世界經濟論壇創始人(rén)兼執行主席克勞斯-施瓦布在《第四次工業革命：意味著(zhe)什(shén)麽，如何應對(duì)》一文中討(tǎo)論了(le)第四階段，或 "第四次工業革命"。如标題所示，施瓦布描述了(le)這(zhè)場(chǎng)革命，以及挑戰和(hé)機遇，以及它對(duì)商業的(de)影(yǐng)響。

人(rén)們期望，将數以百萬計的(de)事物(wù)連接到互聯網上，通(tōng)常被稱爲工業物(wù)聯網（IIoT），将成爲第四次工業革命的(de)關鍵驅動力。IIoT由大(dà)量的(de)工業傳感器組成，每個(gè)傳感器都會産生關于制造過程的(de)數據。從這(zhè)些連接的(de)傳感器中收集的(de) "大(dà)數據 "可(kě)以通(tōng)過機器學習(xí)（ML）和(hé)人(rén)工智能（AI）進行分(fēn)析，以預測設備故障和(hé)異常情況，同時(shí)改善工廠的(de)整體運營。

盡管很有希望，但利用(yòng)第四次工業革命概念實施IIoT解決方案說起來(lái)容易做(zuò)起來(lái)難。然而，許多(duō)公司正試圖利用(yòng)這(zhè)些技術和(hé)數據來(lái)改善運營決策。随著(zhe)傳感器變得(de)更加微型化(huà)和(hé)便宜，公司可(kě)以在整個(gè)工廠部署這(zhè)些傳感器，以進行IIoT實施所需的(de)數據收集。

這(zhè)就要求有高(gāo)度的(de)連接性，有方便發送、接收和(hé)使用(yòng)數據的(de)機制。除了(le)來(lái)自小型傳感器的(de)數據外，還(hái)有許多(duō)更複雜(zá)的(de)設備産生大(dà)量的(de)數據。有效地處理(lǐ)這(zhè)種高(gāo)容量和(hé)低容量數據的(de)混合需要在每個(gè)設備的(de)基礎上進行捆綁和(hé)抽象。什(shén)麽是促進這(zhè)一點的(de)最佳方式？

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01

OPC UA已經成爲平穩數據交換的(de)關鍵技術。它比IIoT更早，因爲它是在2008年作爲标準發布的(de)，建立在OPC Classic（DA、A&E和(hé)HDA）的(de)成功之上。實施IIoT項目的(de)公司正在轉向它，因爲它具有安全和(hé)有效地發送和(hé)接收數據所需的(de)四個(gè)關鍵特性：

√  OPC UA管理(lǐ)機構，即OPC基金會，對(duì)設備進行認證，以确保來(lái)自不同供應商的(de)設備互連時(shí)的(de)互操作性。

√  OPC UA使用(yòng)一個(gè)信息模型來(lái)輕松發送和(hé)接收多(duō)種設備的(de)數據。

√  它的(de)通(tōng)信方法有效地連接了(le)使用(yòng)一系列數據要求的(de)設備，用(yòng)于各種應用(yòng)。

√  它應用(yòng)了(le)從信息技術和(hé)操作技術環境中提取的(de)不同的(de)成熟的(de)網絡安全工具，以确保高(gāo)水(shuǐ)平的(de)安全。

一個(gè)公司在考慮實施OPC UA時(shí)應該考慮什(shén)麽？網絡設計者應如何将這(zhè)四種能力用(yòng)于工作？

信 息 模 型

支持多(duō)廠商互操作性的(de)一個(gè)關鍵因素是OPC UA對(duì)信息模型的(de)使用(yòng)（圖1）。因爲特定設備的(de)信息可(kě)以按照(zhào)規定的(de)格式在有意義的(de)塊中處理(lǐ)，所以有可(kě)能監測來(lái)自多(duō)個(gè)供應商的(de)設備之間的(de)操作，而不需要複雜(zá)的(de)工程。例如，如果不通(tōng)過編程識别每塊數據，就不可(kě)能處理(lǐ)來(lái)自機器人(rén)或離心泵的(de)數據。

配 套 信 息 模 型

OPC基金會有一個(gè)爲特定行業和(hé)流程量身定做(zuò)的(de)信息模型的(de)機制，稱爲配套信息模型。OPC基金會這(zhè)樣描述這(zhè)些。

"新的(de)信息模型可(kě)以在OPC UA數據模型的(de)基礎上創建，并最終從OPC UA基礎信息模型衍生出來(lái)。這(zhè)種信息模型的(de)規範（"行業标準模型"，因爲它們通(tōng)常解決一個(gè)專門的(de)行業問題）被稱爲同伴規範。OPC UA基礎設施交換這(zhè)種行業信息模型的(de)協同作用(yòng)在語義層面上實現了(le)互操作性"。

例如，有主控站和(hé)分(fēn)布式控制系統接口标準化(huà)（MDIS）的(de)信息模型，它支持海底油田。還(hái)有IEC 61850，它支持自動化(huà)主機系統與電力控制的(de)整合。也(yě)有用(yòng)于多(duō)個(gè)控制系統之間通(tōng)信的(de)信息模型。創建新的(de)同伴信息模型的(de)指南(nán)和(hé)模闆，以及已經開發的(de)模型的(de)規格，都公布在OPC基金會的(de)網站上。當一個(gè)特定的(de)行業采用(yòng)這(zhè)些模型時(shí)，供應商可(kě)以創建特定于這(zhè)些行業的(de)生态系統。

通(tōng) 信 格 式

OPC UA支持兩種通(tōng)信方法：最初的(de)客戶端-服務器方法，以及最近的(de)發布-訂閱（PubSub）方法。客戶端-服務器方法從OPC Classic的(de)第一個(gè)版本開始就被使用(yòng)。在這(zhè)裏，數據可(kě)以在兩個(gè)設備建立通(tōng)信後進行交換。如果有一個(gè)通(tōng)信問題，可(kě)以通(tōng)過重新發送傳輸或發出警報來(lái)減少影(yǐng)響。相應地，過程數據、警報和(hé)其他(tā)信息可(kě)以無損失地保存，使這(zhè)些信息适合于後續分(fēn)析。

相反，PubSub是一種一對(duì)多(duō)的(de)通(tōng)信方法。一個(gè)發布者設備将其數據廣播給網絡上未指定數量的(de)用(yòng)戶，而目标用(yòng)戶隻獲得(de)數據的(de)相關部分(fēn)。發布者隻發送，訂閱者隻接收，所以如果通(tōng)信失敗，不需要重新發送或其他(tā)行動。訂閱者總是用(yòng)他(tā)們收到的(de)最新數據工作。

相反，PubSub是一種一對(duì)多(duō)的(de)通(tōng)信方法。一個(gè)發布者設備将其數據廣播給網絡上未指定數量的(de)用(yòng)戶，而目标用(yòng)戶隻獲得(de)數據的(de)相關部分(fēn)。發布者隻發送，訂閱者隻接收，所以如果通(tōng)信失敗，不需要重新發送或其他(tā)行動。訂閱者總是用(yòng)他(tā)們收到的(de)最新數據工作。

協作信息服務器

Collaborative information server

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