工業物(wù)聯網（IIoT）是智能制造、工業4.0以及其它自動化(huà)和(hé)控制趨勢的(de)關鍵組成部分(fēn)。盡管這(zhè)個(gè)術語可(kě)能被過度使用(yòng)，但下(xià)述問題可(kě)以作爲工程師和(hé)相關人(rén)員(yuán)在規劃、部署和(hé)應用(yòng)等IIoT各個(gè)階段的(de)問題清單模闆。

從數據中獲得(de)前瞻性見解

從其核心來(lái)看，IIoT可(kě)以看做(zuò)是一個(gè)衆多(duō)組件的(de)集合，這(zhè)些組件收集數據并将其傳輸到應用(yòng)程序，然後分(fēn)析和(hé)處理(lǐ)這(zhè)些數據，以獲得(de)有用(yòng)的(de)信息。利用(yòng)這(zhè)些數據，可(kě)以深入了(le)解設備的(de)運行性能（作爲預測分(fēn)析的(de)一部分(fēn)），提供機器學習(xí)或統計分(fēn)析包，或實現豐富的(de)趨勢或曆史圖表和(hé)圖形。

通(tōng)過更多(duō)設備來(lái)收集更多(duō)的(de)數據，工程師、統計學家、數據科學家和(hé)其它參與設備設計和(hé)運營的(de)人(rén)員(yuán)，可(kě)以更全面地了(le)解導緻停機、報廢和(hé)産品質量差的(de)問題。從這(zhè)些數據中獲得(de)的(de)見解，使組織能夠從被動應對(duì)轉變爲主動管理(lǐ)。

擁有數十、數百或成千上萬傳感器和(hé)數據采集器，并不意味著(zhe)就是一個(gè)完整的(de)IIoT解決方案，它還(hái)需要包括處理(lǐ)數據的(de)傳輸機制和(hé)軟件包。制定IIoT戰略必須包括數據通(tōng)信要求、部署标準以及對(duì)所有權、支持或維護的(de)期望。

在您的(de)組織中，IIoT設備是否可(kě)以使用(yòng)與可(kě)編程邏輯控制器（PLC）和(hé)人(rén)機界面（HMI）相同的(de)網絡？設施所在的(de)區(qū)域，是否存在4G/5G無線網絡，IIoT設備是否可(kě)以使用(yòng)這(zhè)些無線網絡？是否允許使用(yòng)其它無線協議(yì)，如低功耗藍牙（BLE）或LoRaWAN？必須根據組織内制定的(de)哪些安全策略或要求來(lái)評估這(zhè)些解決方案？

評估數據來(lái)源

當面臨某些工程挑戰，而IIoT解決方案似乎适合時(shí)，最終設計有幾個(gè)影(yǐng)響因素。工程師首先應評估數據源。

1.是否需要安裝新的(de)傳感器或儀表？如何解決設備的(de)電源和(hé)通(tōng)信布線問題？

許多(duō)IIoT設備可(kě)以使用(yòng)電池供電，根據占空比的(de)不同，使用(yòng)壽命從1年到5年不等。一些設備可(kě)以使用(yòng)安裝點的(de)能源自行供電。

2.該數據有哪些可(kě)能的(de)格式，如MQTT、4-20mA、REST API、RS232、JSON和(hé)RS485？是否需要對(duì)數據進行任何翻譯或轉換？如果是這(zhè)樣，在哪裏轉換？

爲了(le)節省通(tōng)信時(shí)間和(hé)能源，傳感器可(kě)能會傳輸一個(gè)緊湊的(de)比特流，然後需要将其分(fēn)解爲單獨的(de)數據字段。

3.每10秒或10分(fēn)鐘(zhōng)就需要更新一次數據嗎？在每個(gè)通(tōng)信周期内，發送多(duō)少數據？

例如，使用(yòng)LoRaWAN，單個(gè)設備在給定時(shí)間内可(kě)以發送的(de)數據量有上限，帶寬通(tōng)常以單個(gè)或低兩位千比特每秒（kbps）速率進行測量。如果使用(yòng)蜂窩調制解調器，一個(gè)月(yuè)生成的(de)數據量至關重要，了(le)解這(zhè)一點可(kě)以避免超載或其它罰款。

4.數據源和(hé)傳感器之間的(de)距離是以碼/米還(hái)是英裏/公裏爲單位測量的(de)？現有的(de)遠(yuǎn)程網絡是否到位，或者是否需要創建一個(gè)新的(de)網絡？

地形、空間中使用(yòng)的(de)其它頻(pín)率，或物(wù)理(lǐ)基礎設施和(hé)設備可(kě)能會影(yǐng)響不同通(tōng)信協議(yì)的(de)使用(yòng)範圍。這(zhè)可(kě)能會阻塞或減少設備的(de)有效範圍。

