2. Version der Industrial Internet Reference Architecture mit Layered Databus

Vor anderthalb Jahren hat das IIC die erste Version der Industrial Internet Reference Architecture (IIRA) veröffentlicht – nun ist die zweite Version (v1.8) erschienen. Es enthält Optimierungen, Updates und Verbesserungen, von denen das wichtigste oder interessanteste ein neues Layered Databus Architecture Pattern ist. RTI hat dieses neue Architekturmuster zum Implementation Viewpoint des IIRA beigetragen, da es von Hunderten von Organisationen eingesetzt wurde, die DDS verwenden. Jetzt ist es eines der 3 gängigen Implementierungsmuster, die von der neuen Version des IIRA genannt werden.

Was ist also ein Datenbus? Laut dem Vokabulardokument des IIC ist „ein Datenbus eine datenzentrierte Informationsaustauschtechnologie, die einen virtuellen, globalen Datenraum implementiert, in dem Anwendungen Daten über einen Publish-Subscribe-Kommunikationsmechanismus lesen und aktualisieren. Anmerkung zum Eintrag:Schlüsselmerkmale eines Datenbusses sind (a) die Anwendungen, die direkt mit den Betriebsdaten verbunden sind, (b) die Datenbus-Implementierung interpretiert und filtert die Daten selektiv und (c) die Datenbus-Implementierung legt Regeln fest und verwaltet die Dienstgüte ( QoS) Parameter wie Rate, Zuverlässigkeit und Sicherheit des Datenflusses.“

Wer den DDS-Standard kennt, dem dürfte das bekannt vorkommen. Sie können einen Datenbus mit einem niedrigeren Protokoll wie MQTT implementieren, aber DDS bietet alle QoS-, Datenhandhabungs- und Sicherheitsmechanismen auf höherer Ebene, die Sie für einen Datenbus mit vollem Funktionsumfang benötigen.

Wenn wir uns die Hunderte von IIoT-Systemen ansehen, die DDS-Benutzer entwickelt haben, zeigt sich ein gemeinsames Architekturmuster mit mehreren Datenbussen, die durch Kommunikations-QoS- und Datenmodellanforderungen geschichtet sind. Wie wir in der Abbildung unten sehen, sehen wir normalerweise Datenbusse, die am Rand in den intelligenten Maschinen oder in Subsystemen der niedrigsten Ebene wie einer Turbine, einem Auto, einer Bohrinsel oder einem Krankenzimmer implementiert sind. Darüber hinaus sehen wir einen oder mehrere Datenbusse, die diese intelligenten Maschinen oder Subsysteme integrieren und die Datenkommunikation zwischen ihnen und mit den übergeordneten Kontrollzentren oder Backend-Systemen erleichtern. Die Backend- oder Control Center-Schicht ist möglicherweise die höchste Datenbusschicht, die wir im System sehen, aber es können mehr als diese drei Schichten vorhanden sein. Auf der Ebene des Kontrollzentrums (die die Cloud sein könnte) sehen wir die Datenhistoriker, Benutzeroberflächen, High-Level-Analytics und andere Top-Level-Anwendungen. Von dieser Schicht aus ist es ganz einfach, eine bestimmte Datenveröffentlichung auf jeder beliebigen Schicht des Systems nach Bedarf zu erfassen. Von dieser höchsten Ebene aus sehen wir normalerweise die Integration mit Geschäfts- und IT-Systemen.

Das Layered Databus Architecture Pattern:eines von drei Implementierungsmustern in der neu veröffentlichten Industrial Internet Reference Architecture v1.8.

Warum eine geschichtete Datenbusarchitektur verwenden? Wie die neue IIRA sagt, erhalten Sie diese Vorteile:

• Schnelle Device-to-Device-Integration – mit Lieferzeiten in Millisekunden oder Mikrosekunden
• Automatische Daten- und Anwendungserkennung – innerhalb und zwischen Datenbussen
• Skalierbare Integration – bestehend aus Hunderttausenden von Maschinen, Sensoren und Aktoren
• Natürliche Redundanz – ermöglicht extreme Verfügbarkeit und Belastbarkeit
• Hierarchische Teilsystemisolation – ermöglicht die Entwicklung komplexer Systemdesigns

Wenn Sie sich mit dem Datenbus-Konzept befassen möchten, insbesondere im Vergleich zu einer Datenbank (ähnliche datenzentrierte Muster für die Integration verteilter Systeme, aber unterschiedlich in der Art und Weise, wie sie sich über Daten integrieren), werfen Sie einen Blick auf diesen früheren Blogbeitrag zu Datenbus versus Datenbank.

Neben der neuen IIRA-Version bereitet das IIC die Veröffentlichung eines wichtigen Dokuments zum Connectivity Framework für seine Referenzarchitektur vor. Weitere Informationen finden Sie in diesem Dokument, das die wichtigsten Konnektivitätsstandards für das industrielle Internet festlegt.