工业互联网信息模型

  • 栏目:互联网动态 时间:2021-01-03 16:29 分享新闻到:
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  近期工业互联网产业联盟发布了新的工作组架构,关注了下其中智能物联模型特设组的情况。其中华为、腾讯、仪综所等都在其列。

  去年发布的3IM今年看上去会有一些更新,我们看下不同平台对信息模型的定义以及对信息模型未来的一些看法:第一:为什么需要信息模型互操作性,麦肯锡曾经在15年的一个报告中提到物联网的价值有40%需要互操作性。所谓互操作性又分为几层L0,没有互操作性L1,技术互操作性L2,语法\逻辑互操作性L3,语义互操作性L4,实用的互操作性L5,动态互操作性L6, 概念互操作性我详细对于工业互联网联盟来讲,更关注的是互操作性的问题。我们用MQTT来举个例子:L1、 MQTT技术层的互操作性是TCP/IP,L2、语法层确没有互操性,一般是MQTT+Json实现了语法层的互操作性,L3、 语义层也没有互操作性,所以阿里的Alink协议实现了语义层的互操作性。目前的情况是每个平台都有自己的MQTT协议,适配起来非常麻烦。有了互操性的能力以后可以带来很大一个价值就是复用。便于复用,我一直觉得工业的杠杠率不高,一方面是花了很大力气做的一个产品但是面向的客户群却比较少,另一方面就是很多时候都是自下而上而不是自上而下,所以产品功能或者技术难以复用。是否可以有一个建模规则,大家都可以使用这个建模规则创建应用,那么就有可能在个人不同的工程(产品或应用)、同一个企业不同人的工程、同产业链不同企业的工程实现复用。记得学习EA企业架构(Enterprise Architecture)的时候,首先强调的就是,传统信息化的建设方式是需求-解决方案。如果有了EA那就是需求-EA-解决方案。EA就是对企业的所有需求统一架构的关键。我们可以借用这个流程,传统的自动化工程师需要创建一个工程大约是需求-可视化&数据地址。那新的就是需求-OPC UA建模-可视化应用。例如德国工业4.0资产壳的概念,也是借用OPC UA的能力,让设备在生成出来的时候,就带有语义层互操作的协议,同时配套具备同样协议的信息化平台即可实现设备即插即用。目前常见的信息模型举例:目前不管是互联网公司的IoT平台,还是传统自动化公司的平台都能够看到一些设备模型的例子,下面举例几个平台的物模型定义华为:产品信息、服务能力、维护能力阿里:属性、事件、服务 ,另外还包含子设备概念WonderWare:输入输出、历史信息、告警与事件、组态面板、图形标记、逻辑\脚本、安全。其中数据主要指前三个+逻辑\脚本(勉强等同于服务)Thingworx:属性、服务、事件、订阅OPC UA:数据层面基本上是属性、事件、方法。但是定义了非常多的类型以及关系。虽然只是简单罗列了一下这些平台的数据模型,其实可以看到的是大差不差。最基础的都是属性:可能有业务属性、IoT属性(数据是传感器数据)。例如一台发电机,发电机的功率我们算作业务属性、在运行中的转速我们算作IoT属性。属性还可以分为实时和历史、静态和动态等概念。事件:事件可以有很多类型,其中告警是一种IoT平台重要的事件。方法\服务\能力:都是给定一批参数,然后返回一批参数。例如设备的启动可以是一个方法\服务\能力。那如果都差不多,为什么要OPC UA或者为什么要这么重视呢。这就是如果只是说模型中有属性、事件、方法是完全不够的。一个是类型一个是关系。类型刚才已经简单的举例子说事件有某某类型,但是在实际使用中,类型是非常多的,可能根据角色、系统、行业等等不同需要定义非常多的类型(不只是事件类型,还有很多)。关于关系,传统的信息化系统建模一般用UML 表示。很多时候只是说1对多、多对多的关系,但是这些关系也许能够比较清楚的表示程序中的实体对象,但是不能很好的表示物理世界。就拿阿里的子设备概念,首先阿里所谓的子设备并不能表示例如区域、产线、设备、零件、部件这样的父子关系,同时现实生活中也不一定只有父子关系。例如一个车队中的多辆车并不是父子关系、一条官网中的多个阀门也不是父子关系。现在的难点是什么:目前没有统一的建模思想和方法,也就是L6层面没有共识。每个平台都在推自己的信息模型,不利于物联网的快速发展。目前很多模型要么太简单或者太复杂,都不利于推动。例如互联网公司的平台往往只有简单的关系或者类型,很多也是从IT研发的角度定义的模型,不利于表示丰富的现实世界。但是OPC UA我自己认为又太复杂了,至少对目前的情况来讲太复杂,需要做一个精简。行业模型的重要性,我认为最终没办法做一个全行业通用的信息模型,即使是OPC UA,行业的信息模型(行业语义)也是通过不同行业的信息模型实现的,OPC UA在这种情况下只提供了建模方法和基本模型(或类型)。但是我认为,虽然行业模型和基本的建模方法可以同步,就像61850和OPC UA一样,但是如果没有一个统一的方法,行业模型势必难以推广,或不利于跨行业集成。OT、IT、ET思想的统一,IT有EA(例如ArvhMate)这样的建模方法、ET有SysML这样的建模语言、OT目前有OPC UA。虽然三者不是完全的解决同一个问题(例如EA中信息模型或信息架构只占了1/4),但是在信息模型层面应该最终是要统一的。

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