工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)有望徹底改變?nèi)藗儾僮髦圃?、能源和運(yùn)輸系統(tǒng)的方式。 但由于構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)技術(shù)龐大且復(fù)雜，沒有一家公司可以獨(dú)立提供完整的企業(yè)IIoT解決方案(圖1)。

為了完整說明，我們來看一個(gè)IIoT系統(tǒng)架構(gòu)。 IIoT系統(tǒng)不僅僅是增加智能設(shè)備和傳感器的數(shù)量，還包括透過分布式網(wǎng)絡(luò)(包括邊緣節(jié)點(diǎn)、本地IT和云端)來傳輸和管理大量數(shù)據(jù)(圖2)。
 

圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要整合各類供貨商來源的技術(shù)組件，用于構(gòu)建特定應(yīng)用所需的系統(tǒng)，以提高質(zhì)量、產(chǎn)量、效率和安全性。

圖2 架構(gòu)中許多不同的子系統(tǒng)和技術(shù)必須結(jié)合在一起，才能構(gòu)建完整的解決方案。

要管理源于各類供貨商的子系統(tǒng)，其中的通訊絕非簡單的任務(wù)，從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(Industrial Internet Consortium, IIC)的通訊堆棧圖便很好說明了這一點(diǎn)。 我們不僅要管理多層通訊標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議，且許多任務(wù)業(yè)垂直領(lǐng)域中(如制造或電網(wǎng))，都有自己的一套工業(yè)協(xié)議來進(jìn)行規(guī)范(圖3)。

圖3 仍有許多已部署的傳統(tǒng)M2M，使用著各種專有協(xié)議，這也必須整合至系統(tǒng)中。

互操作性是成功的關(guān)鍵
正因?yàn)槿绱?，在評估IIoT廠商的技術(shù)時(shí)，一個(gè)關(guān)鍵的標(biāo)準(zhǔn)是互操作性，即是在該技術(shù)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(xié)議、數(shù)據(jù)文件、Web服務(wù)和API。 在IIoT系統(tǒng)中，系統(tǒng)的不同部分可能會(huì)使用不同的方法。 然而，最終的目標(biāo)是盡可能地使子系統(tǒng)之間的通訊變得簡單，讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以集中精力解決真正的系統(tǒng)問題，而不是解決工具帶來的問題。

那么，評估互操作性時(shí)應(yīng)該考慮哪些標(biāo)準(zhǔn)？ 通常有兩個(gè)方面：開放性和技術(shù)合作伙伴。

開放性平臺改善技術(shù)功能限制
開放性是指開發(fā)人員使用該平臺構(gòu)建和訂定系統(tǒng)的容易程度。 在設(shè)計(jì)包含多個(gè)供貨商的IIoT系統(tǒng)時(shí)，一些可以讓用戶進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的功能：

1.支持許多通訊協(xié)議，包括多種垂直工業(yè)協(xié)議，如CAN、現(xiàn)場總線、OPC UA、EtherCAT、Modbus和IEC-61850。

2.支持多種數(shù)據(jù)文件類型。

3.軟件開發(fā)組合(SDK)和模塊開發(fā)組合(MDK)，例如用于ThingWorx平臺的PTC SDK。

4.開源實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如NI Linux Real-Time。

5.開放且可擴(kuò)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(shù)數(shù)據(jù)通訊選擇，可避免系統(tǒng)工程師因系統(tǒng)發(fā)展而陷入設(shè)計(jì)瓶頸。 開放式平臺有助于改善技術(shù)功能限制或僅支持一兩種通訊協(xié)議所帶來的局限性。

尋找技術(shù)合作伙伴
此外，供貨商之間的合作伙伴關(guān)系可提供整合服務(wù)，進(jìn)一步降低了整合相鄰技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)。 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(gè)領(lǐng)域的技術(shù)，并為預(yù)測性維護(hù)、智能電網(wǎng)通訊和控制等典型的IIoT應(yīng)用建造參考架構(gòu)。

這些伙伴關(guān)系可以透過NI工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)演示來展現(xiàn)。 該演示在一臺幫浦上執(zhí)行資產(chǎn)健康監(jiān)測，并結(jié)合了多家供貨商的技術(shù)，包括：

1.Flowserve--流量控制系統(tǒng)解決方案(圖4)

圖4 Flowserve流量控制系統(tǒng)解決方案

2.Hewlett Packard Enterprise--深度邊緣計(jì)算和遠(yuǎn)程管理

3.NI(National Instruments)--數(shù)據(jù)采集和特征粹取

4.PTC--IoT平臺，包含用于企業(yè)系統(tǒng)的分析和擴(kuò)增實(shí)境(AR)功能

5.OSIsoft--數(shù)據(jù)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(yè)領(lǐng)導(dǎo)者應(yīng)該給予警惕。 因?yàn)橐粋€(gè)完整的IIoT系統(tǒng)將涉略從數(shù)據(jù)采集到擴(kuò)增實(shí)境等諸多技術(shù)領(lǐng)域的組件。 反之，所尋找的技術(shù)合作伙伴應(yīng)該認(rèn)識相鄰技術(shù)且掌握有效整合的重要性，并積極與其他廠商打好關(guān)系。