物聯網最主要的驅動力之一來自於商業和工業化應用,因為這可以大規模地體現其經濟價值。不過,傳統工業裝置往往不喜歡改變,因為控制裝置數量龐大、安全可靠性等原因。不久前,英特爾的子公司—風河公司全球產品與營銷高階副總裁jim douglas用生動的比喻講述了工業物聯網的部署。
數以千計的plc管理並不難
物聯網是非常有意思的概念。之前30年,業界一直在幫助客戶安全地防護好他們的資料,封閉在生產系統之內,不至於外洩。但是,現在我們又要幫助客戶把企業的生產系統開放,給出資料,分享資料,傳到雲端。
在it(資訊科技)端,強調的不是物理裝置的安全性,而是資料的安全性。而物聯網主要是強調既要滿足物理裝置的需求,也要滿足it架構下資料安全性的需求。
以工業plc的物聯網部署為例,如何把開發出來的軟硬體部署到上千個plc(可程式設計邏輯控制器)上,同時你還可以去監測、控制這些裝置?
第一步,過去你肯定是乙個個地裝硬體,然後再乙個個地裝軟體。但是在物聯網場景下,你就不用乙個個地裝軟體了,全部是遠端操作。安裝的過程首先是你知道它已經裝上了,已經辨別出來了。同時要確保它是聯網的,但是要限制它能夠訪問網路的功能。總之,就是你安裝的過程是乙個合規的過程,它符合安全的效能要求。
安裝、配置好之後,你要檢測它是否正常工作。接下來你就要進行資料分析了。通過資料分析找到各種變化的趨勢,做出運營管理的決策。在執行一段時間後,裝置可能需要更新換代,直到其生命週期到了退役的終點,這期間都需要進行管理。
比如在雲端實驗室,一千件plc同時進行大規模的使用測試。測試的過程也是除錯的過程,可確保它真地放到現實當中使用時是可以非常平穩執行的。而且測試的不是一件,而是上千件。除錯成功後,我對現實的物聯網當中去部署它就非常有信心了。
再回到一開始的概念,從前端裝置上提取這些資料,上傳到雲端,雲端進行分析之後把結果再帶回到裝置這端,這就是整個的迴圈過程。
煉油廠的改變
如何改造傳統工廠?舉乙個煉油廠的例子。因為石化專案一般對安全性要求很高,所以很多裝置都是三倍冗餘度。如果我們觀察一下整個裝置的架構(如下圖左圖),可以看到最底層的架構是開關閥,要去控制開關和閘,你就要有plc去進行控制。再上面一層是控制單元,控制所有的plc。
為了確保這個裝置系統是安全、可靠,需要隨時有備份,因此儘管你只需要1000件,但是備份三倍就變成3000件。乙個裝置壞了,第二個裝置馬上就要上線,第二個裝置壞了第三個裝置立即上線。
這種裝置整個的開發、維護成本是非常高昂的。因為所有硬體數量龐大,而且硬體需要人工一一測試,包括更新裡面的軟體。所以傳統安全要求的行業根本就不願意採用任何新技術,盡量繼續維持。所以這樣的化工廠,20年基本上技術裝置是一成不變的。
2023年網際網路**已經開始發表,到現在物聯網的出現與技術日新月異,但煉油廠20年都沒變過!風河提供的建議如上圖,下面叫執行器、控制器,中間那層是plc,最上面一層是控制層。現在我們乾脆把最上面的控制層拿掉,把它們全部虛擬化。我所有的控制層全部都是雲端的虛擬。因為虛擬化了,所以我可以持續地進行最新的版本更新。
過去三十年中,風河所做的系統可謂是高可靠性、安全的解決方案。至今全球已有20億個裝置搭載了風河技術,橫跨的行業很廣,從國防到工業控制,從通訊到交通。
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