物聯網時代，五大連接難題及兩大解決方案！
2018-01-31 09:37:46 來源：物聯網智庫 熱度:
萬物互聯時代，制造業(yè)對數字技術的應用早已是一個不可逆轉的趨勢。雖然這種轉變是一個循序漸進的過程，但就目前來看，加快轉變的速度早已給企業(yè)帶來了巨大的壓力。此前，惠普企業(yè)聯合世界物聯網協(xié)會（the Industry of Things World Conference ）進行了一項深入的調查。通過本次調查，旨在了解過去12個月中，眾多企業(yè)推出的工業(yè)物聯網項目取得了多大的進展。調查發(fā)現，只有53％的受訪者認為他們的工業(yè)物聯網項目達到或者超過了預期的目標；其余的47％表示他們的目標還沒有達成。
眾所周知，一家企業(yè)并不是通過購買技術就能輕松進軍工業(yè)物聯網領域或者輕易完成數字化轉型的。工業(yè)物聯網需要一個完整的架構，在這個完整的生態(tài)系統(tǒng)中，一個組織內部包含的各種節(jié)點之間可以進行無障礙的溝通。這一切也要求其內部有一個共同的標準以及新的技術體系結構來創(chuàng)建IT和OT的融合。
當然，我們目前面臨著一個關鍵且普遍的問題，那就是缺乏對設備連接的理解。由于這個問題的存在，即使所有終端設備都連接上了網絡之后，還有更多問題隨之而來。舉個例子，在設備聯網之后，我們沒有一個簡單可用的工具來管理這些設備，通常也就沒有能將數據、信息從一種語言中提取并用另一種語言表示的方法。 可以說，當下的可編程邏輯控制器（PLC）數據傳輸和轉換成企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）系統(tǒng)就存在著這種隔閡。這一問題只是企業(yè)數字化轉型過程中會遇到的種種問題中的一小點。
本文的目的是，讓讀者了解到關于連接難題的五大要點，同時提出了兩大解決方案：
設備聯網，本就是一個艱巨的任務
在問題初顯時，許多工業(yè)物聯網領域的廠商都趨向于將這些問題視若無睹。一旦制造商決定冒險嘗試，這些企業(yè)就會突然意識到，原本打算連接到所有不同設備的計劃，這些設備涉及了傳統(tǒng)的、現代的終端，有封閉的和開源的軟件，因此這個計劃實現起來是非常困難的，更糟糕的情況是導致嚴重的延遲，最終打亂了最初的計劃時間表。
如果你曾經為工廠里設計過系統(tǒng)，那么你就會了解，在這些工廠系統(tǒng)里連接、集成了各種各樣的應用程序簡直就是一場噩夢。這么做的后果是，哪怕一個簡單的數據收集任務都有可能導致系統(tǒng)癱瘓，最終需要數周的時間來修護。
車間不斷提高的復雜性
我們知道，沒有一個單一的連接技術就可以將所有東西連接在一起。隨著時間的推移、技術的演進，工業(yè)車間也在不斷發(fā)展。車間內所應用到的技術的進步也意味著車間內部更高的復雜性。這種復雜性并不會消失，甚至會隨著時間推移而增加。因此，工廠車間混合了各種設備品牌，這些終端設備有著不同的支持協(xié)議和不同的專有數據集。
因此，需要企業(yè)擁抱車間不斷提高的復雜性，這也意味著企業(yè)接受在工業(yè)物聯網解決方案中有很多移動部件、終端。只有將這些部件、終端連接在一起才能取得更大的收獲。對企業(yè)工作人員來說，為了更好的駕馭這樣的解決方案，他們需要更專業(yè)的知識。這些工作人員不應該將其視為一個復雜的補丁系統(tǒng)。
系統(tǒng)延遲問題凸顯
為了更好的解決系統(tǒng)的復雜性，或許企業(yè)可以選擇開放平臺通信（open platformcommunications ，OPC）。OPC旨在為工業(yè)自動化提供標準網絡協(xié)議，要求輪詢接收來自設備的數據。輪詢是指系統(tǒng)必須以預設速率向設備詢問數據的位置，例如每秒一次或每半小時一次。
