2020年，随着世界调集资源抗击COVID-19病毒大流行，各大制药公司都站在第一线，竞相开发、测试和生产能够帮助保护数十亿人的疫苗。技术在这一努力中发挥了关键作用，不仅在创纪录的时间内研制出新疫苗，而且在确保疫苗的最高质量方面也发挥了关键作用。
强生公司挑战其制药部门杨森生产10亿剂其生产的疫苗。为了实现这一目标，Janssen求助于一家专门在突发公共卫生事件期间快速生产疫苗和其他大量治疗药物的合同制造商。
Janssen需要接近实时的数据来监控关键的生产和质量指标，以确保每一批产品的成功。这是很难实现的，因为合同制造商的操作技术(OT)基础设施，包括控制系统和数据收集，与内部和外部网络，特别是有互联网接入的网络隔离。
Janssen委托总部位于新泽西州Neptune的独立系统集成商Automated Control Concepts (ACC)创建一个安全的数据管道，将这些关键信息提供给Janssen。
为了满足Janssen的信息需求，需要一个安全且可扩展的架构，首先是Janssen提供的Microsoft Azure物联网(IoT) Hub，用于接收来自合同制造商系统的生产和批处理数据。
ACC建议使用电感自动化公司的Ignition软件平台，并将Cirrus Link的MQTT模块作为这个安全数据管道的核心。Ignition提供了一个健壮的开发环境，并支持MQTT消息传递，这对于这个应用程序非常理想，因为它被设计为用于安全、实时、关键任务数据。
使用MQTT, ACC能够建立一个安全网关，确保只传输Janssen的数据。这种架构被证明可以在不熟悉的外部环境中可靠地运行，同时保持数据质量。它还支持制造商以更少的操作人员生产疫苗的能力，这对围绕COVID-19的社会距离要求尤其重要。
Cirrus Link MQTT发射器、分配器和引擎，以及Azure Injector构成了系统的核心，所有这些都运行在感应自动化的点火平台上。MQTT是一种发布/订阅消息传递协议，最初是在20多年前开发的，用于满足在低带宽网络上进行轻量级通信的需要。
MQTT架构需要三个组件:MQTT发送器—产生数据的客户端—通常直接连接到控制或SCADA系统;MQTT引擎，即使用数据的客户端;MQTT服务器，用于将数据从发射器分发到引擎。
ACC为Janssen创建的系统由三个主要组件组成:
- 点火边缘服务器(Ignition Edge Server)在合同制造商的工厂中充当MQTT发射机，它只直接从控制系统收集Janssen的关键过程数据，并通过控制网络防火墙上的一个仅出站的端口将其发布到MQTT服务器。该连接还通过用户身份验证进行保护。
- MQTT服务器，它充当MQTT发送器和云之间的安全桥梁。它包含一个专门用于Janssen数据的数据和历史缓冲区。它的存储转发功能确保在连接不可用时不会丢失数据。服务器还托管Azure注入器。
- 云存储库，它是通过企业级防火墙上的一个仅出站的端口连接到云的。这个云存储库基于Azure IoT hub，并通过Janssen提供的SSL认证证书进行安全保护。
MQTT是一种基于TCP/IP的开放协议，与传统的轮询通信和使用超文本传输协议(HTTP)的客户机/服务器通信相比，MQTT具有高达90%的带宽效率。HTTP报头通常在8000字节左右，而MQTT协议只使用两个字节和几行代码。在这个已经部署了数以百万计的物联网设备的时代，这是关键，其中许多设备的内部内存和处理能力都很低。
2016年发布的MQTT开源Sparkplug B规范为工业应用程序定义了这种可互操作格式的结构，包括主题名称空间定义(用于操作技术通信)、有效负载定义(IT通信)和客户端连接的状态管理，允许工业物联网(IIoT)应用程序彼此无缝通信。
Sparkplug规范推动了MQTT在消费和工业应用中的爆炸性增长。主要用户包括Facebook、谷歌、亚马逊、IBM的沃森和微软的Azure，以及越来越多的工业公司，如感应自动化。
除了网络占用面积小得多之外，MQTT的发布/订阅体系结构也比传统工业自动化协议使用的体系结构更平坦，消除了控制工程师熟悉的自动化金字塔。
当客户端/服务器架构中的客户端直接与端点或服务器通信时，发布者和订阅者从不直接相互通信。相反，它们与一种称为broker的中介进行通信。发布者向代理提供数据，订阅者使用数据。
代理可以在任何地方，例如在云中使用为Janssen构建的系统ACC，或者在私人服务器或PC中，过滤传入的消息并将它们分发给适当的订阅者。这是技术如何在正确的时间提供正确的解决方案的又一个例子，使制造商能够快速生产数百万剂COVID-19疫苗。
