科技前线 | 智能工业解决方案从避免物联网试点炼狱开始

物联网开发工作的传统障碍包括物联网战略不明确、高管层支持有限以及物联网项目资金投入不足等。然而，由于互联企业势在必行，这些障碍正在逐步消失。

如今，漫长的物联网项目实施过程使工业公司从物联网解决方案中受益的步伐减慢，有时这被称作“物联网试点炼狱”。所有公司都通过实施一个试点项目，又称概念验证(POC)，开启他们的物联网解决方案之旅，在完全部署前对物联网解决方案进行验证和测试。然而，由于设计和测试的不同阶段存在延迟，导致试点陷于“炼狱”阶段。这些延迟会产生一系列影响，如项目成本增加、分散组织精力以及丧失商机。

本白皮书指出企业在构建和测试物联网应用程序时遇到的一些关键问题。它为企业提供了避免物联网试点炼狱的解决方案，并总结了企业部分或全部实施这些方案可以获得的好处。

开展物联网试点的主要原因之一在于设备或机器将首次安装传感器并连接到网络。数据通过网络从互联设备(OT)传输至远程服务器(IT)的数据之旅涉及拥有不同所有者和多个参与者的多种技术和技术领域。为避免物联网试点项目的推出出现延迟，需要在以下三方面达成协议。

安全性要求与IT网络使用：访问现有IT网络进行数据传输，可大大降低物联网解决方案的成本和上市时间。然而，IT组织需要进行磋商，以确保物联网通信不会对网络容量造成负面影响，不会引入新的安全漏洞。虽然IT网络的使用需要审批，可能花费额外的时间，但却至关重要， 不仅可以对物联网解决方案的技术需求进行评估，还可以增强对IT部门的了解，建立良好信誉。即使无需使用IT网络，IT组织协作对在物联网解决方案中安全功能的认识和审批也非常必要。若在项目早期未向IT部门进行咨询，则会出现延迟，若IT部门确定物联网应用程序不能使用内部网，或者其无法满足安全性要求，则延迟就会延长。

数据治理：数据治理设法解决数据管理和存储问题，以及数据访问方是谁和数据访问方式是什么的规则问题。试点期间，需要通过物联网应用程序存储数据，而试点参与者可通过物联网应用程序访问数据。数据访问指南需要IT部门的支持与批准，如前所述，解决这些问题将有助于提升IT意识和物联网项目的参与度。

试点项目对企业运营的影响：考虑到最终构建和测试物联网解决方案的技术域和功能域，在何时何地进行物联网试点需要灵活决定。如上所述，对于是否将物联网试点连接到支持制造执行系统(MES)和企业资源计划(ERP)应用的内部网，IT部门存在合理的网络容量担忧。还需要咨询制造部门，试点是否在安全要求高或生产产出对组织的财务健康至关重要的地区进行。对与现场服务规划软件集成的物联网试点应用进行测试不得影响技术人员调度操作。而且，跨职能部门参与试点项目可减少因相关操作问题造成的试点延迟。

要想试点成功，需要各方就网络和数据治理问题达成协议。但是，对物联网解决方案的技术和合作伙伴要求进行评估以及了解最终解决方案组件也有不利影响，可能会造成试点延迟。更好的方法是让试点为物联网架构决策提供信息。在物联网解决方案中，试点可在三个方面为艰难的架构选择提供信息，从而避免试点延迟。

数据存储：越来越多的物联网数据转向存储于云端。然而，出于安全和隐私方面的考虑，金融和工业等垂直细分市场需要对数据进行本地存储。如果未确定存储数据的最终目的地，请总是首先测试本地存储。原因在于本地存储往往伴随着更多的IT规则和基础设施测试要 求，如维护、监控、负载均衡、存储规则和连接程序等。若将数据转移至云端，那么这些工作中的大部分工作将被取消，因为云提供商处理存储基础设施需求，而云数据存储不会改变物联网应用程序的核心逻辑。

