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工业物联网产业设计存在的问题探讨

2017-01-05

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  无论好或坏,物联网(IoT)已经在我们的日常生活发生;它还在蹒跚学步的阶段,但是发展模式却正在快速设定,如果我们不反复思考物联网的设计方式,我们可能会遭遇很多麻烦,特别是在工业领域。

  物联网市场无疑已经起飞,可穿戴设备、传感器、预测性维修(predictive maintenance)、生产线分析、连网汽车、资产追踪、智能电表、智慧家庭、智慧城市、智慧建筑…等等五花八门的应用随处可见;但是这些方案背后的设计往往不是都那么“智能”。

  或许那些物联网设计是明智且创新的,但通常都太零碎(piecemeal)而且赶着推上市场;被创造出来的是系统中的系统,并没有着重系统级设计议题。

  为了修正物联网的发展轨迹——至少针对工业以及其他关键系统,对象管理小组(Object Management Group,OMG)正积极行动;OMG是一个成立于1989年的技术标准组织,三十多年来协助将各种不同的连网系统结合在一起,最初订定的CORBA (common object request broker)标准,让连网软件对象能互通。

  此外OMG还订定了DDS (data distribution service)以及UML (unified modeling language)标准,现在则是将注意力集中于工业物联网(IIoT),承担了工业因特网联盟(Industrial Internet Consortium,IIC)的管理责任,协助为工业应用定义共享的物联网架构与互通标准。

  工业物联网标准的定义借鉴于OMG的关键任务国防系统标准UPDM,透过后者针对更一般的系统之延伸,也就是UAF (Unified Architecture Framework);UPDM小组共同主席Matthew Hause与Graham Bleakly,最近与笔者谈到了目前物联网设计方法的问题,以及他们对于如何改善的相关建议。

  “我们正尝试让人们远离会被黑客入侵的物联网,”Bleakley表示:“这是正在发生的情况,因为物联网被推动的方式,是基于你可以让任何东西与其他任何东西连结在一起、而且这样很好的概念;但是问题在于,对安全关键、医疗、工业等其他系统来说,如果你抱着这种想法将会遇到很多麻烦。”

  Hause与Bleakly表示,他们提出的想法是以整个系统的角度来考虑物联网设计,采用以模型为基础的系统工程来定义系统以及设计需求,并描述如何将那些字节合在一起。

  “该方法利用数学记号(notation)来描述系统,这种模型能为系统设计产生更精确的规格与标准;”Bleakly表示:“这能避免只有文本(text)时会产生的歧异。”一旦系统模型被定义出来,开发者就能利用模拟工具进行测试并精炼模型以及需求。

  Hause则指出,这种方法的优势之一,是能提供将“做什么(What)”与“如何做(How)”分开的抽象层次(levels of abstraction),采用分层方法例如定义物联网设计、预期收入、性能指针等企业目标,并确保目标达成;模型层(model layer)与实作细节是分开的,让需求测试能独立于解决方案之外。

  其他的层面可能包括如何处理系统产生的数据,以及系统如何与用户进行互动,还有产品支持;Hause解释:“你可以从定义你需要做什么开始,然后决定哪些东西要往什么方向发展。”

  这种方法的另一个好处是能处理完整规模的工业物联网;Bleakley指出,这也就是:“让物联网以企业等级的规模运作,而不是只处理小型任务;这种系统会变得太复杂,再也不是单一设计师能构想出来的。”

  不过Bleakley强调,并非所有物联网内的事物都能支持这种正式且周密的设计程序:“这是针对那些绝对得运作的系统,”例如汽车、发电/配电系统,以及医疗系统。对工业物联网来说,采用以模型为基础的系统化方案来进行设计,是非常有意义的。




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