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如何選擇最適合的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺

jf_78858299 ? 來源:控制工程中文版 ? 作者: Gerhard Greeff ? 2023-02-01 14:25 ? 次閱讀

如果不能將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)與企業(yè)的特定目標(biāo)和業(yè)務(wù)結(jié)合在一起,即使是擁有最佳的IIoT架構(gòu)以及最先進(jìn)的技術(shù),企業(yè)也很難使業(yè)務(wù)真正從中獲益。

物聯(lián)網(wǎng)(IoT)或工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)并不是最終目的,它們的意義在于實現(xiàn)某些特定目標(biāo),可以是解決業(yè)務(wù)問題、提高運營或供應(yīng)鏈的效率和效力,或是實現(xiàn)更準(zhǔn)確的跟蹤等等。類似原因或商業(yè)案例很多,與此同時,也有相當(dāng)數(shù)量的業(yè)務(wù)問題需要解決。但是,企業(yè)有時會提出錯誤的問題企業(yè),例如,首先考慮技術(shù)和體系結(jié)構(gòu),其次才是商業(yè)價值的實現(xiàn)。

如果不能將IIoT 與特定目標(biāo)和業(yè)務(wù)結(jié)合在一起,即使是擁有最佳IIoT 架構(gòu)以及最先進(jìn)技術(shù)的企業(yè),也不會使企業(yè)從中獲益。如果技術(shù)不能解決業(yè)務(wù)問題或解決業(yè)務(wù)難題,那就是在浪費金錢。 所以,在實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的過程中,第一個問題始終應(yīng)該是為什么?

一旦企業(yè)確定要解決的運營難題,下一個問題就是確定從哪里開始?企業(yè)應(yīng)該首先關(guān)注哪些工廠、支持服務(wù)、物流、倉庫或公用事業(yè)相關(guān)的問題。由于企業(yè)希望從第一個項目中就能獲得收益,所以這一點很重要。

但是,企業(yè)不應(yīng)該將思考和設(shè)計限制在有限的范圍內(nèi)。在為特定問題提供務(wù)實的解決方案以及為企業(yè)建立長期的全球視野之間,應(yīng)該有一條很好的平衡線。

然后就是如何做?很多企業(yè)在做什么方面很擅長,但對于方法卻沒有足夠的重視。我們還需要回答:企業(yè)如何實現(xiàn)IIoT 戰(zhàn)略。

“ 盡管較低的單臺設(shè)備成本可能對小型設(shè)施更具吸引力,但它可能很快就變得非常昂貴。”

IoT 和IIoT 架構(gòu)

很多組織和機(jī)構(gòu)都花費了大量時間來定義IoT 和IIoT 架構(gòu)。最新修改的“ 物聯(lián)網(wǎng)世界論壇參考模型(IoT Wor ld ForumReference model)”,已經(jīng)接近于定義一個良好的概述模型,包含為現(xiàn)實世界中的挑戰(zhàn)提供完整IIoT 解決方案所需的所有要素/ 組件。改進(jìn)的“物聯(lián)網(wǎng)世界論壇參考模型”包含8 層,以區(qū)分本地連接和全局連接。

機(jī)器到機(jī)器的連接,或儀器到邊緣設(shè)備的連接( 例如藍(lán)牙、智能藍(lán)牙、ZigbeeWi-Fi),與被稱為全局連接的設(shè)備不同。當(dāng)然,也可以將SigfoxLoRaWAN 之類的產(chǎn)品同時歸類為本地和全局產(chǎn)品,但它們通常作為全局連接解決方案提供給客戶。

**▎**修改后的物聯(lián)網(wǎng)世界論壇參考模型分為8 層,以區(qū)分本地模型和全局模型。圖片來源:MESA

評估IoT 平臺

本地連接事關(guān)IIoT 項目的成敗。憑借IIoT 所處的實時環(huán)境,良好的本地連接對于成功實施任何解決方案至關(guān)重要。技術(shù)供應(yīng)商,無論是硬件還是軟件,都會向您介紹它們的IoT 平臺。在根據(jù)上述參考體系結(jié)構(gòu)評估平臺時,大多數(shù)平臺是不完整的,即使有一些是完整的,也僅適用于特定領(lǐng)域。

在評估了諸多供應(yīng)商的IoT 平臺之后,可以清楚的看出,供應(yīng)商IoT 平臺大概可以劃分為兩大領(lǐng)域:一個是硬件領(lǐng)域(2 至5 級),另一個是軟件領(lǐng)域(5 至8 級)。評估還表明,對于以軟件為中心的平臺,這些平臺通常在級別5 和6 上很強大,級別7 和8 僅可用于特定功能。

從很多成功實施的物聯(lián)網(wǎng)項目中,可以明顯地看出上述情況。據(jù)估計,一個完整的、增值的物聯(lián)網(wǎng)解決方案,平均需要20 至35 個供應(yīng)商。這不一定是壞事,因為不同的客戶有不同的要求,但這確實意味著更多潛在故障的可能。

一些客戶可能已經(jīng)將底層集成好,但是需要軟件平臺和應(yīng)用程序。其它客戶則可能需要底層和現(xiàn)有軟件應(yīng)用程序之間的連接。

選擇IIoT 平臺需要考慮的因素

選擇IIoT 平臺和實施合作伙伴時,需要考慮的因素很多。供應(yīng)商提供的服務(wù)類型和服務(wù)模型很重要。盡管大多數(shù)平臺都向云以及IaaS、PaaS 或SaaS 模式轉(zhuǎn)變,但仍有一些平臺提供資本支出(CAPEX)和本地解決方案。