确定如何處理(lǐ)IIoT數據

接下(xià)來(lái)，工程師必須确定如何處理(lǐ)生成的(de)數據。這(zhè)些數據點的(de)關聯、存儲和(hé)時(shí)間戳，都對(duì)信息的(de)有效使用(yòng)至關重要。

1.将傳感器與特定部件、設備或區(qū)域關聯的(de)策略是什(shén)麽？誰來(lái)跟蹤已部署IIoT設備的(de)庫存及其位置？

它們是資産，必須按照(zhào)與網絡連接的(de)其它設備相同的(de)政策和(hé)程序進行管理(lǐ)。

2.數據将存儲在何處以及如何存儲？是轉到基于雲的(de)服務還(hái)是傳輸到本地數據庫？如何解決無法訪問互聯網的(de)問題？

在選擇數據存儲解決方案時(shí)，請考慮每天生成的(de)數據量以及必須存儲的(de)數據量。

3.如何同步每個(gè)IIoT設備的(de)時(shí)間或數據生成事件？可(kě)接受的(de)IIoT設備之間的(de)時(shí)間差是多(duō)少？

蜂窩設備使用(yòng)網絡時(shí)鐘(zhōng)，而無線或有線網絡設備可(kě)能使用(yòng)網絡時(shí)間協議(yì)（NTP）。設備間的(de)時(shí)間差隻有幾秒鐘(zhōng)。

4.每個(gè)IIoT設備報告使用(yòng)何種時(shí)間格式？是否需要轉換時(shí)間戳？

一些設備以Epoch格式列出時(shí)間（自1970年1月(yuè)1日起過去的(de)秒數），一些設備以UTC記錄時(shí)間，而其它設備則根據本地時(shí)區(qū)列出時(shí)間。日期和(hé)時(shí)間必須采用(yòng)相同的(de)格式，以便應用(yòng)程序處理(lǐ)、比較和(hé)分(fēn)析設備提供的(de)數據和(hé)信息。

考慮IIoT數據的(de)可(kě)用(yòng)性

由于數據現在保存在數據庫或其它系統中，工程師必須考慮其使用(yòng)或可(kě)訪問性。

1.隻能通(tōng)過IIoT軟件解決方案訪問數據，還(hái)是也(yě)可(kě)以訪問驅動軟件的(de)表格和(hé)數據庫？

一些供應商或解決方案提供商僅提供基于網絡或前端的(de)訪問。這(zhè)種訪問允許進行分(fēn)析或可(kě)視化(huà)，但不允許将數據集成到其它内部解決方案中。

2.軟件是在基于雲的(de)平台中，還(hái)是在組織的(de)環境中運行？正常運行時(shí)間能保證嗎？如果IIoT解決方案在1小時(shí)或1天都不可(kě)用(yòng)，會産生什(shén)麽影(yǐng)響？

随著(zhe)這(zhè)些IIoT解決方案的(de)數據和(hé)分(fēn)析變得(de)越來(lái)越重要，組織可(kě)能需要決定：如果IIoT系統離線，是否應該繼續運行設備。

3.誰有權訪問，訪問權限有哪些？是否允許合作夥伴、承包商或第三方訪問數據？

工程師應與組織的(de)IT或安全團隊合作，以了(le)解數據共享、傳輸數據以及集成到現有的(de)身份和(hé)訪問管理(lǐ)系統中的(de)任何要求。

評估對(duì)IIoT設備的(de)支持和(hé)管理(lǐ)

随著(zhe)IIoT設備和(hé)潛在網絡或網關就位，工程師應評估對(duì)這(zhè)些設備的(de)支持和(hé)管理(lǐ)。

1.誰來(lái)負責應對(duì)設備故障或停機？

例如，電池供電設備的(de)壽命有限，應定期進行維護以更換電池。

2. IIoT設備是否有備品備件，存儲在哪裏？更換故障設備需要多(duō)長(cháng)時(shí)間？組織内誰知道如何執行這(zhè)些任務？

某個(gè)區(qū)域的(de)技術人(rén)員(yuán)可(kě)能需要接受額外的(de)培訓或文件，以便他(tā)們更換這(zhè)些部件。

3. IIoT設備預期壽命是多(duō)少？兩三年後是否有可(kě)用(yòng)的(de)備品備件，确保能夠更換現有硬件？

組織可(kě)能需要根據IIoT領域每年發生的(de)快(kuài)速變化(huà)來(lái)評估其戰略。新的(de)特性或功能可(kě)以提供足夠的(de)價值，以推動定期更換。

IIoT可(kě)以使組織做(zuò)出更明(míng)智、更快(kuài)的(de)決策，并通(tōng)過提高(gāo)效率、節約成本或避免額外的(de)成本來(lái)提升價值。盡管本文提出的(de)問題比回答(dá)的(de)問題更多(duō)，但通(tōng)過這(zhè)些問題和(hé)注意事項，将得(de)到一個(gè)更加穩健和(hé)全面的(de)解決方案，避免在沒有準備的(de)情況掉進IIoT的(de)“陷阱”。

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