工业互联网联盟迄今最重要的一项工作是于2015年6月发布了工业互联网参考架构IIRA,并通过不断更新,于2017年1月31日发布了更新版本1.8[13]。参考架构文件为工业互联网系统的各要素及相互关系提供了通用语言,在通用语言的帮助下,开发者可为系统选取所需要素,从而更快地实现系统。参考架构文件概括了工业互联网系统的主要特点、在实施工业互联网解决方案前必须考虑的各项要点,并分析了工业互联网的主要问题。
IIC发布的参考架构(IIRA)包括商业视角、使用视角、功能视角和实现视角四个层级(采纳自ISO/IEC/IEEE 42010:2011),并论述了系统安全、信息安全、弹性、互操作性、连接性、数据管理、高级数据分析、智能控制、动态组合九大系统特性。
1.工业互联网的四层视角
1)商业视角:从商业视角来看,在企业中建立工业互联网系统后,利益相关者的企业愿景、价值观和企业目标被更多聚焦。它进一步明确了工业互联网系统如何通过映射基本的系统功能去达到既定目标。这些问题都以企业为主体,讨论如何将商业实现与复杂系统流程对接,目标对象为企业决策者、产品经理和系统工程师。
2)使用视角:使用视角指出系统预期使用的一些问题,通常表示为涉及最终实现其基本系统功能的人或逻辑用户活动序列。这些问题通常牵涉系统工程师、产品经理和其他利益相关者,包括参与工业互联网系统规范制订和代表最终使用用户的人。
3)功能视角:功能视角聚焦工业互联网系统里的功能元件,包括它们的相互关系、结构、相互之间的接口与交互,以及与外部环境的相互作用,来支撑整个系统的使用活动。该视角确定了商业、运营、信息、应用和控制五大功能领域,目标对象为系统组件师、开发商和集成商。
4)实现视角:实现视角主要关注功能部件之间的通信方案与生命周期所需要的技术问题。这些功能部件通过活动来实现协调并支持系统能力。其目标对象为系统组件工程师、开发商、集成商和系统运营商。
2.工业互联网的系统特性
1)系统安全:系统安全是系统运转的核心问题,单个组件的安全不能保证整个系统的安全,在缺乏系统行为预测的前提下很难预警系统安全问题。(www.daowen.com)
2)信息安全:为了解决工业互联网中的安全、信任与隐私问题,必须保障系统端到端的信息安全。
3)弹性:弹性系统需要有容错、自我配置、自我修复、自我组织与计算的自主计算概念。
4)互操作性:工业互联网系统由不同厂商和组织的不同组件装配而成,这些组件需确保基于兼容通信协议的相互通信功能,基于共同概念模型互相交换与解释信息,基于交互方期望在重组方式下相互作用。
5)连接性:无处不在的连接是工业互联网系统运行的关键基础技术之一,针对系统内的分布式工业传感器、控制器、设备、网关和其他子系统,有必要定义新的连接性功能层模型。
6)数据管理:工业互联网系统数据管理包含从使用角度考虑的任务角色和从功能角度看的功能组件的具体协调活动,如数据分析、发布与订阅、查询、存储与检索、集成、描述和呈现、数据框架和权限管理。
7)高级数据分析:分析与先进的数据处理过程将来自传感器的数据进行转换与分析,从而提取能提供特定功能的有效信息,给运营商有见地的建议,支持实时业务与运营决策。
8)智能控制:智能控制提出相关的概念模型,并就如何建立智能弹性控制提出关键的概念。
9)动态组合:工业互联网系统需要对各种来源的分散组件进行安全、稳定和可扩展的组合。这些组合通常基于不同的协议,提供可靠的端到端服务。
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