工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是一個及其復雜的工程，可以說沒有任何供應商可以獨立完成一切，在這個架構中，需要許多不同子系統(tǒng)和技術的相互結合，正因為如此互操作性是成功的關鍵。

1沒有任何供應商可以獨立完成一切

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有望徹底改變我們操作制造、能源和運輸系統(tǒng)的方式。 然而，由于構成物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)技術龐大且復雜，沒有一家公司可以獨立提供完整的企業(yè)IIoT解決方案。

為了說明這一點，我們來看一個IIoT系統(tǒng)架構。 IIoT系統(tǒng)不僅僅是增加“智能”設備和傳感器的數(shù)量，還包括通過分布式網(wǎng)絡（包括邊緣節(jié)點、本地IT和云）來傳輸和管理大量數(shù)據(jù)。

圖1

IIoT解決方案包括傳感器和執(zhí)行器、數(shù)據(jù)采集、嵌入式計算、網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)分析、機器學習、可視化、數(shù)據(jù)存儲和管理等

在這個架構中，許多不同的子系統(tǒng)和技術必須結合在一起才能構建完整的解決方案。 IIoT解決方案包括傳感器和執(zhí)行器、數(shù)據(jù)采集、嵌入式計算、網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)分析、機器學習、可視化、數(shù)據(jù)存儲和管理等（如圖1）。

圖2 系統(tǒng)設計人員需要集成來自多個供應商的技術組件

哪一家公司可以獨立提供所有這些技術呢？ 事實是，沒有任何一個供應商可以獨立完成一切。 系統(tǒng)設計人員需要集成來自多個供應商的技術組件，以針對特定應用構建所需的系統(tǒng)來提高質量、產(chǎn)量、效率和安全性（如圖2）。

2導航復雜的通信基礎設施

但管理來自多個供應商的子系統(tǒng)之間的通信并不是一件簡單的任務。 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）的通信堆棧圖很好地說明了這一點。 我們不僅要管理多層通信標準和協(xié)議，而且許多工業(yè)垂直領域（如制造或電網(wǎng)）都有自己的一套工業(yè)協(xié)議來進行導航。

圖3 已經(jīng)部署的傳統(tǒng)M2M系統(tǒng)使用各種專有協(xié)議

此外，還有許多已經(jīng)部署的傳統(tǒng)M2M系統(tǒng)，它們使用各種專有協(xié)議。 這些也必須集成到系統(tǒng)中。 根據(jù)IIC的說法，“這可不僅是制定一小部分標準來管理IIoT的問題，而是需要在多個層面上對復雜且部分競爭的協(xié)議和標準進行精心的規(guī)劃安排。。。。。?！睋Q而言之，就是要打好關系（如圖3）。

3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 ，也就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(xié)議、數(shù)據(jù)文件、Web服務和API。 在IIoT系統(tǒng)中，系統(tǒng)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(tǒng)之間的通信變得簡單，以便系統(tǒng)設計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。

4選擇開放性

開放性是指開發(fā)人員使用該平臺構建和定制系統(tǒng)的容易程度。 在設計包含多個供應商的IIoT系統(tǒng)時，一些可以讓用戶進行編程的功能是：

· 支持許多通信協(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;

· 支持多種數(shù)據(jù)文件類型;

· 軟件開發(fā)工具包（SDK）和模塊開發(fā)工具包（MDK），例如用于ThingWorx平臺的PTC SDK;

· 開源實時操作系統(tǒng)，如NI Linux Real-Time;

· 開放且可擴展的API;

· 插件和附件，例如用于Amazon Web Services的LabVIEW云工具包。

這些功能提供了多種跨技術數(shù)據(jù)通信選擇，可避免系統(tǒng)工程師隨著系統(tǒng)的發(fā)展陷入設計瓶頸。 開放式平臺有助于改善由于技術的功能有限或僅支持一兩種通信協(xié)議所帶來的局限性。

5尋找技術合作伙伴

此外，供應商之間的合作伙伴關系可提供集成服務，從而進一步降低了集成相鄰技術的風險。 通過IIC測試平臺等共同努力成果，參與的公司正在集成來自多個領域的技術，并為預測性維護和智能電網(wǎng)通信和控制等典型的IIoT應用創(chuàng)建參考架構。

這些伙伴關系可以通過NI工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實驗室的技術演示來展現(xiàn)。 該演示在一臺泵上執(zhí)行資產(chǎn)健康監(jiān)測，并結合了多家供應商的技術，包括：

· Flowserve—全流量系統(tǒng)解決方案;

· Hewlett Packard Enterprise—深度邊緣計算和遠程系統(tǒng)管理;

· NI—數(shù)據(jù)采集和特征提取;

· PTC—IoT平臺，包含用于企業(yè)系統(tǒng)的分析和增強現(xiàn)實（AR）功能;

· OSIsoft—數(shù)據(jù)管理和歷史庫。

圖4 Flowserve全流量系統(tǒng)解決方案

圖5 供應商開發(fā)了NI測量平臺、OSI數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和PTC分析平臺等子系統(tǒng)間通信所需的驗證API

由于這種協(xié)作關系，這些供應商開發(fā)了NI測量平臺、OSI數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和PTC分析平臺等子系統(tǒng)間通信所需的驗證API。 因此，準備開發(fā)類似系統(tǒng)的系統(tǒng)設計人員就會清楚這些子系統(tǒng)之間基本不會存在互操作性挑戰(zhàn)，從而放心地進行開發(fā)（如圖5）。

6結論

對于聲稱能夠提供完整IIoT解決方案的供應商，企業(yè)領導者應該給予警惕。 因為一個完整的IIoT系統(tǒng)涉及從數(shù)據(jù)采集到增強現(xiàn)實等諸多技術領域的組件。 相反，所尋找的技術合作伙伴應該認識到與相鄰技術有效集成的重要性，并與其他廠商打好關系。