商提供的服务类型和服务模型很重要。尽管大多数平台都向云以及IaaSPaaSSaaS模式转变,但仍有一些平台提供资本支出(CAPEX)和本地解决方案。对于实时反馈和响应至关重要的行业,这是IIoT的主要考虑因素。对于这些企业,一些供应商还提供了一种混合模型,即将能够快速响应的边缘设备和应用程序部署在工厂层级,而报告、数据分析和仪表盘则在云中完成。
  在IIoT环境中,专业知识或平台用例尤其重要,连接性、数据存储和数据提取的商业价值的可靠性也很重要。此外,还应该弄清楚管理连接到平台的设备的难易程度,以及平台和设备支持的难易程度。
  成本或成本核算模型也需要满足业务需求。在这里,重要的是要考虑当前的业务需求和全局(未来的需求)的情况。尽管较低的单台设备成本可能对小型设施具有吸引力,但它可能很快就会变得非常昂贵。
  了解平台与业务的兼容性,以及如何连接到当前基础架构也很重要。无论是从成本角度来看,还是从设备管理和支持角度来看,可扩展性和安全性都非常重要。
  平台安全性是一个容易被忽视的因素。安全性适用于各层。重要的是,应验证连接到平台的任何设备,并且在理想情况下应该对通信通道进行加密。该平台应能够安全地存储数据,并允许基于分组的用户权限(例如管理权限、回写、只读以及数据集对哪组可见)来访问数据和仪表板。
  最后一个需要考虑的因素是集成和处理数据的工具和能力,从底部(第2级)到顶部(第8级)(也称为北向集成)和从顶部(第8级)到底部(第2级)(也称为南向集成)绑定集成。由于某些供应商非常擅长北向集成,但在南向集成方面则相对较弱控制工程网版权所有,所以弄清楚这一点也很重要。
  对IIoT而言,在快节奏的环境中,仅仅单纯报告是不够的,所以将信息向下发送到仪器的能力非常重要。专门查看平台支持的驱动程序或协议,并确保其支持IIoT协议(例如OPC、现场总线、Profibus等)以进行南向集成,并具有足够的API用于北向集成。同样,对数据的访问应该是安全的、经过身份验证和可以被跟踪的。
  选择IIoT平台时,全面考虑各种因素非常重要,以确保该平台能够满足企业长期和短期的需求。
  IIoT平台的功能实现
  从整体来看, IIoT平台需要提供很多功能,以简化实施并减少IIoT解决方案中涉及的供应商数量。IIoT平台需要一个用户友好、且易于使用的前端或用户界面开发环境。它必须规定并允许处理北向和南向的各种通信协议。
  它需要一个启用设备管理、状态监视和设备分组的用户界面。IIoT平台需要提供一个可扩展和安全的数据存储环境,方便用于数据访问和检索。此外,还需要提供工具,便于开发具有实时值和趋势的仪表板,以实现客户制定更好业务决策所需要的视角。
  尽管并非所有用户都需要多租户(一个平台可供多个用户和独立用户使用),但是企业可能希望在平台中实现数据隔离,以便并非所有用户都可以看到所有数据,并且每个用户企业都可以定制自己的品牌和“外观”。在IIoT环境中使用时,在事件未按计划进行时,将工作流管理、通知和报警通知工厂运行人员、主管和经理非常重要。
  需要使用工具来启用高级数据分析,例如机器学习、高级模式识别、人工智能、机器人过程自动化声学分析以及面部和图像识别。如果应用得当,这些工具可以提高企业的效率和效力。
  如果IIoT平台没有这些工具(很少有这种情况),那至少应该可以使用标准工具和协议来获取数据,并可以方便地将其提取到具有这些工具的其它应用程序中。
  物联网平台在托管位置方面需要具有灵活性, 特别是对于IIoT更是如此,这主要因为混合模型可能是最有效的,对实时性高的流程行业更是如此。售后和平台后端管理支持的可用性,对于长期的可持续解决方案也非常重要。
  并非所有的IIoT平台都是一样的。为了选择最佳的IIoT平台,企业需要花时间评估供应商。仔细观察并要求供应商解释如何将各种因素考虑进来。考察架构中的所有8个层,确定哪些是平台的组成部分,哪些是“购买的”第三方功能。寻找最合适的解决方案来解决当前和将来的业务问题。(作者:Gerhard Greeff)
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