通过设计实现连接性

　　正如血液滋养着人体的每个系统一样，信息和数据也是组织各个部分的命脉。问题在于大多数组织的连接性很差。因此，这条命脉不允许在系统之间正确移动，使每个系统都处于孤立，未充分利用和营养不良的状态。

　　数据孤岛是系统连接不良的症状，导致浪费时间和资源，并导致决策不善，错失机会和重复工作，因为每个员工都试图从自己的信息缓存中重新创建现有数据集，很可能是过时的。

　　对统一和汇总信息的需求

　　解决数据孤岛问题的方法是改善这些数据孤岛和系统之间的连接。工业4.0和数字孪生体等行业趋势和标准是这种对统一和聚合信息的需求的顶峰，以连接和策划新的和传统的数据源，从而创建一个更全面、连接性更强的生态系统。

　　通过设计实现连接性不仅扩展和倡导连接性的进步，而且还将连接嵌入到解决方案和软件的实际设计中。根据设计，系统应该能够发现、继承、评估和跨不同系统或组件共享情报。我们应该能够在子单元级别实时监控、分析和控制，并在系统级别和整个生态系统内可视化数据。这是加速数字化的粘合剂。

　　开放永远获胜

　　开放意味着您不会被锁定在单一供应商的解决方案中。您可以自由导入和导出数据。当您使用开放技术编写应用程序时，它可以在任何地方运行。它不必在任何特定的云中运行，也不会强迫您将数据存储在受服务条款约束的云中。您将始终能够访问和导出您的数据。

　　当组织可以在没有任何封闭或专有限制的情况下允许在多供应商设备之间交换数据时，组织可以从中受益匪浅。当使用非专有开放标准时，可以确保数据源和端点之间的互操作性，而没有任何限制。无论使用何种设计平台，都可以轻松完成同行评审，因此设计团队可以以一小部分成本进行协作、创新和加速开发，同时确保数据可靠可靠。

　　开放性取决于标准化

　　对于大多数组织而言，其信息技术基础架构是新、旧版、本地和云应用程序和服务的大杂烩。这些系统不能在一夜之间被取代，并且必须在未来数年甚至数十年内在互联信息生态系统中发挥作用。这些异构且通常地理上分散的系统之间的实时信息交换对于跨职能业务流程支持复杂的业务方案至关重要。

　　行业标准促进开放性，并实现来自不同供应商的产品之间的互操作性。它们为相互理解和促进沟通提供了基础，从而改善了企业间的沟通并加快了发展。具有持久力的互操作性标准包括：

　　ISO 15926 适用于资本项目中的数据集成和互操作性。它解决了系统之间数据的共享、交换和移交问题。

　　ISO 18101 提供了有关系统、单个系统（包括硬件和软件）和组件之间互操作性要求的指南。该标准源于开放标准含羞草CCOM。

　　OPC-UA（统一架构）是工业4.0和工业物联网（IIoT）最重要的通信协议之一。它标准化了工业环境中机器、设备和系统之间的数据交换，以实现平台独立性和互操作性。

　　RAMI 4.0 是一个标准化模型，定义了面向服务的体系结构 （SOA） 和用于网络通信、数据隐私和网络安全的协议。

　　开放式互操作性的行业标准使供应商能够协同工作以打开其系统，以便供应商软件的用户能够全面了解其资产和数据。

　　边缘或云，两全其美 - 只要它们连接在一起

　　在将 IIoT 引入您的组织时，您可能会考虑利用边缘设备直接在设备上收集和处理来自该设备的数据，从而使计算能力更接近数据收集点（IIoT 设备的位置）。这称为边缘计算。

　　边缘计算的作用是引入、存储、筛选数据并将其发送到云系统。SCADA（监控和数据采集）是一种控制系统架构，设计用于工业应用的远程监测和控制。云计算和边缘计算之间的区别只是处理发生的地方。云通过集中式数据中心工作，而边缘计算是点的集合。使用云计算来集中和聚合信息有很多好处，这可以最终形成设施的完整数字孪生体。但是，使用边缘计算也有同样有效和重要的原因，从延迟和带宽问题到成本、可靠性和隐私问题。

