工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計面臨的挑戰(zhàn)

在做任何事之前能先仔細想想，是件好事…

無論好或壞，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）已經(jīng)在我們的日常生活發(fā)生；它還在蹣跚學步的階段，但是發(fā)展模式卻正在快速設(shè)定，如果我們不反復思考物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計方式，我們可能會遭遇很多麻煩，特別是在工業(yè)領(lǐng)域。

物聯(lián)網(wǎng)市場無疑已經(jīng)起飛，穿戴式裝置、傳感器、預(yù)測性維修（predictive maintenance）、生產(chǎn)線分析、連網(wǎng)汽車、資產(chǎn)追蹤、智慧電表、智慧家庭、智慧城市、智慧建筑…等等五花八門的應(yīng)用隨處可見；但是這些方案背后的設(shè)計往往不是都那么「智能」。

或許那些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計是明智且創(chuàng)新的，但通常都太零碎（piecemeal）而且趕著推上市場；被創(chuàng)造出來的是系統(tǒng)中的系統(tǒng)，并沒有著重系統(tǒng)級設(shè)計議題。

為了修正物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展軌跡──至少針對工業(yè)以及其他關(guān)鍵系統(tǒng)，對象管理小組（Object Management Group，OMG）正積極行動；OMG是一個成立于1989年的技術(shù)標準組織，三十多年來協(xié)助將各種不同的連網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)合在一起，最初訂定的CORBA （common object request broker）標準，讓連網(wǎng)軟件對象能互通。

此外OMG還訂定了DDS （data distribution service）以及UML （unified modeling language）標準，現(xiàn)在則是將注意力集中于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT），承擔了工業(yè)因特網(wǎng)聯(lián)盟（Industrial Internet Consortium，IIC）的管理責任，協(xié)助為工業(yè)應(yīng)用定義共享的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與互通標準。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準的定義借鑒于OMG的關(guān)鍵任務(wù)國防系統(tǒng)標準UPDM，透過后者針對更一般的系統(tǒng)之延伸，也就是UAF （Unified Architecture Framework）；UPDM小組共同主席Matthew Hause與Graham Bleakly，最近與筆者談到了目前物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計方法的問題，以及他們對于如何改善的相關(guān)建議。

「我們正嘗試讓人們遠離會被黑客入侵的物聯(lián)網(wǎng)，」Bleakley表示：「這是正在發(fā)生的情況，因為物聯(lián)網(wǎng)被推動的方式，是基于你可以讓任何東西與其他任何東西連結(jié)在一起、而且這樣很好的概念；但是問題在于，對安全關(guān)鍵、醫(yī)療、工業(yè)等其他系統(tǒng)來說，如果你抱著這種想法將會遇到很多麻煩。」

Hause與Bleakly表示，他們提出的想法是以整個系統(tǒng)的角度來考慮物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，采用以模型為基礎(chǔ)的系統(tǒng)工程來定義系統(tǒng)以及設(shè)計需求，并描述如何將那些字節(jié)合在一起。

「該方法利用數(shù)學記號（notation）來描述系統(tǒng)，這種模型能為系統(tǒng)設(shè)計產(chǎn)生更精確的規(guī)格與標準；」Bleakly表示：「這能避免只有文本（text）時會產(chǎn)生的歧異?！挂坏┫到y(tǒng)模型被定義出來，開發(fā)者就能利用模擬工具進行測試并精煉模型以及需求。

Hause則指出，這種方法的優(yōu)勢之一，是能提供將「做什么（What）」與「如何做（How）」分開的抽象層次（levels of abstraction），采用分層方法例如定義物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計、預(yù)期收入、性能指針等企業(yè)目標，并確保目標達成；模型層（model layer）與實作細節(jié)是分開的，讓需求測試能獨立于解決方案之外。

其他的層面可能包括如何處理系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以及系統(tǒng)如何與用戶進行互動，還有產(chǎn)品支持；Hause解釋：「你可以從定義你需要做什么開始，然后決定哪些東西要往什么方向發(fā)展?！?/p>

這種方法的另一個好處是能處理完整規(guī)模的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)；Bleakley指出，這也就是：「讓物聯(lián)網(wǎng)以企業(yè)等級的規(guī)模運作，而不是只處理小型任務(wù)；這種系統(tǒng)會變得太復雜，再也不是單一設(shè)計師能構(gòu)想出來的?！?/p>

不過Bleakley強調(diào)，并非所有物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的事物都能支持這種正式且周密的設(shè)計程序：「這是針對那些絕對得運作的系統(tǒng)，」例如汽車、發(fā)電/配電系統(tǒng)，以及醫(yī)療系統(tǒng)。對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)來說，采用以模型為基礎(chǔ)的系統(tǒng)化方案來進行設(shè)計，是非常有意義的。

編譯：Judith Cheng

（參考原文： The Problem with IIoT Design，by Rich Quinnell）