無論好或壞,物聯網(IoT)已經在我們的日常生活發生;它還在蹣跚學步的階段,但是發展模式卻正在快速設定,如果我們不反覆思考物聯網的設計方式,我們可能會遭遇很多麻煩,特別是在工業領域。

物聯網市場無疑已經起飛,穿戴式裝置、感測器、預測性維修(predictive maintenance)、生產線分析、連網汽車、資產追蹤、智慧電表、智慧家庭、智慧城市、智慧建築…等等五花八門的應用隨處可見;但是這些方案背後的設計往往不是都那麼「智慧」。

或許那些物聯網設計是明智且創新的,但通常都太零碎(piecemeal)而且趕著推上市場;被創造出來的是系統中的系統,並沒有著重系統級設計議題。

為了修正物聯網的發展軌跡──至少針對工業以及其他關鍵系統,物件管理小組(Object Management Group,OMG)正積極行動;OMG是一個成立於1989年的技術標準組織,三十多年來協助將各種不同的連網系統結合在一起,最初訂定的CORBA (common object request broker)標準,讓連網軟體物件能互通。

此外OMG還訂定了DDS (data distribution service)以及UML (unified modeling language)標準,現在則是將注意力集中於工業物聯網(IIoT),承擔了工業網際網路聯盟(Industrial Internet Consortium,IIC)的管理責任,協助為工業應用定義共用的物聯網架構與互通標準。

工業物聯網標準的定義借鑑於OMG的關鍵任務國防系統標準UPDM,透過後者針對更一般的系統之延伸,也就是UAF (Unified Architecture Framework);UPDM小組共同主席Matthew Hause與Graham Bleakly,最近與筆者談到了目前物聯網設計方法的問題,以及他們對於如何改善的相關建議。

「我們正嘗試讓人們遠離會被駭客入侵的物聯網,」Bleakley表示:「這是正在發生的情況,因為物聯網被推動的方式,是基於你可以讓任何東西與其他任何東西連結在一起、而且這樣很好的概念;但是問題在於,對安全關鍵、醫療、工業等其他系統來說,如果你抱著這種想法將會遇到很多麻煩。」

Hause與Bleakly表示,他們提出的想法是以整個系統的角度來考量物聯網設計,採用以模型為基礎的系統工程來定義系統以及設計需求,並描述如何將那些位元組合在一起。

「該方法利用數學記號(notation)來描述系統,這種模型能為系統設計產生更精確的規格與標準;」Bleakly表示:「這能避免只有文本(text)時會產生的歧異。」一旦系統模型被定義出來,開發者就能利用模擬工具進行測試並精煉模型以及需求。

Hause則指出,這種方法的優勢之一,是能提供將「做什麼(What)」與「如何做(How)」分開的抽象層次(levels of abstraction),採用分層方法例如定義物聯網設計、預期收入、性能指標等企業目標,並確保目標達成;模型層(model layer)與實作細節是分開的,讓需求測試能獨立於解決方案之外。

其他的層面可能包括如何處理系統產生的資料,以及系統如何與使用者進行互動,還有產品支援;Hause解釋:「你可以從定義你需要做什麼開始,然後決定哪些東西要往什麼方向發展。」

這種方法的另一個好處是能處理完整規模的工業物聯網;Bleakley指出,這也就是:「讓物聯網以企業等級的規模運作,而不是只處理小型任務;這種系統會變得太複雜,再也不是單一設計師能構想出來的。」

不過Bleakley強調,並非所有物聯網內的事物都能支援這種正式且周密的設計程序:「這是針對那些絕對得運作的系統,」例如汽車、發電/配電系統,以及醫療系統。對工業物聯網來說,採用以模型為基礎的系統化方案來進行設計,是非常有意義的。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: The Problem with IIoT Design,by Rich Quinnell)