正如血液滋養(yǎng)著人體的每個單獨系統(tǒng)一樣，信息和數(shù)據(jù)是組織每個部分的生命線。問題在于大多數(shù)組織連接不緊密。因此，不允許這種命脈在系統(tǒng)之間正確傳播，使每個系統(tǒng)都處于孤立、未充分利用和營養(yǎng)不良狀態(tài)。

數(shù)據(jù)孤島是系統(tǒng)連接不良的癥狀，這會導致時間和資源浪費，并導致決策不力、錯失機會和重復工作，因為每個員工都試圖從他們自己的（很可能是過時的信息緩存）重新創(chuàng)建現(xiàn)有數(shù)據(jù)集。

對統(tǒng)一和匯總信息的需求

解決數(shù)據(jù)孤島問題的方法是改善這些數(shù)據(jù)孤島和系統(tǒng)之間的連接。工業(yè) 4.0 和數(shù)字孿生等行業(yè)趨勢和標準是這種對統(tǒng)一和聚合信息的需求的頂峰，以連接和管理新舊數(shù)據(jù)源，從而創(chuàng)建一個更全面、更互聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)。

連接設計不僅擴展并倡導連接的進步，而且還將連接嵌入到解決方案和軟件的實際設計中。根據(jù)設計，系統(tǒng)應該能夠在不同的系統(tǒng)或組件之間發(fā)現(xiàn)、繼承、評估和共享情報。我們應該能夠在子單元級別實時監(jiān)控、分析和控制，并在系統(tǒng)級別和整個生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)可視化數(shù)據(jù)。這是加速數(shù)字化的粘合劑。

開放總是贏家

開放意味著您不會被單一供應商解決方案所束縛。您可以自由導入和導出數(shù)據(jù)。當您使用開放技術(shù)編寫應用程序時，它可以在任何地方運行。它不必在任何特定的云中運行，也不會強迫您將數(shù)據(jù)存儲在受服務條款約束的云中。您將始終能夠訪問和導出您的數(shù)據(jù)。

當組織允許在多供應商設備之間交換數(shù)據(jù)而沒有任何封閉或?qū)Ｓ邢拗茣r，可以從許多優(yōu)勢中受益。當使用非專有開放標準時，數(shù)據(jù)源和端點之間的互操作性得到保證，沒有任何限制。無論使用何種設計平臺，都可以輕松完成同行評審，因此設計團隊可以以極低的成本進行協(xié)作、創(chuàng)新和加速開發(fā)，同時確保數(shù)據(jù)穩(wěn)健可靠。

開放取決于標準化

對于大多數(shù)組織來說，他們的信息技術(shù)基礎架構(gòu)是新的、舊的、本地的和云應用程序和服務的大雜燴。這些系統(tǒng)不可能在一夜之間被取代，并且必須在未來幾年甚至幾十年內(nèi)在互聯(lián)信息生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮作用。這些異構(gòu)且通常地理位置分散的系統(tǒng)之間的實時信息交換對于跨跨職能業(yè)務流程支持復雜的業(yè)務方案至關重要。

行業(yè)標準促進了開放性，并實現(xiàn)了不同供應商的產(chǎn)品之間的互操作性。它們?yōu)橄嗷ダ斫夂痛龠M溝通提供了基礎，從而改善了業(yè)務間的溝通并加快了發(fā)展速度。具有持久力的互操作性標準包括：

ISO 15926適用于資本項目中的數(shù)據(jù)集成和互操作性。它解決了系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享、交換和移交問題。

ISO 18101為系統(tǒng)系統(tǒng)、單個系統(tǒng)（包括硬件和軟件）和組件之間的互操作性要求提供指導。該標準源于開放標準MIMOSA CCOM。

OPC-UA（統(tǒng)一架構(gòu)）是工業(yè)4.0和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）最重要的通信協(xié)議之一。它標準化了工業(yè)環(huán)境中機器、設備和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，以實現(xiàn)平臺獨立性和互操作性。

RAMI 4.0是一個標準化模型，定義了面向服務的體系結(jié)構(gòu) （SOA） 和用于網(wǎng)絡通信、數(shù)據(jù)隱私和網(wǎng)絡安全的協(xié)議。

開放式互操作性的行業(yè)標準使供應商能夠協(xié)同工作以開放其系統(tǒng)，以便供應商軟件的用戶全面了解其資產(chǎn)和數(shù)據(jù)。

邊緣或云，兩全其美 - 只要它們連接

在將 IIoT 引入您的組織時，您可能會考慮利用邊緣設備直接在設備上收集和處理來自該設備的數(shù)據(jù)，從而使計算能力更接近數(shù)據(jù)收集點（IIoT 設備的位置）。這稱為邊緣計算。

邊緣計算的作用是攝取、存儲、過濾數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到云系統(tǒng)。SCADA（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）是一種控制系統(tǒng)架構(gòu)，專為工業(yè)應用的遠程監(jiān)測和控制而設計。云和邊緣計算之間的區(qū)別只是處理發(fā)生的地方。云通過集中式數(shù)據(jù)中心工作，而邊緣計算是點的集合。使用云計算來集中和聚合信息有很多好處，最終可以形成設施的完整數(shù)字孿生。但是，使用邊緣計算也有同樣有效和重要的原因，從延遲和帶寬問題到成本、可靠性和隱私問題。

最終，在高度連接和開放的環(huán)境中，無論是集中式還是分布式/邊緣 IIoT 生態(tài)系統(tǒng)中，決策者都必須全面、及時、準確和可信地了解資產(chǎn)的性能，從而帶來在數(shù)據(jù)孤立的生態(tài)系統(tǒng)中不可能獲得的各種好處。

