如何選擇IIoT連接解決方案： 開放vs.專有 ？

圖片來源：Moxa? ??作者 | Ethan Chen

開放和專有的工業物聯網(IIoT)解決方案在數據管理和收集方面有不同的側重點，根據不同的用戶目標，其收益也有所不同。

工業物聯網(IIoT)的出現，改變了運營技術(OT)領域使用數據的方法。過去，收集數據只為監控，以確保生產符合計劃;現在，數據不再僅僅是單純的信息流。

通過分析，數據可以幫助優化產品和服務，提高運營效率，增加利潤，創造以前不可能的新商業模式。這些潛藏大量商業機會的數據，使IIoT成為幾乎所有企業未來成功的關鍵技術。

這種轉變帶來的好處，引發了對隨時隨地滿足數據采集和分析的機器的需求。以前，公司只看重生產數據，通過這些數據監控機器或資產的生產力，以確保運營順利。

01 通過動態更新進行改進

現在，機器狀態數據和生產數據同樣至關重要。企業依靠對實時運行數據的預測分析來預防潛在故障，從而降低維護成本和其它可能造成損壞的風險。

此外，工業設備制造商可以使用機器的歷史數據為客戶提供更準確、更快的維護服務，以降低人員成本。環境和業務目標需要動態更新和變更，這些數據還可以基于該目標優化機器運行，而不是像以前那樣“一勞永逸”模式。

盡管大數據帶來了巨大收益，但IIoT在工業領域的發展仍然緩慢。阻礙因素包括各種邊緣協議、非標準化數據、云連接、網絡安全和管理大規模系統等。

02?兩種最常見的IIoT連接方法

在IIoT初期，工業設備制造商通過交鑰匙的IIoT解決方案來應對這個復雜且具有挑戰性的問題。客戶只需支付該服務或功能的費用，其余費用則由設備供應商承擔。

然而，隨著時間的推移，客戶發現自己受困于不同供應商、不同平臺的多個IIoT解決方案，它們之間幾乎沒有互操作性。更重要的是，所收集到的信息本應揭示過程全貌，但現在無法做到。所有信息都來自不同的供應商，從而形成了信息孤島。

隨著客戶著手應對這一挑戰，市場需要開放式架構，為客戶提供由其自己負責選擇并維護的IIoT戰略，使其能夠與任何位置的任何設備通訊。關于大規模實現這一目標所需的投資和專業知識，問題仍然很復雜。大多數客戶，甚至是那些擁有精心設計的解決方案、資金充足的客戶，為構建這樣的解決方案，也都面臨著巨大的挑戰。

▲圖 1：此圖顯示了專有工業物聯網(IIoT)連接。

有兩種常見的連接方法。第一種是專有的IIoT連接解決方案，其方法簡單且易于管理，但在靈活性、開放性和數據所有權方面存在限制。另一種是開放式IIoT連接，面向任何設備的跨系統集成，最終客戶對解決方案擁有所有權。

03?專有的IIoT連接

許多工業設備制造商看到了數據分析帶來的價值，于是開始為客戶提供自己的IIoT連接解決方案。為了利用豐富的數據，IIoT網關安裝在“物”的前面或嵌入其中，有關“物”狀態的數據從機器傳輸到機器供應商的云。該交鑰匙解決方案允許客戶在基于云的平臺上獲取、管理、可視化和分析從這些設備上收集的數據。該系統對用戶來說非常直觀，只需登錄機器供應商的云，即可訪問其數據。開發和部署系統的負擔完全由工業設備制造商承擔，這樣就降低了客戶總體的IT成本，從而減少了客戶的工作量。

在數據收集服務的基礎上，一些工業設備制造商也開始提供數據分析服務，以幫助客戶更好地了解其機器的行為。此類產品受到具有特定應用需求的客戶的青睞，例如監控遠程設備的運行。就石油和天然氣行業而言，遠程設備(泵、控制閥、壓縮機等)的準時操作是首要任務。這促使制造商使用人工智能對數據進行實時分析，如泵壓力、流量、溫度等。

▲圖 2：在專有的工業物聯網(IIoT)連接解決方案中可以連接多個機器，但可能很復雜。

將這些數據與過去的基準配合來調整設備參數，只需最少的人為干預就可以實現正常運行。因此，專有IIoT連接解決方案的無憂部署和易于使用的功能，使其在客戶中非常受歡迎。

