在工廠、辦公室和政府機構的各種裝置之間,都是透過工業控制系統作為通訊的實體骨幹,而且它們通常是獨立於資訊技術(IT)部門運作的。這些實體和數位資產的融合,其中包括了營運技術(OT)和IT,通常被稱為工業4.0——亦即透過控制與認知技術的整合,以為工業運作帶來全面的變革。雖然物聯網(IoT)已經發展了近十年之久,但仍持續在演進之中。相反地,許多控制系統都已安裝使用了數十年,在其各自的運作環境中早已根深蒂固,並且在整合方面已投入龐大資金。因此,工業控制系統代表著數十億美元的市場規模。

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對業者來說,即使他們已準備好邁出下一步,將完全採用IoT技術,但他們仍希望以往在控制系統的龐大投資與資產能夠持續被保留。以一個已安裝了冷凍、空調、照明、產品加工與保全系統的商用倉儲為例。若要把所有的基礎設施全部拆除,再添購新的設備來取代是不合理的——因為不論從設備、整合以及設備停機等方面來看,這都將耗費龐大的成本。

要為既有的裝置與管理系統增加連網功能,只是邁向智慧建築、工業和城市的第一步。透過預測性分析,利用感測器及感測器融合,可為整個系統提供有關各種操作功能的更多數據。但這意味著OT與IT技術之間的衝突,因為這兩個領域採用的是不同的語言與系統。

工業領域常用的標準是以可靠性為著眼點,而且其通訊功能主要是為了在資源有限的裝置之間交換數據。另一方面,在IT領域,主要的需求則是利用高頻寬連接,以便能在客戶端與伺服器之間有效地進行數據移動。因此,兩者採用的通訊模型(亦即協定)與數據模型有顯著的不同,甚至在不同的OT系統之間也存有差異,因為它們通常是由不同的應用與產業組織所定義的。顯而易見的,現在的最大挑戰在於如何克服這些壁壘,以期能從網路、服務和應用程式等各層面來實現互通性。

要克服這些既有系統面臨的新挑戰,必須建立一套無縫、且安全的方式,讓新技術能存取既有系統的數據,並了解其真正的含意。當然,這也需要盡可能地以最具成本效益的方式來實現。

解決方案在於,利用技術在兩個領域之間提供足夠的數據抽象化(abstraction)。如此一來,無論數據是在哪裡產生的以及它是如何傳輸/利用的,都能提供一種簡單的方式在整個基礎架構中存取數據。對於抽象化的需求也同樣適用於執行工業流程所需的關鍵網路服務,包括裝置發現、裝置建立、數據監控/紀錄、事件排程與警示等。在此情況下,抽象化有助於消除裝置類型、製造商以及協定之間的人為壁壘。

透過此抽象層,不僅可以輕鬆管理OT系統,還可以將其擴展到傳統工業工作站或人機介面(HMI)之外的新功能。此系統將能以OT系統整合商和雲端IT服務供應商均可管理的方式來發現並增加新的感測器和服務。

物聯網存取協定(IAP)最早是由Adesto所創建的開放協定,現在已透過ANSICTA進行標準化作業。藉由兩個領域的開發人員都熟悉的應用程式編程介面(API),它能在OT和IT環境之間提供一個共通的介面層。

此協定可為使用REST架構和MQTT傳訊協定的數據與服務提供簡易的存取方式,並支援JSON文件格式。這些API標準化了工業系統中常用的數據、裝置和資源類型,並且是專為在雲端、邊緣、甚至裝置本身上執行所設計的。它們實現了高度靈活的架構,並可在邊緣和雲端之間具成本效益地共享工作負載。這些API獨立於硬體,因此IT專業人員也能存取OT領域的數據,無須擔心底層的協定。

反過來說,現有的工業控制子系統也能利用IAP更輕鬆地與雲端服務連接。透過更簡易地在系統的新、舊組成之間進行擴展與介接,IAP有助於保障既有OT控制系統的投資。

IAP現已提交由LonMark International組成的Web服務任務小組(Web Services Task Group)進行評估,該組織正在尋求為IoT網路服務建立新的標準。IAP已是一個穩固可行的解決方案,並已成為Adesto最近推出的SmartServer IoT產品中的重要一部分。

若IoT真能實現業界所企望的美好願景,它就必須找出一種方式,讓既有系統與IoT之間的介接更為簡單。透過導入IAP,所有層級的開發人員都不再需要耗費精力了解網路在底層架構是如何運作的,就能開發出具優異效能的產品。IAP擁有定義互通性新世代的潛力,而且,隨著建築管理系統近來也成為IoT的重要市場,甚至是新的「邊緣」,這將會為IoT應用帶來深遠的影響。

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