设备连接：在物联网解决方案设计中，选择在物理层上实现设备互联的技术非常具有挑战性，事实确实是这样。设备、机器和更复杂的工业系统可通过各种方式实现互联，从现场总线和连接到网关的短程无线技术，到蜂窝、卫星和固网等广域网技术。这些选项都存在不同 的通信硬件要求、数据转换需求、网络接入能力和容量需求。因此，试点应对物联网试点用例中具有最大部署广度的连接架构进行测试。在试点中涵盖多个连接性部署选项可为特定于不同选择的任何应用开发和物流需求提供信息。这种方法也确保能够解决IT部门的网络访问和安全问题并在试点期间进行测试，而非在部署期间作为新需求出现。

分析洞见：从物联网数据分析中得出的有关企业所有运营的洞见数量巨大。显然，能够从物联网数据中受益的组织，如运营、产品开发、现场服务、物联网数据分析组织也可以使研发(R&D)、采购和人力资源组织从中受益。物联网数据对组织的价值是一项长期的努力，因 此试点不应该试图解决洞见对所有可能的职能部门的价值。然而，应该尝试了解物联网解决方案设计是否能够为关键的物联网参与者生成分析结果提供数据。

物联网应用程序是物联网解决方案中最重要的部分之一，代表了用于实现设备互联和数据收集的工作的顶点。物联网应用程序还充当其他企业应用程序的数据协调器。至少，如果没有物联网应用程序来审查数据和测试简单的业务规则，物联网试点甚至将无法启动。

不幸的是，许多企业对自己构建物联网应用程序的能力过于自信，他们在这方面遭遇挫折的主要原因有三个。第一个原因是设备端软件和物联网消息协议方面的知识匮乏，而它们是从机器或设备中提取和传输数据供应用程序使用的关键领域。大多数企业只有网页开发人员，他们通常没有接受过OT设备通信和软件培训。

组织在物联网应用程序开发活动中受挫的第二个原因是最终的应用程序缺乏可扩展性。例如，该应用程序只能在一种类型的设备上使用，不能摄取其他可以为分析提供重要上下文的数据来源，或者应用程序的可用性由于长开发时间而受到限制。

第三个原因是未充分评估系统集成需求。被遗忘但可能对物联网解决方案整体设计较为重要的重要系统包括计费和定价、呼叫中心通信或其他运营和营销系统。

每一个物联网解决方案都必须是可扩展的，但是物联网试点需要问的重要问题是：物联网试点应该在哪里验证解决方案的可扩展性，物联网试点应该在哪里告知可扩展性的选择。物联网试点应在两个方面验证可扩展性。第一个方面是设备通信和网络吞吐量能力。如果物联网数据共享另一个通信管道（如企业内部网），则这一点很重要。如果应用程序有时延或突发数据需求，这一点也很重要。另一个原因是许多物联网解决方案的数据采样率会发生变化，因此网络需要具有灵活性来处理数据吞吐量更高的负载。

验证可扩展性的第二方面是应用程序开发。应用程序需要考虑设备端代理软件需求。因此，物联网试点需要确保在物联网解决方案推出过程中遇到的设备类型能够与物联网应用程序通信。此外，物联网试点还应验证应用程序及其相关工具集是否足够广泛，能够及时实现应用程序的迭代，特别是在新的可视化、数据编排和业务规则开发领域。

物联网试点应告知可扩展性的场合是数据存储。数据存储需要考虑诸多因素，但最终由互联设备的数量决定。任何物联网解决方案的推出都是从小到大，逐步发展的。推出计划——新设备上线的速度——将告知相关责任方数据存储需求以及随着时间的推移这一需求将如何变化。

规划和内部沟通可以解决上述部分挑战，特别是使试点目标和活动与其他受影响部门的业务和目标相一致。然而，物联网试点依然涉及多个技术组件，而且可以为物联网试点提供支持的供应商社区也较为庞大。应考虑采取下列方案来避免试点炼狱，甚至加快完成试点的步伐并改善试点成果。

最好在试点项目中专注于单一用例，而非同时进行多个物联网项目，这是创建互联程度更高的企业的最佳方式。这样有助于简化组织物流规划及运作调整，便于未来试点项目及时汲取失败教训。理想而言，首个试点项目应包含可在其他物联网项目中重复使用的组件，从而最大限度地推动知识开发。