對于實時反饋和響應(yīng)至關(guān)重要的行業(yè),這是IIoT 的主要考慮因素。對于這些企業(yè),一些供應(yīng)商還提供了一種混合模型,即將能夠快速響應(yīng)的邊緣設(shè)備和應(yīng)用程序部署在工廠層級,而報告、數(shù)據(jù)分析和儀表盤則在云中完成。

在IIoT 環(huán)境中,專業(yè)知識或平臺用例尤其重要,連接性、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)提取的商業(yè)價值的可靠性也很重要。此外,還應(yīng)該弄清楚管理連接到平臺的設(shè)備的難易程度,以及平臺和設(shè)備支持的難易程度。

成本或成本核算模型也需要滿足業(yè)務(wù)需求。在這里,重要的是要考慮當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求和全局(未來的需求)的情況。盡管較低的單臺設(shè)備成本可能對小型設(shè)施具有吸引力,但它可能很快就會變得非常昂貴。

了解平臺與業(yè)務(wù)的兼容性,以及如何連接到當(dāng)前基礎(chǔ)架構(gòu)也很重要。無論是從成本角度來看,還是從設(shè)備管理和支持角度來看,可擴(kuò)展性和安全性都非常重要。

平臺安全性是一個容易被忽視的因素。安全性適用于各層。重要的是,應(yīng)驗證連接到平臺的任何設(shè)備,并且在理想情況下應(yīng)該對通信通道進(jìn)行加密。該平臺應(yīng)能夠安全地存儲數(shù)據(jù),并允許基于分組的用戶權(quán)限(例如管理權(quán)限、回寫、只讀以及數(shù)據(jù)集對哪組可見)來訪問數(shù)據(jù)和儀表板。

“選擇工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺時,確保該平臺能夠滿足企業(yè)長期和短期需求非常重要?!?/em>

最后一個需要考慮的因素是集成和處理數(shù)據(jù)的工具和能力,從底部(第2 級)到頂部(第8 級)(也稱為北向集成)和從頂部(第8 級)到底部(第2 級)(也稱為南向集成)綁定集成。由于某些供應(yīng)商非常擅長北向集成,但在南向集成方面則相對較弱,所以弄清楚這一點也很重要。

對IIoT 而言,在快節(jié)奏的環(huán)境中,僅僅單純報告是不夠的,所以將信息向下發(fā)送到儀器的能力非常重要。專門查看平臺支持的驅(qū)動程序或協(xié)議,并確保其支持IIoT 協(xié)議( 例如OPC、現(xiàn)場總線、Profibus 等)以進(jìn)行南向集成,并具有足夠的API 用于北向集成。同樣,對數(shù)據(jù)的訪問應(yīng)該是安全的、經(jīng)過身份驗證和可以被跟蹤的。

選擇IIoT 平臺時, 全面考慮各種因素非常重要,以確保該平臺能夠滿足企業(yè)長期和短期的需求。

IIoT 平臺的功能實現(xiàn)

從整體來看, IIoT 平臺需要提供很多功能,以簡化實施并減少IIoT 解決方案中涉及的供應(yīng)商數(shù)量。IIoT 平臺需要一個用戶友好、且易于使用的前端或用戶界面開發(fā)環(huán)境。它必須規(guī)定并允許處理北向和南向的各種通信協(xié)議。

它需要一個啟用設(shè)備管理、狀態(tài)監(jiān)視和設(shè)備分組的用戶界面。IIoT 平臺需要提供一個可擴(kuò)展和安全的數(shù)據(jù)存儲環(huán)境,方便用于數(shù)據(jù)訪問和檢索。

此外,還需要提供工具,便于開發(fā)具有實時值和趨勢的儀表板,以實現(xiàn)客戶制定更好業(yè)務(wù)決策所需要的視角。

盡管并非所有用戶都需要多租戶(一個平臺可供多個用戶和獨立用戶使用),但是企業(yè)可能希望在平臺中實現(xiàn)數(shù)據(jù)隔離,以便并非所有用戶都可以看到所有數(shù)據(jù),并且每個用戶企業(yè)都可以定制自己的品牌和“外觀”。

在I IoT 環(huán)境中使用時,在事件未按計劃進(jìn)行時,將工作流管理、通知和報警通知工廠運行人員、主管和經(jīng)理非常重要。

需要使用工具來啟用高級數(shù)據(jù)分析,例如機(jī)器學(xué)習(xí)、高級模式識別、人工智能、機(jī)器人過程自動化聲學(xué)分析以及面部和圖像識別。如果應(yīng)用得當(dāng),這些工具可以提高企業(yè)的效率和效力。

如果IIoT 平臺沒有這些工具(很少有這種情況),那至少應(yīng)該可以使用標(biāo)準(zhǔn)工具和協(xié)議來獲取數(shù)據(jù),并可以方便地將其提取到具有這些工具的其它應(yīng)用程序中。

物聯(lián)網(wǎng)平臺在托管位置方面需要具有靈活性, 特別是對于IIoT更是如此,這主要因為混合模型可能是最有效的,對實時性高的流程行業(yè)更是如此。售后和平臺后端管理支持的可用性,對于長期的可持續(xù)解決方案也非常重要。

并非所有的IIoT平臺都是一樣的。 為了選擇最佳的IIoT 平臺,企業(yè)需要花時間評估供應(yīng)商。仔細(xì)觀察并要求供應(yīng)商解釋如何將各種因素考慮進(jìn)來??疾旒軜?gòu)中的所有8 個層,確定哪些是平臺的組成部分,哪些是“購買的”第三方功能。尋找最合適的解決方案來解決當(dāng)前和將來的業(yè)務(wù)問題。

審核編輯 黃宇

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