工业物联网架构:问题与答案

物联网正在制造巨大的炒作，这个概念具有真正的力量和价值，但它需要一种新的方法来实现。B&B Electronics的物联网产品和战略总监Mike Fahrion就“工业物联网架构”这一主题进行了网络直播，除了口头和录音回答之外，还有其他问题。接下来的答案是工业物联网(IoT)主题，包括工业网络规模、覆盖系统、IPv6、IT和运营之间的合作以及安全性等。点击这里进入由B&B Electronics赞助的物联网网络直播。

网络直播问题:在工业环境中，一个离散的制造设施，通常会考虑的网络的平均大小是多少?

Fahrion回答:节点的数量将取决于投资的回报。例如，如果一家工厂有500台大功率电机，理论上能耗提高20%将产生积极的经济回报，那么就有动力增加500个新的网络端点。在任何工厂，你都可以对“重要的东西”进行审计，这些东西可能很重要，因为能源/资源消耗，或者如果它失败了，生产力的高成本损失，或者其他一些原因。“重要物质”的数量可能与适合该植物的端点数量密切相关。

问:没有硬连线电源的传感器能量收集技术的现状如何?

Fahrion:我们现在正在研究这个。室外太阳能很容易，室内太阳能可以用低功率的终端节点来管理(想想300微瓦的低功率)。具有热和振动特性的应用(用于能量收集以为传感器供电)也可以管理，但更具体的应用。

能量收集也有一个需要考虑的细微差别。大多数收集应用需要一个存储元件，大概是电池或电容器，这些存储元件有自己的预期寿命。一旦我们获得足够低的功耗，成为一款实用的收割机，我们也很可能达到一次电池方案可以持续5年或更长时间的程度。需要对收集机制的价值做出投资回报(ROI)决策，这可能会将服务周期从(可能)5年延长到10或12年，但不会无限延长。

问:IPv6会很快被广泛采用吗?

Fahrion:但事实并非如此，至少在工业物联网领域并非如此，网关和专用网络是标准，产品生命周期为10年或更长时间。

问:对于如何促进(IT和运营领域的人员)技能组合之间的合作，您有什么建议或最佳实践吗?

Fahrion:在工业世界中，我认为我们都遇到了自动化和IT之间的一些摩擦。我的看法是，这种情况一直在改善。工业物联网实际上是操作技术(OT)和信息技术(IT)的结合。任何在这种合作中挣扎的公司都面临风险。像任何变革管理一样，找到一个共同的目标，让团队团结起来，推动“速胜”是一个很好的策略。我的建议:很多人都与节能这个主题联系在一起。几乎每个工厂都有大量的机会来减少能源或自然资源的消耗。一旦你让跨职能团队为一个共同的目标而努力，你很可能会看到好事发生。

Q: overlay network的概念对我来说意味着带宽过大的网络架构和启用QoS特性。我没有听到任何关于这两个概念的评论。难道人们不应该被提醒去实现比他们现在需要的更多的东西来支持未来的覆盖网络流量吗?

Fahrion:到目前为止，我们看到的覆盖网络并没有共享相同的IP网络;它们是“插入式”网络，通常由网关连接的无线传感器网络或IP设备组成，通过蜂窝路由器后面的独立网络连接。也许我们会看到更多人愿意利用现有的IP网络;你说得对，为明天而建今天的网络是一个很好的实践!

问:对我来说，代理概念似乎是递归的(例如，流程代理为区域代理提供服务，区域代理为工厂范围的代理提供服务，以支持企业代理)。什么决定何时何地建立一个经纪人?

Fahrion:是的，您可以根据需要组织代理层次结构，以支持应用程序需求。例如，需要许多客户机到客户机事务的应用程序可能使用与许多客户机通常向中心位置发布数据的应用程序不同的层次结构。

问:终端设备的安全成本很高。您对在哪里实现安全层有什么想法?针对统一物联网语言(协议)开发的最普遍的标准是什么?欧洲在标准化方面是否比美国走得更远?如果是这样，我们在考虑应用程序开发时是否应该从那里寻求指导?

Fahrion:安全是一个需要大量关注和勤奋的话题。我不确定与已经通过我们网络的其他形式的网络流量(例如我们所有的金融交易)相比，物联网有什么“新”。然而，应用程序的多样性和网络设备的类型正在爆炸式增长。

问:谁制造覆盖系统?

Fahrion:任何覆盖网络都是在不触及现有系统的情况下从现有过程中提取信息的任何手段。在某些情况下，应用覆盖系统意味着安装额外的传感设备和通信，无线传感网状网络，可以通过网关向应用程序提供信息。

问:您是否发现客户在将控制例程定位到云端还是边缘时犹豫不决?

Fahrion:是的，在一段时间内，过程控制仍将是本地功能。但是，收集和分析来自一个或多个远程过程的过程数据是“云”(公共或私有)的优秀应用程序。滥用一个家庭自动化的例子，我认为把恒温器的控制功能转移到云端并没有真正的好处。但是，收集、分析和关联环境和能源消耗数据的能力，以确定提高效率的机会，并可能向能源生产商提供前瞻性的供需信息，这可能是一个很好的应用。

问:既然您提到了工业传感器和执行器，那么无线技术在工业物联网中的作用是只在监控方面，还是在控制方面?

Fahrion:在不久的将来，它将用于监控，提供有关资源消耗、机器状态、生产力等信息，直至报告、警报/警报和分析应用程序。接下来可能是监督控制，提供条件报告，如果没有提供人工响应，则采取一些预先设定的故障安全措施。今天的工业物联网应用并不是在谈论实时类型的控制。

问:你说没有巨大的资本支出。说服预算持有人实施物联网解决方案仍然存在很大障碍。不算是问题，我想更像是陈述。

Fahrion:非常真实的。在工业世界中，最早的采用者是那些节约潜力最大的人。我在能源效率和机器调节领域看到了一种早期采用者的模式。根据机器的大小/成本/生产率，这两种方法都有很大的“容易摘到的果实”机会，可以实现低风险的快速投资回报率。一个发展得更远的行业细分是远程信息处理。这个行业有稳定的投资回报率(至少对商用车队来说)已经有十年或更长时间了。

- Mike Fahrion是B&B Electronics的物联网产品和战略总监。编辑:马克T.霍斯克，内容经理，CFE媒体，控制工程，mhoske@cfemedia.com。

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