FDT工业物联网云的生命周期管理预测

FDT是公认的开放标准，用于集成和自动化工业自动化的生态系统交换——标准、协议、系统、设备、数据交换、服务等等。目前，围绕工业物联网(IIoT)标准的技术工作正在全面展开，以实现被称为FDT IIoT服务器(FITS™)的完整工业物联网架构。

2017年2月6日

图1:工业物联网

本文将重点讨论工业物联网讨论中通常没有涉及的主题;这是FDT成立的基础，也是所有工业应用的心跳所在——生命周期管理，包括工程、配置和诊断。在基于工业物联网云的概念下，未来的生命周期管理将会是什么样的?

简介

工业互联网正在成为下一个技术大趋势，其影响遍及整个商业领域。它有望为公司、政府和消费者带来一系列新的机遇和挑战。

但“物联网”到底是什么意思呢?

物联网背后的基本理念围绕嵌入式微处理器展开，使物理对象能够通过互联网与外部世界互动。然后，这些物体有虚拟的在线代表，通过它们与它们的制造商、用户和其他物体交流。

在工业版物联网中，“物”通常是机器和装置，例如，用于控制物理过程的本地控制系统、智能传感器和执行器(见图1)。

在操作现代工业装置时，获取所有信息的能力是一个重要方面。这里的典型流行语包括大数据、分析、决策支持和辅助系统，一直到智能工厂。

运营管理和维护任务对于所有工业设备获取资产信息至关重要，但通常不会在工业物联网的背景下进行讨论，包括:

•规划、配置、编程、调试和诊断

•本地运营和监控

•SCADA, PLM, MES和ERP系统的任务

目前，这些任务主要在拓扑的本地级别执行。相应的软件工具直接或通过本地网络连接到机器或安装。然而，展望未来，这些重要的操作任务的工作职责将由云来预测，或者至少部分由云来预测。

如今，FDT主要用于工业生命周期的关键功能。下一节将解释如何定位该技术以在IIoT环境中处理这些相同的功能。

该技术如何与工业物联网合作

工业物联网服务通常运行在云端，并通过虚拟代表与物理事物进行交互。设备类型管理器™(DTMs™)是在PC上执行的物理设备的虚拟代表，但也可以在云中执行。对于在云中执行，需要一个基于云的接口应用程序，比如一个基于Microsoft Azure平台的接口应用程序。对于FDT，同样的场景也适用:基于云的FRAME Application™系统将通过虚拟代表基于传感器的物理设备的DTM软件接口支持用于系统工程、配置和诊断的IIoT服务(见图2)。

要在云环境中使用DTM用户界面，它们必须具有web功能。目前正在通过FDT小组移动技术工作组建立基于当前版本FDT标准(2.0)的DTM web界面。

在最近发布的FDT/OPC UA信息建模附件中，支持基于云的FRAME应用程序与服务器和客户端组件接口的规范已经存在。这允许FRAME应用程序使用当前的FDT标准成为一个一体化的客户/服务器接口。当DTM可以使用web界面时，DTM设备模型将在服务器上执行，而DTM用户界面将在客户端执行(见图3)。

DTM的提供和安装

在工业物联网环境中提供和安装dtm必须对用户透明地运行。最简单的方法是，当需要时，从一种存储中自动加载所需的dtm(参见图4)。

自动加载DTM设置程序并在后台执行安装的概念是DTM的一个优点。M&M的软件迪年代撕使这一概念作为云服务可用，并可用于希望集中提供ddm的设备制造商。的迪年代撕还提供REST(具象状态传输)）集成到各种软件工具和其他云服务的接口。

与物理设备通信

未来许多类型的设备将能够通过互联网直接发送和接收数据。发表在FDT上的一篇文章设备集成策略2016年11月通讯，题为《跨所有网络层和协议的无缝数据交换，详细阐述了这一主题。

在支持FDT iiot的应用环境中，通过FRAME和DTM(一种特殊的DTM组件，称为DTM)实现无缝设备通信DTM的沟通(Comm DTM)用于支持设备各自使用的物联网协议(典型物联网协议包括AMQP和DDS，工业4.0甚至考虑通过AMQP使用OPC UA的隧道)。设备DTM通过Comm DTM服务与设备进行数据交换。

Comm DTM管理到设备的连接(即，如何连接到云和/或连接是安全的)。这类Comm DTM通常是基于云的FRAME Application的组成部分，因为这些功能与其他应用程序功能(如用户和授权管理)紧密相连。

随着越来越多的设备直接连接到互联网，似乎很可能会使用特殊的工业物联网数据收集器或桥。这些组件将通过传统的工业网络与云连接传感器/驱动器。在FDT IIoT环境中，网关ddm充当数据采集器或桥和相应通信服务的虚拟代表。

与其他物联网服务的交互

其他物联网服务使用描述性模型来完成任务，例如规划或模拟系统(关键字:数字工厂)。为了使FDT服务与其他服务进行有意义的交互，描述性模型和DTMs之间需要引用，它们引用的是相同的设备(见图6)。

描述性模型用于计算机辅助工程(CAE)工具中，用于规划机器或安装的机械和电气设计。理想情况下，这些工具也应该从一个中央存储中自动获得描述性模型——从而为用户提供完全的透明度。

CAE工具中生成的机械/电气系统描述可以通过标准化的描述模型(例如AutomationML)转发到FDT服务云。然后提供这些信息，从存储中自动加载相应的DTMs，并将其用于自动化解决方案的工程、配置和诊断(plc、传感器/执行器、驱动器、人机界面等)(见图7)。

结论

出于各种安全原因，只允许某些应用程序在云上工作，或者根本不允许，即使从技术角度来看这是完全可能的。除此之外，肯定会有没有互联网连接的情况，尽管这在未来不太可能成为一个问题。

本文中介绍的FDT概念既可以在本地操作，也可以在云中操作，并且可以在任何配置中组合。dtm不仅适用于本地软件工具，而且也适用于云。本地工具可以与云同步——例如，如果用户当前在办公室并且有互联网连接。

事实上，非互联网设备可以通过ddm在IIoT系统中映射，这是FDT概念的一个主要优势，同时解决了通常不在IoT平台上处理的应用程序，因此已经交付了系统工程、配置或诊断所需的大部分内容。FDT集团技术工作组正在全力实施以下对标准的扩展，这些扩展将需要实现FDT iiot支持的、独立于制造商的解决方案: