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定,如果我們不反復思考物聯(lián)網(wǎng)的設計方式,我們可能會遭遇很多麻煩,特別是在工業(yè)領域。
物聯(lián)網(wǎng)市場無疑已經(jīng)起飛,可穿戴設備、傳感器、預測性維修(predictive maintenance)、生產(chǎn)線分析、連網(wǎng)汽車、資產(chǎn)追蹤、智能電表、智慧家庭、智慧城市、智慧建筑…等等五花八門的應用隨處可見;但是這些方案背后的設計往往不是都那么“智能”。
或許那些物聯(lián)網(wǎng)設計是明智且創(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)應用定義共享的物聯(lián)網(wǎng)架構與互通標準。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標準的定義借鑒于OMG的關鍵任務國防系統(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)設計方法的問題,以及他們對于如何改善的相關建議。
“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在一起、而且這樣很好的概念;但是問題在于,對安全關鍵、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)設計,采用以模型為基礎的系統(tǒng)工程來定義系統(tǒng)以及設計需求,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。”一旦系統(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)設計、預期收入、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。”
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;這種系統(tǒng)會變得太復雜,再也不是單一設計師能構想出來的。”
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,采用以模型為基礎的系統(tǒng)化方案來進行設計,是非常有意義的。