SOA:构建一个工业操作系统——IT的好处

尽管面向服务的体系结构(SOA)在幕后的使用已经相当普遍，但它绝不是一种预先注定的技术。然而，它的持续扩散确实反映了关键信息从工厂底层稳步向上的进化爬行，将单细胞状设备连接成越来越大的功能网络组件。标准的不断进步，从现场总线到OPC，再到ISA 88/95和Open O&M，等等，已经设计了一个标准堆栈，SOA正在利用它来改变工厂企业的分层DNA。

通过正确的架构，SOA平台可以提供非常智能、用户友好的界面，以便从设备层向上快速映射连接。这将对控制工程师构建工作流以及将设备连接到plc、dcs和hmi的方式产生重大影响。在这样做的过程中获得的是一个更高阶系统的智能，从车间到角落办公室的无缝协调和协作。

David Chappell曾在一家财富500强CPG公司担任全球自动化服务主管近30年，并致力于术语和任务的标准化。他说，让工厂生产人员简化他们有10,000种不同的制造方法或步骤的概念是一项挑战。生产设备和控制系统，每次新产品推出。他说:“你可以非常高效地把它们重新组合起来，制造新产品。”

解码软件巴别塔

SOA的全部愿景还没有实现，还有许多结构和文化方面的工作要做。虽然这是一个简单的术语和概念，但在细节上仍然很混乱，充满了潜在的混乱和挥之不去的地盘之争。但别搞错了:这很有希望。
“SOA可能是拥有最多定义的最简单的概念之一，”ABB协同生产管理解决方案的营销经理Marc Leroux说。具有讽刺意味的是，解决由不同的制造、部门和IT系统术语(通常用于同一个实体)构成的巴别塔所造成的混乱是SOA和支持它所需的标准的主要目标之一。SOA在很大程度上依赖于ISA 88和ISA 95等标准中旨在为命名约定提供清晰度的部分的成功采用。

实现通用术语的基础是在适当的高级抽象级别上工作，使术语的“规范化”能够提供可接受的通用定义——当与标记标识符(例如，'流量计')结合时，这些定义可以很好地平衡通用范围(例如，'流量计127 ')和有用的特异性。在SOA中，标准化包含了企业架构中所有事物的描述性术语，包括资源(设备、材料、工作人员)、流程(工作流)和软件任务(接口、安全、警报、应用程序、报告)。

规范化的基础设施

GE发那科智能平台的产品总经理Greg Milligener从根本上将SOA描述为“如何开发软件的架构概念”。在这方面，你购买的不是包装的东西，而是你工作的媒介。它要求您拥有必要且适当的基础设施工具，以支持集成工程和动态工作流，以支持自适应的基于服务的应用程序。关键目标:能够不断微调、全面适应和优化运营，以实现不断变化的市场需求和不断发展的战略目标。

术语的规范化是构建工厂综合模型的基础。而工厂模型是企业SOA平台的关键支柱之一。通常，规范化的描述符还包含与其相关联的功能属性，从而创建自包含的构建块或软件元素，用于组装更大的复合应用程序。在SOA领域中，所有都被认为是“服务”——因此是面向服务的体系结构。

标准化术语、工厂模型和整个模块化软件服务阵列都是包含在中央存储库或数据库中的基本元素。工作流编排工具(本身就是一个组合应用程序)用于创建流程工作流，这些流程工作流将有关存储库中包含的所有元素的信息与特定的执行功能结合在一起，这些执行功能也被组合为服务。工作流编排工具支持对象服务的拖放，以构建图形化显示的工作流。

为工作流提供动力的软件程序驻留在对象中，因此工作流的构建和修改是流畅而容易的:在适当的位置插入，提交到运行时，然后就完成了。因为它们是在一个中央存储库中管理的，所以网络上的每个服务实例都很容易维护和升级。通过组合和利用，这些对象服务驱动控制系统、hmi、MES、lim和ERP系统中的功能。(与我们的进化模型一样，总有一天，这些系统将不再像我们目前使用的术语那样被视为有边界的系统，而更多地被视为服务对象的库。)

集成操作系统的好处

有了一组一致的定义、事务和工作流程，将它们映射到一起以创建无缝集成的操作系统的任务就简单多了——即使是引用通常在工厂中发现的众多不同系统中的元素。尽管规范化术语和构建全面的工厂模型以及其他关键存储库元素的工作需要大量的前端投入，但随着时间的推移，回报是巨大的。

最突出的好处包括:
•开放传统上完全不同的功能系统，以更自由地共享数据，而无需昂贵的点对点集成;
•无尽的服务重用，无需大量的工程工作;
•极具适应性的配置和重新配置的生产和业务运营，可以以最低的成本进行快速设计;
•快速原型，缺口发现，并修正配置的流程工作流;
•高度基于角色的定制化、情境化的信息呈现;
•从生产线到生产线，从工厂到工厂的最佳实践易于复制;
•通过封装为服务的系统功能的动态自适应控制，广泛利用当前资产投资;而且
•将控制工程人才重新聚焦于工厂优化和性能

总部位于俄亥俄州西切斯特的咨询公司Complete Manufacturing Automation Associates的首席技术官大卫•查佩尔表示:“让工厂员工从模块化、多层次的概念中思考是一项挑战。”“但如果你可以分解并模块化功能，你可以在需要时重新组织它们，你可以获得极大的重用，而不是每次都从头开始。”

创建一个工业操作系统

英维思战略风险投资副总裁Peter Martin说，设计SOA平台的工作是复杂的，但是“如果你做得正确，你会让控制、流程和自动化工程的工作变得更简单、更容易。”Martin领导创建了Invensys/Wonderware支持soa的平台ArchestrA。尽管它很复杂，但如果操作得当，“它的目的是成为一个工业操作系统，提供与现代计算机操作系统相同类型的多任务服务。它可以管理从公共名称空间构建的整个管理服务网络，提供一种架构，在这种架构中，来自不同供应商的数百台车间计算机和不同年份的应用程序已经安装了30多年，具有连接性和互操作性，并像一台计算机一样工作。正是内置的相互连接的广度定义了体系结构的有用性，这使得它不仅可以与来自单个供应商产品线的产品一起工作，而且可以与所有产品一起工作。

“因为你有一个公共的名称空间和连接服务，你不需要调用这些系统。你不需要担心这是谁的系统。你不需要建立通信。您只需要知道标签ID(例如流量计127)。内置了对象管理服务。”
例如，如果'流量计127 '是工厂中的一个新元素，控制工程师可以很容易地将其添加到存储库中共享公共功能的流量计类中。然后，使用图形化工作流工具，将其插入工厂地板模型中的流程工作流中。支持soa的平台管理设备连接服务，以处理将其集成到实际工厂操作中的所有技术细节。

“这是非常强大的。它提供了巨大的生产力提高，”马丁说。“它解放了控制工程师，让他们专注于更高级的事情，比如工厂优化和性能。”

Frank O Smith是印度储备银行出版物的特约撰稿人。

另一篇MBT文章说，随着SOA采用的巩固，良好的治理被认为是关键的下一步。

-由MBT的Renee Robbins编辑www.mbtmag.com

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