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OEM專欄

利用SOA創(chuàng)建一個(gè)工業(yè)操作系統(tǒng)

2025China.cn   2009年07月27日
  雖然SOA在后臺的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍,但是,SOA絕不是一種預(yù)先注定的技術(shù)。不過,SOA的持續(xù)普及確實(shí)反映了這種重要的信息技術(shù)緩慢而穩(wěn)定的發(fā)展,把單個(gè)細(xì)胞樣的設(shè)備連接成更大的網(wǎng)絡(luò)功能性組件。從現(xiàn)場總線到面向過程控制的OLE(對象連接與嵌入)以及ISA 88/95和Open O&M,這些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展已經(jīng)建造了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)棧。SOA將利用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)棧改變生產(chǎn)企業(yè)多層次的DNA。
  進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì),一個(gè)SOA平臺能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)非常智能化的用戶友好的接口,迅速映射設(shè)備層以上的連接。這對于控制工程師如何建立工作流和把設(shè)備連接到PLC(電力線載波)、DCS(分布式控制系統(tǒng))和HMI(人機(jī)界面)有重要的影響。這樣做的好處是能夠得到高級系統(tǒng)的智能,實(shí)現(xiàn)從車間到領(lǐng)導(dǎo)辦公室無縫的協(xié)調(diào)和協(xié)作。
  消除SOA軟件的混亂概念
  完整版本的SOA到目前為止還沒有實(shí)現(xiàn),還有許多結(jié)構(gòu)和文化方面的工作要做。盡管SOA是一個(gè)簡單的詞匯和概念,但是,它在細(xì)節(jié)方面仍然散亂,充滿了混淆和爭議。但是,SOA有巨大的潛力是沒有錯(cuò)誤的。
  ABB公司協(xié)作產(chǎn)品管理解決方案營銷經(jīng)理Marc Leroux說,SOA可能是具有重要意義的最簡單的概念之一。消除混亂的概念是SOA和支持SOA所需要的標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)主要目標(biāo)。SOA主要依靠成功地采用ISA 88和ISA 95等標(biāo)準(zhǔn)中的一些規(guī)定。這些標(biāo)準(zhǔn)提供了明確的命名約定。建立通用術(shù)語的基礎(chǔ)是研究一種適應(yīng)當(dāng)前水平的高級的抽象概念,實(shí)現(xiàn)詞匯的標(biāo)準(zhǔn)化,提供可以被人們接受的通用的定義。這種通用的定義要實(shí)現(xiàn)通用性(如流量表)與具體性(如流量表127)的平衡。在SOA中,標(biāo)準(zhǔn)化對于企業(yè)架構(gòu)中的每一個(gè)東西都采用解釋性的詞匯,如資源(設(shè)備、材料、工人)、流程(工作流)和軟件任務(wù)(接口、安全、報(bào)警、應(yīng)用和報(bào)告)。
  標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)設(shè)施
  David Chappell在財(cái)富500強(qiáng)的CGP公司擔(dān)任了將近30年的全球自動(dòng)化服務(wù)部門的負(fù)責(zé)人,用了大量的時(shí)間對詞匯和任務(wù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。他說,讓工廠的生產(chǎn)人員簡化他們擁有的1萬種不同的生產(chǎn)方法或者步驟的概念是一個(gè)挑戰(zhàn)。
  當(dāng)你把這些方法分開研究的時(shí)候,他們實(shí)際上僅有20至50種方法,甚至最復(fù)雜的業(yè)務(wù)也是如此。一旦你對工作流程和資源對象服務(wù)實(shí)施了模塊化,這將顯著減少每一次生產(chǎn)新產(chǎn)品時(shí)改變生產(chǎn)設(shè)備和控制系統(tǒng)的努力。你很容易把這些模塊重新組合在一起以便生產(chǎn)新的產(chǎn)品。
  標(biāo)準(zhǔn)化是建立一個(gè)工廠的綜合性模型的基石。這個(gè)工廠模型是一個(gè)企業(yè)SOA平臺的關(guān)鍵支柱。標(biāo)準(zhǔn)化說明還包含與他們有關(guān)的功能屬性、創(chuàng)建完備的構(gòu)件或者軟件組件,以便組合成更大的混合應(yīng)用程序。在SOA領(lǐng)域,一切都被認(rèn)為是服務(wù),也就是面向服務(wù)的架構(gòu)。