只要条件允许，在开展试点时应始终尽可能考虑使用预先构建的组件，这样供应商可以发挥重要作用。预构建物联网解决方案组件可以包括：设备代理程序/应用程序编程接口(API)、云接入服务以及拖拽式应用程序开发工具。预构建组件对避免物 联网试点炼狱尤为重要的一个方面是商用现货数据收集与通信硬件。可包括：与机器磁力连接、用于测量温度、振动和其他指标的传感器；各种形状和尺寸的资产跟踪装置；以及在一种协议中收集数据并在另一个协议中与数据中心通信的网关。商用现货硬件在试点项目中非常重要的主要原因是，创建专门设计的硬件可能会消耗试点项目的大部分精力，延迟对物联网解决方案所有其他要素的评估。实际上，在一些周期最长的试点项目中，设备设计活动是项目失败的主要原因。

物联网供应商是执行物联网试点项目的重要合作伙伴，因为很少有企业拥有构建和测试端到端物联网解决方案所需的所有技术组件和技能。因此，为了真正有利于物联网试点项目的开展，特别是快速迭代解决方案设计的能力，参与物联网试点项目的优选供应商应具备以下资质：

灵活且可扩展的工具集：对于物联网解决方案的每个部分而言，这些工具集非常具有特定性，但可包括提供可重构网关的网关供应商或提供拖拽功能和自定义编码功能的应用程序开发服务提供商。总体而言，物联网解决方案参考体系结构将决定应当使用供应商服务的场合，而且在这些方面，供应商提供的功能应该足够灵活，以支持试点项目的目标。

最佳服务：虽然寻找优选供应商可能是一大挑战，但是有各种不同的物联网供应商竞争力评估来源，大多数优选供应商都有第三方评估。使用最佳服务可以缩短试点项目时间表， 为内部能力和其他供应商的评估提供基准。在与提供跨越价值链多个部分的服务的物联网供应商打交道时，评估最佳服务尤其重要。

按需引入：在选择供应商时，按需引入供应商服务也很重要，因为大多数企业拥有他们希望使用的资源。如果企业团队已经设计了某个功能，或者已经具备了该功能，为何还要花钱购买它呢？此外，当供应商在物联网堆栈中提供多项服务，该选择非常重要。

垂直细分市场经验：垂直细分市场经验可包括一系列内容，例如，以前的物联网部署；设备连接、应用程序开发和分析领域的物联网解决方案领域知识；了解业务流程和业绩目标；了解物联网服务和竞争环境的关键决策者；相关的合作伙伴关系。关键在于，拥有适当的垂直细分市场经验的物联网供应商优先。

在IT世界中，数据通信在数据格式和网络传输协议方面是数字化和标准化的。在物联网世界中，通信协议和数据格式更加多样化和繁多。由于系统中连接着现有基础设施，因此大部分协议范围内存在大量老旧设备，它们采用现场总线和工业以太网协议进行通信。为了充分利用来自老旧设备的数据，需要在数据消耗点或云端配置协议转换器。最佳方案是寻找能够提供实时数据转换软件或服务的物联网供应商。

处于最后阶段的试点项目已经确定数据收集和可视化的体系结构，但现在更多将工作重心放在利用数据编排和分析服务将物联网数据的价值最大化。由于用于连接内部企业系统、云数据服务和其他外部数据源的API的可用性大大提高，获得数据编排服务变得更容易。此外，基于流程的开源编程工具，例如Node-RED，简化业务规则开发和数据搜寻。

还有更多可用来分析物联网数据的工具。例如，越来越多的算法变得可以免费使用，一些更先进的物联网解决方案提供商提供专门为特定用例和数据类型设计的预构建分析模型。此外， 一些物联网供应商提供用于数据可视化和测试一些分析算法的“工作台”。总体而言，对加快物联网解决方案测试和设计进程来说，很重要的一点是可以获得可用的数据编排和分析服务，快速评估物联网数据的价值。

• 提供有可用于提取发送到应用程序的数据的硬件，并且可以通过标准物流流程进行部署。

• 由物联网应用提供和使用正确的数据，为企业提供有意义的洞见。

• 对网络和安全性要求的IT批准适用于任何工作地点。

• 可以轻松地对应用程序进行新功能、通知和可视化更新，将开发流程集成到其他IT运作中。 

• 包括供应商硬件和服务及企业基础设施和支持的基础架构平台可在多个位置部署，并延伸到其他机器和设备类型。