微服务将传统资产连接至工业物联网 (IIoT)

May 25, 2018

John Blyler

如果没有互联网连接，工业 4.0 的发展将陷入停顿。然而，全球还有 92% 的设备尚未连接互联网。问题：传统资产数量众多，而且也未采用可连接互联网的设计。传统设备实现互联网连接是至关重要的一步。这是制造商提高旧设备效率的唯一方式，也是优化整体运营的前提条件。换句话说，如果无法全面了解和控制所有资产，制造商将无法作为整体对业务进行优化。未连接资产中存在许多信息和数据缺口，这会导致不可预测的宕机时间、质量控制问题和其它中断，这都会影响整体运营。

实现连接是第一步

理想情况下，工业物联网 (IIoT) 使每个制造商能够将未计划的资产宕机时间降至最低，并预测执行设备维护的最佳时间，以及找到影响产品质量的流程方面的不足之处。ADLINK 美国物联网事务总监 Daniel Collins 表示实际情况完全不同。“实际上，我们距离该解决方案还很遥远。我们的大多数客户对设备没有远程监控。他们必须走近设备进行目视检查。按目前情况来看，这就是所有设备实现连接和传输任何地点数据的能力是物联网重要组成部分的原因，”Collins 说道。传统连接面临的主要挑战是旧资产面向高度封闭的世界构建。大多数制造设备所采用的设计是在本地进行通信，而且只能与同一供应商的其他系统进行通信。“在当今的棕地领域，已部署的长生命周期资产的构建方式无法与云进行通信，”Collins 强调。在这一由封闭系统组成的环境中，将数据转入工业物联网已被证明相当困难。为了缩小这一差距，制造商需要系统将专有数据转换为共同语言。但是，转为采用基于标准的连接仅仅是第一步。现在，问题成为如何处理所有数据。数据应当在资产处、工厂范围（即边缘）内，还是在云端处理？此问题还会影响成本、响应速度和安全性。

今天的解决方案不一定适用于明天

要回答这些问题，需要先了解资产、边缘和云端处的可用带宽和处理能力。此外，还必须考虑有关数据安全和资产管理的其它问题。考虑在数据源附近处理数据的优势。如果采用此方法，则只有紧急警告之类的关键数据才会发送到顶级监控系统。除了提供其它优势外，这还能缩短数据处理时间，同时减少网络上的带宽问题。此外，制造商还必须找到能使工厂车间与数据中心这两个完全不同环境相互配合的方法。例如，谁负责维护工业互联网网络？IT 人员还是工厂操作人员？即使解决了所有这些问题也无法保证未来一路畅通，因为情况会随时间发生变化。市场需求波动、新的自动化类型和制造流程方面的其它变化都会导致要对初始解决方案进行调整。如何才能构建一个不会对制造商的初始决策造成禁锢，并确保留有发展和完善空间的灵活可扩展系统？需要的就是一个可扩展且安全的端到端平台，能够从资产到达边缘和云端。ADLINK 与英特尔^® 展开合作，携手提供符合上述要求的端到端解决方案。

三管齐下

ADLINK Vortex Edge 解决方案提供可随时部署的端到端解决方案，而且覆盖全面，即便是传统资产。根据 Collins 的介绍，Vortex Edge 使用了三管齐下的方法：

连接—该平台基于微服务，几乎可以连接到所有的资产。这使您可以连接到以前无法连接的系统，来捕获和生成数据。
流传输—资产加入连接后，实时数据可以用于任何内部 IT 或 OT 系统、第三方供应商、任何云平台，甚至其他资产。
控制—该平台提供了反馈和控制功能，如端点监控、设备管理、分析等，因此连接的资产可以根据需要进行更新和保护。

最终目标是将大量不同的设备连接至一个通用平台，然后物联网见解交付过程中涉及的所有其他合作伙伴和供应商都可以使用该平台（参见图 1）。

图 1. Vortex Edge 是实现所有工厂资产连接的大型远景规划的组成部分。（资料来源：ADLINK）

由于英特尔提供连接工厂中不同资产类型所需的可扩展性能和基于标准的技术，因此与英特尔的合作关系是此战略的重要组成部分。英特尔^® 技术非常适合微服务方法，为制造商提供了一种填补专有工厂系统与开放 IT 环境之间缺口的方法。这些微服务大大简化了操作设备（例如，旋转类机械）、边缘计算硬件（例如，工厂中的服务器）和企业应用程序（可能在任何云上托管）之间的数据共享。一旦此数据可用，客户喜欢的任何基于边缘和云的分析服务都可以使用此数据，最后使制造商可以完全控制自己的操作。

实际应用

最近，在涉及飓风肆虐区域内近 900 台柴油发电机的紧急响应情况中，Vortex Edge 解决方案的价值得以彰显。负责发电机维护的公司没有任何有关这些发电机的信息，除非派一名工作人员目视检查每台发电机。因飓风造成的破坏和险峻的地形导致前往检查两英里外的发电机需要花费一小时时间。此外，由于地面工作人员的数量有限，因此每天对 900 台发电机中每台发电机的目视检查时间只有 15 分钟。对于每天的其它时间，公司无法了解每台发电机的情况。如果发电机出现故障、燃油耗尽，甚至是起火，公司都无法得知，而这些反复出现的问题使本已遭受重创的社区面临更大的风险。实施 Vortex Edge 解决方案使维护公司可以连接发电机控制系统，并将所有数据点和警告传输回基地，因此任何时候都可以监控所有这些资产。此外，还会将所有这些数据传输到云解决方案，然后在其中借助控制面板优化路线，以将油耗降至最低。