工業物聯網(IIoT)有望徹底改變人們操作制造、能源和運輸系統的方式。 但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(圖1)。
為了完整說明，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，還包括透過分布式網絡(包括邊緣節點、本地IT和云端)來傳輸和管理大量數據(圖2)。
圖1 系統設計人員需要整合各類供貨商來源的技術組件，用于構建特定應用所需的系統，以提高質量、產量、效率和安全性。
圖2 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。
要管理源于各類供貨商的子系統，其中的通訊絕非簡單的任務，從工業互聯網聯盟(Industrial Internet Consortium, IIC)的通訊堆棧圖便很好說明了這一點。 我們不僅要管理多層通訊標準與協議，且許多任務業垂直領域中(如制造或電網)，都有自己的一套工業協議來進行規范(圖3)。
圖3 仍有許多已部署的傳統M2M，使用著各種專有協議，這也必須整合至系統中。
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，即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訊變得簡單，讓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。
開放性平臺改善技術功能限制
開放性是指開發人員使用該平臺構建和訂定系統的容易程度。 在設計包含多個供貨商的IIoT系統時，一些可以讓用戶進行程序設計的功能：
1.支持許多通訊協議，包括多種垂直工業協議，如CAN、現場總線、OPC UA、EtherCAT、Modbus和IEC-61850。
2.支持多種數據文件類型。
3.軟件開發組合(SDK)和模塊開發組合(MDK)，例如用于ThingWorx平臺的PTC SDK。
4.開源實時操作系統，如NI Linux Real-Time。
5.開放且可擴展的API。
6.插件和附件，例如用于Amazon Web Services的LabVIEW Cloud Toolkit。
這些功能提供了多種跨技術數據通訊選擇，可避免系統工程師因系統發展而陷入設計瓶頸。 開放式平臺有助于改善技術功能限制或僅支持一兩種通訊協議所帶來的局限性。
尋找技術合作伙伴
此外，供貨商之間的合作伙伴關系可提供整合服務，進一步降低了整合相鄰技術的風險。 通過IIC測試平臺等共同努力成果，參與的公司正在整合來自多個領域的技術，并為預測性維護、智能電網通訊和控制等典型的IIoT應用建造參考架構。
這些伙伴關系可以透過NI工業物聯網實驗室的技術演示來展現。 該演示在一臺幫浦上執行資產健康監測，并結合了多家供貨商的技術，包括：
1.Flowserve--流量控制系統解決方案(圖4)
圖4 Flowserve流量控制系統解決方案
2.Hewlett Packard Enterprise--深度邊緣計算和遠程管理
3.NI(National Instruments)--數據采集和特征粹取
4.PTC--IoT平臺，包含用于企業系統的分析和擴增實境(AR)功能
5.OSIsoft--數據管理和歷史庫
對于聲稱能提供完整IIoT解決方案的供貨商，企業領導者應該給予警惕。 因為一個完整的IIoT系統將涉略從數據采集到擴增實境等諸多技術領域的組件。 反之，所尋找的技術合作伙伴應該認識相鄰技術且掌握有效整合的重要性，并積極與其他廠商打好關系。
(本文作者為NI產品市場工程師)
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