  標(biāo)準(zhǔn)化的詞匯、工廠的模型和全部大量的模塊化軟件服務(wù)是一個(gè)中心庫或者數(shù)據(jù)庫的基本要素。一個(gè)工作流編排工具本身就是一個(gè)用于創(chuàng)建流程工作流的混合的應(yīng)用程序。工作流編排工具支持對象服務(wù)的鼠標(biāo)拖放,以便建立可用圖形顯示的工作流。
  驅(qū)動(dòng)這個(gè)對象中工作流的軟件程序(如工作流建立和修改)是動(dòng)態(tài)的和容易使用的。因?yàn)檫@些軟件程序是在一個(gè)集中的庫中管理的,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)的每一個(gè)實(shí)例都很容易維護(hù)和更新。通過有選擇的組合和管理,這些對象服務(wù)正是控制系統(tǒng)、HMI、MES、LIM和ERP等系統(tǒng)中的這些功能的推動(dòng)因素。
  集成的運(yùn)營系統(tǒng)的好處
  擁有一套共同的一致的定義、處理和工作流,把這些東西映射在一起創(chuàng)建一個(gè)集成的運(yùn)營系統(tǒng)是非常簡單的,盡管人們一般都會(huì)在工廠發(fā)現(xiàn)許多參考因素和不同的系統(tǒng)。雖然標(biāo)準(zhǔn)化詞匯和建立一個(gè)全面的工廠模型和其它重要的數(shù)據(jù)庫組件需要大量的前期投入,但是,一段時(shí)間之后的投資回報(bào)是巨大的。最主要的好處包括:
  ·開放了傳統(tǒng)上完全不同的功能系統(tǒng)以便更自由地共享數(shù)據(jù),不需要昂貴的點(diǎn)對點(diǎn)的集成。
  ·無限地重復(fù)利用服務(wù),不需要工程密集型的努力。
  ·非常適應(yīng)生產(chǎn)和業(yè)務(wù)運(yùn)營的配置和重新配置能夠以最低的成本迅速完成。
  ·對于配置好的流程工作流能夠迅速做出原型產(chǎn)品、發(fā)現(xiàn)其中的缺陷和進(jìn)行修改。
  ·以任務(wù)為基礎(chǔ)的客戶化的和根據(jù)情景的信息展示。
  ·一行一行地、一個(gè)工廠一個(gè)工廠地輕松復(fù)制最佳做法。
  ·全面利用當(dāng)前的資產(chǎn)投資,其方法是把系統(tǒng)功能動(dòng)態(tài)的適應(yīng)性控制封裝為服務(wù)。
  ·把控制工程人才的重點(diǎn)重新放在工廠優(yōu)化和性能方面。
  創(chuàng)建一個(gè)工業(yè)操作系統(tǒng)
  Invensys公司負(fù)責(zé)戰(zhàn)略合資企業(yè)的副總裁Peter Martin說,設(shè)計(jì)一個(gè)SOA平臺的工作是復(fù)雜的。但是,如果你做得正確,你就能夠使這個(gè)SOA平臺更簡單和更容易控制、處理和自動(dòng)化地做自己的工作。Martin領(lǐng)導(dǎo)了創(chuàng)建“ArchestrA”的計(jì)劃。這是Invensys/Wonderware公司的具有SOA功能的平臺。盡管這個(gè)平臺很復(fù)雜,但是,這個(gè)平臺還是正確地建成了。這個(gè)平臺成為了一個(gè)工業(yè)操作系統(tǒng),可以像一個(gè)現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)一樣提供同樣類型的多任務(wù)服務(wù)。這個(gè)SOA平臺能夠管理從通用名字空間建立的一個(gè)完整的管理服務(wù)網(wǎng)絡(luò),提供一個(gè)架構(gòu)讓過去30年里這個(gè)工廠配備的不同廠商提供的不同的老設(shè)備能夠連接在一起并且相互兼容,以便像一臺計(jì)算機(jī)一樣工作。正是這里面內(nèi)置的廣泛的兼容性確定了這個(gè)架構(gòu)的有用性,不僅使它能夠兼容一家廠商的產(chǎn)品線,而且兼容所有的產(chǎn)品。由于你有一個(gè)通用的名字空間和連接服務(wù),你不必呼叫這些系統(tǒng)。你不需要擔(dān)心它是誰的系統(tǒng)。你不需要建立這個(gè)通訊。你僅需要知道這個(gè)標(biāo)簽的ID(如流量表127)。對象管理服務(wù)是內(nèi)置的。
  例如,如果“流量計(jì)127”是這個(gè)工廠的新的元素,一個(gè)控制工程師會(huì)很容易地把它添加到共享通用功能的數(shù)據(jù)庫中的流量表類中。然后,使用一個(gè)圖形工作流工具把它嵌入到這個(gè)工廠樣本車間的流程工作流中。這個(gè)具有SOA功能的平臺負(fù)責(zé)管理設(shè)備的連接服務(wù),利用所有的技術(shù)細(xì)節(jié)把它集成到工廠的運(yùn)營中。這是非常強(qiáng)大的功能。它將極大地提高生產(chǎn)率。它將減輕控制工程師的負(fù)擔(dān),讓控制工程師把重點(diǎn)放在更高級的事情上,如工廠優(yōu)化和性能方面。

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