此外，雖然IIoT饋送具有巨大的個人價值，但它們必須與來自傳統(tǒng)遺留數(shù)據(jù)源的信息連接并結(jié)合，包括資產(chǎn)注冊表，工作計劃，性能，故障和可靠性管理計劃以及維護活動，以優(yōu)化其對決策者的價值。

業(yè)務成果和決策

注入超連接時，業(yè)務成果可能會發(fā)生變化。例如，監(jiān)視鉆井作業(yè)的團隊可能希望確定何時觸發(fā)鉆頭更換并最大程度地減少停工。鉆頭尖端的攝像頭和相關傳感器測量振動、溫度、角速度和運動，然后傳輸時間序列信號，包括視頻、音頻和其他數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)必須盡可能接近實時地分析，包括對象識別、精確地理定位和過程鏈接。

高級預測分析將鉆頭狀況與過去的模式和類似的鉆機或地質(zhì)進行比較，以確定鉆井速度和性能何時會降至可容忍速度以下，并確定可預測的組件故障。這些預測與鉆井計劃相結(jié)合，將使操作員能夠決定何時更換鉆頭。

理想情況下，備件供應鏈可以根據(jù)預測或更換決策自動觸發(fā)。觸發(fā)后，采購訂單之后是運輸和物流以進行交付，以及勞動力調(diào)度以在破損之前執(zhí)行更換。捕獲有關每個過程和操作的鉆頭和滯后時間的數(shù)據(jù)，以供將來的聚合研究或。

在這種情況下，來自設備的信號需要合成為一組聚合和統(tǒng)一的信息，以實現(xiàn)最佳價值。在這種情況下，最好同時評估時間序列信號、資產(chǎn)注冊表數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)和指標。

將云計算和邊緣計算與工程模型、可靠性分析、供應鏈和維護數(shù)據(jù)明確結(jié)合可提供最佳結(jié)果，但這只有在連接數(shù)據(jù)集和數(shù)據(jù)的架構(gòu)中才有可能。互聯(lián)數(shù)據(jù)實時提供上下文，使您能夠了解資產(chǎn)性能如何影響關鍵業(yè)務指標。

人員、流程和數(shù)據(jù)連接

當我們說“設計連接”時，我們也意味著人與人之間以及人與數(shù)據(jù)之間的連接。連接的業(yè)務策略可導致生產(chǎn)力的指數(shù)級增長。

業(yè)務流程集成不僅與軟件有關，當然也與IT有關。業(yè)務流程集成將組織的文化與改進的數(shù)據(jù)分析策略統(tǒng)一起來，并使數(shù)據(jù)能夠由人們操作或?qū)崟r自動化。業(yè)務流程集成是一項旨在利用連接性的關鍵業(yè)務計劃。

Bentley 的 iTwin 互聯(lián)數(shù)據(jù)環(huán)境

在 Bentley iTwin 互聯(lián)數(shù)據(jù)環(huán)境的示例圖中，與數(shù)據(jù)采集和聚合相關的業(yè)務流程相互關聯(lián)，共同為創(chuàng)建實時數(shù)字孿生做出了貢獻。在這種情況下，CAD 工具（例如 Bentley、AVEVA 或 Hexagon 的工程模型）通過所謂的橋梁獲取，這些模型實現(xiàn)了基于 ISO 15926 標準的架構(gòu)。網(wǎng)橋 A 和 B（也稱為連接器）了解這些架構(gòu)并將其轉(zhuǎn)換為 iModel BIS 架構(gòu)。從那里，獲取的數(shù)據(jù)被聚合成一個統(tǒng)一的工程數(shù)據(jù)集，然后可用于可視化和分析。

同時，來自配置和可靠性管理工具的信息被收集并轉(zhuǎn)換為符合行業(yè)CCOM的數(shù)據(jù)模型。與 iModel 一樣，這些運營數(shù)據(jù)被收集并統(tǒng)一到運營數(shù)據(jù)中心中。在那里，它可以報告并與駐留在iModelHub中的工程數(shù)據(jù)和幾何數(shù)據(jù)以及通過Microsoft Azure IoT中心提供的IIoT數(shù)據(jù)相結(jié)合，為用戶提供完整的實時數(shù)字孿生。

數(shù)字孿生是物理資產(chǎn)、流程或系統(tǒng)的數(shù)字表示，它使我們能夠理解和建模其性能。數(shù)字孿生使用來自多個來源的數(shù)據(jù)不斷更新，這使他們能夠反映現(xiàn)實世界系統(tǒng)或資產(chǎn)的當前狀態(tài)。一切都與一切相連，使用這些信息來支持決策的能力是實現(xiàn)數(shù)字孿生的真正價值的地方。

為什么打開，為什么連接，為什么現(xiàn)在？

每個人都說“開放”。但是沒有開放程度——要么你是認真的，要么你不是。開放技術(shù)旨在具有供應商交換功能。采用并本機嵌入模式，例如開源和開放互操作性標準（如 ISO 15926 和最近的 ISO 18181），使客戶和第三方開發(fā)人員能夠盡可能輕松地與應用程序和云服務進行交互。

開源和開放數(shù)據(jù)為創(chuàng)建完整、高保真數(shù)字孿生鋪平了道路，該數(shù)字孿生在設計、施工、調(diào)試、維護和運營的各個方面都完全代表了設施。

開放和連接本身并不是一個目標。它是一種內(nèi)置于組織結(jié)構(gòu)中的企業(yè)戰(zhàn)略，使該技術(shù)的用戶能夠輕松訪問其數(shù)據(jù)。

審核編輯：郭婷