OPC需要多個步驟來發(fā)送數據，并不是簡單地從A點到B點。典型的路徑如下所示：從PLC到OPC服務器再到OPC客戶端，然后，OPC客戶端將其發(fā)送到本地服務器或云網絡進行使用和處理。
為了進一步添加到多級過程中，PLC必須與其他任何事物或軟件應用程序分開連接。連接必須從PLC 1輸入事物1，PLC 1輸入事物2，依此類推。然后將PLC數據傳輸到ERP軟件中：PLC 1到ERP軟件1，ERP軟件2等的連接需要代碼。
毫無疑問，向所有這些層添加輪詢，這將導致巨大的延遲。
收集上來的數據并不總是準確的
OPC無法提供保證數據準確性的功能，需要投入額外的工作來達到目的。
以一家位于佛羅里達州的制藥公司為例，此前該公司正面臨著如此挑戰(zhàn)。OPC用于輪詢設備，這些設備通常在每次生產運行時接收到3000個數據包，系統(tǒng)無法自動驗證哪個數據包是成品批次的正確匹配。為了解決該問題，該公司的工程團隊編寫了大量復雜的自定義代碼來對數據源和接收端進行雙重檢查，以確保達到數據匹配的目的。
傳統(tǒng)設備與現代設備之間的信息交換問題
消息隊列遙測傳輸（MQTT）正迅速成為工業(yè)物聯網的最好的協(xié)議選項之一，目前許多的終端設備也支持MQTT協(xié)議。采用MQTT協(xié)議的唯一方法是購買支持MQTT協(xié)議的設備，但是可想而知，并沒有人愿意為了獲得支持MQTT協(xié)議的設備而淘汰掉那些已經使用了20或30年且還能繼續(xù)使用的傳統(tǒng)設備。
只有當企業(yè)想添加全新設備的情況下，比如市場上最熱門、最新傳感器時，企業(yè)才有可能會考慮購買基于MQTT協(xié)議設計的傳感器。這么一來，企業(yè)將不得投入額外的工作，使MQTT設備與其原本的傳統(tǒng)設備能夠一起工作。這對于一個擁有成千上萬個設備的企業(yè)來說，其可能只有10臺支持MQTT協(xié)議的設備，而將所有設備遷移到MQTT上將是一個非常緩慢的過程，并且不一定能夠解決已聯網設備以及全新設備聯網的遺留問題。這就意味著，系統(tǒng)需要更多的自定義編碼。
然而，企業(yè)在眾多問題面前，并非無計可施。下文將提出兩種解決方案：
避免自定義代碼使用以數據為中心的IIoT軟件將設備直接映射到應用程序（或其他設備）
這看起來很簡單，但是你可能已經意識到事情并不像你期望的那樣能夠即插即用。
許多IIoT平臺專注于分析，但由于其接入的設備無法快速收集上來數據，所以這些平臺嚴重缺乏數據。當然，這些以分析為重點的IIoT平臺仍舊是一個分析平臺，只是如果數據不準確，平臺交付的分析結果實際上也是無效的。
為了解決這個問題，你需要將PLC等設備直接映射到應用程序。以數據為中心的IIoT軟件平臺就是為此而設計的。無論通信協(xié)議如何，它都可以將傳統(tǒng)設備和現代設備進行合并，并為所有聯網設備和應用程序提供中央數據管道，使企業(yè)可以完全控制數據的使用方式、時間和位置。
本地驅動程序—超越API，OPC和MQTT
不要被應用程序接口（API）和標準協(xié)議會給你靈活性的想法而吸引住，這其實更像是為API，OPC和MQTT而做的廣告。
每個IIoT平臺都有針對API，OPC和MQTT的標準工具，但是它們通常沒有很多本地驅動程序。一個以數據為中心的平臺將有大量的本地驅動程序，這些驅動程序可以避免在企業(yè)內部工程師編寫自定義代碼。得益于此，企業(yè)的終端設備可以在幾天內就能得到改善，而不需要花費幾個月的時間。
責任編輯：靳玉鳳