　　最终，在超连接和开放的环境中，无论是在集中式还是分布式/边缘IIoT生态系统中，决策者都必须完整，及时，准确和可信地了解资产的性能，从而带来数据孤立生态系统中不可能带来的各种好处。

　　此外，虽然IIoT源具有巨大的个人价值，但它们必须与来自传统传统数据源的信息进行连接和组合，包括资产注册表，工作计划，性能，故障和可靠性管理计划以及维护活动，以优化其对决策者的价值。

　　业务成果和决策

　　注入超连接时，业务成果可能会发生变化。例如，监控钻井作业的团队可能希望确定何时触发钻头更换并最大限度地减少停工。钻头尖端的摄像头和相关传感器测量振动、温度、角速度和运动，然后传输时间序列信号，包括视频、音频和其他数据。在对象识别、精确地理位置和过程链接方面，必须尽可能接近实时地分析这些数据。

　　高级预测分析将钻头状况与过去的模式和类似的钻机或地质进行比较，以确定钻井速度和性能何时会下降到可容忍的速度以下，并识别可预测的组件故障。这些预测与钻井计划相结合，将使操作员能够决定何时更换钻头。

　　理想情况下，备件供应链可以根据预测或更换决策自动触发。触发后，采购订单后跟运输和物流以进行交付和劳动力调度，以便在破损前执行更换。捕获有关每个过程和操作的钻头和滞后时间的数据，以用于将来的汇总研究或。

　　在这种情况下，来自设备的信号需要合成成一组聚合和统一的信息，以获得最佳价值。在这种情况下，时间序列信号、资产注册表数据、性能数据和指标最好一起评估。

　　显然，将云计算和边缘计算与工程模型、可靠性分析、供应链和维护数据相结合可提供最佳结果，但这只有在连接数据集和数据的架构中才有可能。互联数据实时提供上下文，让您了解资产绩效如何影响关键业务指标。

　　人员、流程和数据连接

　　当我们说“设计上的连接”时，我们也意味着人与人之间以及人与数据之间的连接。连接的业务战略导致生产力的指数级增长。

　　业务流程集成不仅与软件有关，而且肯定不仅仅与 IT 有关。业务流程集成通过改进的数据分析策略统一了组织的文化，并使数据可以由人操作或实时自动化。业务流程集成是一项关键业务计划，旨在利用连接性。

　　宾利 iTwin 互联数据环境

　　在 Bentley 的 iTwin 互联数据环境示例图中，与数据采集和聚合相关的业务流程相互关联，共同有助于创建实时数字孪生体。在这种情况下，来自 CAD 工具（如宾利、AVEVA 或 Hexagon 的工具）的工程模型（基于 ISO 15926 标准）的实现架构，这些模型是通过所谓的桥梁获取的。网桥 A 和 B（也称为连接器）了解这些架构并将其转换为 iModel BIS 架构。从那里，获取的数据被聚合成一个统一的工程数据集，然后可用于可视化和分析。

　　同时，来自配置和可靠性管理工具的信息被收集并转换为符合行业CCOM标准的数据模型。与 iModel 一样，此操作数据被收集并统一到操作数据中心。在那里，它可以报告并结合驻留在iModelHub中的工程数据和几何数据，以及通过微软Azure IoT中心提供的IIoT数据，为用户提供完整和实时的数字孪生。

　　数字孪生是物理资产、流程或系统的数字表示，它使我们能够理解和建模其性能。数字孪生体使用来自多个来源的数据不断更新，这使它们能够反映真实世界系统或资产的当前状态。一切都与一切都息息相关，利用这些信息来支持决策的能力是实现数字孪生体真正价值的地方。

　　为什么开放，为什么连接，为什么现在？

　　每个人都说“开放”。但是没有程度的开放性——要么是你是认真的，要么是你没有的。开放技术旨在具有供应商交换功能。采用和本地嵌入模式（如开源和开放互操作性标准，如 ISO 15926 和最近的 ISO 18181），使客户和第三方开发人员尽可能轻松地与应用程序和云服务进行交互。

　　开源和开放数据为创建完整且高保真的数字孪生体铺平了道路，该孪生体在设计、施工、调试、维护和运营的各个方面都充分代表了设施。

　　开放和互联本身并不是一个目标。它是一种企业战略，内置于组织结构中，使该技术的用户能够轻松访问其数据。

　　审核编辑：郭婷