用工业互联网参考架构优化IIoT连接性
今日,工业互联网联盟(IIC)发布工业互联网参考架构(IIRA)。IIC作为最大IoT联盟拥有170+成员(iiconsortium.org),专注工业系统。IIRA首次公开发布提供跨越业务目标至系统互操作的高层系统架构,确立关键技术指南、定义工业连接可行与不可行边界。
在Real-Time Innovations (RTI),我们视IIRA连接架构为游戏规则改变者。"连接性"是新兴工业物联网(IIoT)最大障碍。IIRA采用分布式"数据总线"方法,简化互操作性同时交付顶级性能、可靠性、安全性。
通用架构的力量
IIoT根本关于构建智能通信的分布式系统。IIRA目标是通过共享架构让所有组件执行、扩展、演进、最优运行。
实现此需跨越计算能力、跨供应商互操作、跨行业桥接的通用架构。随时间通用技术替代定制系统。但现有技术增量采用和集成同样关键。IIC架构融合多种连接技术进统一未来,支撑高度互联世界愿景。
此互操作性挑战是RTI强项。我们参与跨海军系统、航空电子、电力、医疗设备、无人车辆、消费电子、工业控制、广播电视15个标准和联盟。IIC汲取此经验告知架构。
集成挑战
连接多系统时,经典"N平方"互联问题浮现。每对系统须匹配协议、数据模型、通信模式、QoS参数(可靠性、数据率、时序截止)。桥接可解单对,但扩展到N系统需N²桥接——代价高昂。
一解法是约束所有系统单一标准集,如欧洲通用车辆架构(GVA)和德国工业4.0。这简化集成但限制范围,留下许多行业特定需求未满足、使遗留集成困难。
另一极端,单一企业服务总线(ESB)提供单向转换避免N平方问题。但ESB中心化、缓慢、不适合工业应用高速、细粒度需求。
IIRA连接核心标准
IIRA采取中间路径。引入"连接核心标准"——分布式而非中心化。部分端点直连核心;其他经网关转译至核心标准。这消除N平方问题同时保持速度可靠性。
所有遗留和低性能连接技术通过单一网关桥接至核心,将转换数量降至N——连接标准数量。

核心须支持快速数据发现、稳健交换模式、全面QoS——交付可靠性、排序、持久性、寿命、容错——满足可能要求微秒交付或百万数据值的严苛工业应用。

安全必须与架构紧密集成。核心模式——发布/订阅、组播、动态即插即用发现——必须由安全机制镜像。当安全视为另一QoS参数,可无代码变更应用或更新,提供强大灵活保护。
安全延伸至核心外;网关可保护生态系统中任何其他连接技术。
DDS作为核心标准
虽IIRA不规定特定标准,但数据分发服务(DDS)天然契合。DDS提供自动发现、所有必需通信模式、QoS设置、集成安全,成核心标准理想候选。
DDS经验证记录——电力系统、医学成像、空管、SCADA、国防——塑造IIRA设计,提供其可扩展性和韧性信心。
致谢!
感谢构建IIRA的团队。这大型工作获多公司支持,RTI领导连接、分布式数据、互操作性工作。祝贺首发。
物联网技术