04?專有IIoT系統的限制

這種易于部署的解決方案的同質特性，意味著其服務僅限于設備制造商自己的設備。然而，中型企業通常擁有來自多個供應商的設備和資產，分布在多個地點，跨越多個不同的應用。這種復雜的異構環境，通常要求企業為不同工業設備制造商系統使用不同的解決方案。這可能很快會需要額外的財務投資，更不用說孤立的信息系統無法相互交流信息，也無法實現定制集成，這可能會帶來一些障礙。

■ 集成缺乏靈活性：在封閉的IIoT解決方案中，數據被發送到不同的平臺，每個平臺使用不同的協議和不同的格式，導致后臺數據合并工作量巨大。

■ 缺乏數據所有權：由于客戶的機器數據存儲在工業設備制造商構建的私有平臺上，因此數據所有權就是個問題。如果數據存儲在制造商擁有的系統中，它是否仍然屬于客戶?此外，如果有一天客戶選擇轉換平臺，即使不是完全不可能，那么數據傳輸不完整的風險也是巨大的。這可能會導致客戶丟失積累的歷史數據和經驗。所有這些再加上數據泄露的風險，都是明顯的障礙。

05?開放式解決方案的好處

由于數據開始在企業的核心成功中扮演更重要的角色，它的所有權、所有“物”(而不僅僅是某些)的可用性以及集成的靈活性，是選擇解決方案時的主要考慮因素。

在開放式IIoT連接架構中，工業設備制造商開放應用程序接口(API)或使用開放或基于標準的協議，來幫助客戶自行獲取數據。有時，客戶將不同制造商的單個前端設備連接到集成的IIoT網關，構建自己的解決方案。來自不同制造商的不同數據格式由IIoT網關統一，這會減少數據傳輸到云端以后集成的困難。此外，該過程不再通過第三方平臺傳遞數據，也就更安全。

▲圖 3：開放式工業物聯網(IIoT)連接更容易實施跨平臺集成。

以石油和天然氣行業為例，該行業的石油產量和實時油價密切相關，這意味著生產線的透明度可以提高或降低利潤率。為了獲得從勘探、開發和生產到最終運輸的實時數據，石油公司合作創建了一個開放平臺。這就要求供應鏈中的工業設備制造商作為一個團隊，共享設備、生產或環境數據，以實現油田的高效生產。

這樣問題就變成了“我能買什么?”而不是 “我必須自己創建什么?”商業開放架構擴展了很多可選項，例如：

■ 云邊緣軟件，將云基礎設施擴展到邊緣;

■ SCADA邊緣軟件，可連接多種工業邊緣協議;

■ 將安全、網絡和管理等擴展到邊緣的基礎設施服務;

■ 機器學習/人工智能 邊緣解決方案，用于在推送回云之前進行邊緣處理。

不要忘記核心的IIoT網關，它可以運行上述軟件組件并連接到云端和邊緣。

06?在專有或開放之間如何選擇

對于那些希望為某個供應商部署快速IIoT解決方案，以獲取數據并從IIoT中獲益的公司來說，專有的IIoT連接解決方案可能是更優的選擇。

對于需要更大規模的IIoT數據、正在連接許多不同設備，并希望更個性化地與完整的數據所有權相匹配的公司，開放式IIoT連接解決方案將能夠提供必要的優化。

隨著IIoT市場和生態系統的發展，越來越多的現成軟件和云產品將繼續為客戶提供更易用和高可擴展性的產品，以構建自己的開放式IIoT解決方案。

專有的IIoT解決方案還必須快速適應，以提供更開放的API和云到云的集成，并為客戶提供更輕松地訪問數據的解決方案。

關鍵概念：

■ IIoT 通常有兩種連接類型：開放式和專有式。

■ 開放式 IIoT 模式更適合數據規模更大的公司。

■ 專有式 IIoT 模式更適合單個供應商和短周期應用。

思考一下：

在選擇 IIoT 解決方案時，您考慮了哪些因素?

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▲本文來自于控制工程中文版雜志(CONTROL ENGINEERING China)2023年1-2月刊《技術文章》欄目：如何選擇IIoT連接解決方案：開放vs.專有?

來源：控制工程中文版