NI公司供稿

　　1沒有任何供應商可以獨立完成一切

　　工業物聯網有望徹底改變我們操作制造、能源和運輸系統的方式。 然而，由于構成物聯網的互聯技術龐大且復雜，沒有一家公司可以獨立提供完整的企業IIoT解決方案。

　　為了說明這一點，我們來看一個IIoT系統架構。 IIoT系統不僅僅是增加“智能”設備和傳感器的數量，還包括通過分布式網絡(包括邊緣節點、本地IT和云)來傳輸和管理大量數據。

　　圖1 IIoT解決方案包括傳感器和執行器、數據采集、嵌入式計算、網絡安全、數據分析、機器學習、可視化、數據存儲和管理等

　　在這個架構中，許多不同的子系統和技術必須結合在一起才能構建完整的解決方案。 IIoT解決方案包括傳感器和執行器、數據采集、嵌入式計算、網絡安全、數據分析、機器學習、可視化、數據存儲和管理等(如圖1)。

　　圖2 系統設計人員需要集成來自多個供應商的技術組件

　　哪一家公司可以獨立提供所有這些技術呢? 事實是，沒有任何一個供應商可以獨立完成一切。 系統設計人員需要集成來自多個供應商的技術組件，以針對特定應用構建所需的系統來提高質量、產量、效率和安全性(如圖2)。

　　2導航復雜的通信基礎設施

　　但管理來自多個供應商的子系統之間的通信并不是一件簡單的任務。 工業互聯網聯盟(IIC)的通信堆棧圖很好地說明了這一點。 我們不僅要管理多層通信標準和協議，而且許多工業垂直領域(如制造或電網)都有自己的一套工業協議來進行導航。

　　圖3 已經部署的傳統M2M系統使用各種專有協議

　　此外，還有許多已經部署的傳統M2M系統，它們使用各種專有協議。 這些也必須集成到系統中。 根據IIC的說法，“這可不僅是制定一小部分標準來管理IIoT的問題，而是需要在多個層面上對復雜且部分競爭的協議和標準進行精心的規劃安排......”換而言之，就是要打好關系(如圖3)。

　　3互操作性是成功的關鍵

　　正因為如此，在評估IIoT廠商的技術時，一個關鍵的標準是互操作性 ，也就是在該技術邊界來回傳遞信息的方便性。

　　信息可以通過四種方式傳遞： 協議、數據文件、Web服務和API。 在IIoT系統中，系統的不同部分可能會使用不同的方法。 然而，最終的目標是盡可能地使子系統之間的通信變得簡單，以便系統設計人員可以集中精力解決真正的系統問題，而不是解決工具帶來的問題。

　　那么，評估互操作性時應該考慮哪些標準? 通常有兩個方面： 開放性和技術合作伙伴。

　　4選擇開放性

　　開放性是指開發人員使用該平臺構建和定制系統的容易程度。 在設計包含多個供應商的IIoT系統時，一些可以讓用戶進行編程的功能是：

　　· 支持許多通信協議，包括多種垂直工業協議，如CAN、現場總線、OPC UA、EtherCAT、Modbus和IEC-61850;

　　· 支持多種數據文件類型;

　　· 軟件開發工具包(SDK)和模塊開發工具包(MDK)，例如用于ThingWorx平臺的PTC SDK;

　　· 開源實時操作系統，如NI Linux Real-Time;

　　· 開放且可擴展的API;

　　· 插件和附件，例如用于Amazon Web Services的LabVIEW云工具包。

　　這些功能提供了多種跨技術數據通信選擇，可避免系統工程師隨著系統的發展陷入設計瓶頸。 開放式平臺有助于改善由于技術的功能有限或僅支持一兩種通信協議所帶來的局限性。

　　5尋找技術合作伙伴

　　此外，供應商之間的合作伙伴關系可提供集成服務，從而進一步降低了集成相鄰技術的風險。 通過IIC測試平臺等共同努力成果，參與的公司正在集成來自多個領域的技術，并為預測性維護和智能電網通信和控制等典型的IIoT應用創建參考架構。

　　這些伙伴關系可以通過NI工業物聯網實驗室的技術演示來展現。 該演示在一臺泵上執行資產健康監測，并結合了多家供應商的技術，包括：

　　· Flowserve—全流量系統解決方案;

　　· Hewlett Packard Enterprise—深度邊緣計算和遠程系統管理;

　　· NI—數據采集和特征提取;

　　· PTC—IoT平臺，包含用于企業系統的分析和增強現實(AR)功能;

　　· OSIsoft—數據管理和歷史庫。

　　圖4 Flowserve全流量系統解決方案

　　圖5 供應商開發了NI測量平臺、OSI數據管理系統和PTC分析平臺等子系統間通信所需的驗證API

　　由于這種協作關系，這些供應商開發了NI測量平臺、OSI數據管理系統和PTC分析平臺等子系統間通信所需的驗證API。 因此，準備開發類似系統的系統設計人員就會清楚這些子系統之間基本不會存在互操作性挑戰，從而放心地進行開發(如圖5)。

　　6結論

　　對于聲稱能夠提供完整IIoT解決方案的供應商，企業領導者應該給予警惕。 因為一個完整的IIoT系統涉及從數據采集到增強現實等諸多技術領域的組件。 相反，所尋找的技術合作伙伴應該認識到與相鄰技術有效集成的重要性，并與其他廠商打好關系。