Hoe IIoT-normen slimme steden nog slimmer kunnen maken

World Standards Day wordt jaarlijks over de hele wereld gevierd om het bewustzijn van de rol die normen spelen in de wereldeconomie te vergroten. Het thema van dit jaar is "Normen maken steden slimmer."

Waarom normen?

Naarmate onze wereld meer verbonden raakt, is er een groeiende behoefte aan gestandaardiseerde technologie om interoperabiliteit mogelijk te maken tussen de systemen en apparaten waarop we vertrouwen. We noemen deze verbonden wereld graag het Industrial Internet of Things (IIoT), dat alles omvat, van gezondheidszorg tot transport, tot energie, tot gebouwautomatisering en meer.

Traditioneel zou elk van deze systemen volledig onafhankelijk zijn. Ze zouden worden aangeschaft en beheerd door verschillende entiteiten en afhankelijk zijn van hardware en software van verschillende leveranciers. Voor het delen van informatie tussen systemen zou complexe en dure integratiesoftware nodig zijn.

Naarmate we echter verder gaan met IIoT-implementaties, zal een groot deel van het voordeel komen uit de integratie van systemen in verschillende domeinen. Dit is misschien wel het beste te typeren door Smart Cities, dat kan bestaan ​​uit tientallen normaal gescheiden afdelingen. Neem bijvoorbeeld een microkosmos:een openbaar ziekenhuis dat zonne- en windenergie wil gebruiken om zijn dieselgeneratoren uit te breiden om ononderbroken, goedkopere stroom te leveren, zowel wanneer het hoofdstroomnet beschikbaar is, maar ook wanneer het elektriciteitsnet uitvalt. Het ziekenhuis zal een IIoT-systeem gebruiken om de stroomgeneratoren en energiebelastingen te beheren. Om die energiebelastingen te beheren, moet het worden geïntegreerd met hun gebouwautomatiseringssysteem. En om te weten of het veilig is om de stroom naar verschillende locaties of apparaten in het ziekenhuis uit te schakelen, moet het worden geïntegreerd met het gedistribueerde patiëntbewakingssysteem. Integratie van alle drie de systemen is een enorme uitdaging met het huidige bedrijfseigen energiebeheer, gebouwautomatisering en medische bewakingssystemen.

Dus waar beginnen we?

Om de belofte van het IIoT en de noodzaak om tussen systemen in verschillende "industrieën" te integreren, waar te maken, hebben we twee dingen nodig:interoperabiliteit tussen IIoT-systemen en geïntegreerde beveiliging. Beveiliging is een ander artikel, of 10, op zichzelf en wordt behandeld in het Security Framework-document van het Industrial Internet Consortium (IIC). Meer recentelijk heeft het IIC zijn Industrial Internet Connectivity Framework (IICF) gepubliceerd, dat rechtstreeks inspeelt op de uitdaging van systeeminteroperabiliteit.

Het IICF komt tegemoet aan de behoefte aan syntactische interoperabiliteit tussen apparaten, applicaties en systemen voor het IIoT. De connectiviteitsarchitectuur (afbeelding 1) is essentieel voor het stroomlijnen van de ontwikkeling van interoperabele IIoT-systemen, wat cruciaal is voor smart city-toepassingen.

Figuur 1:Referentie-architectuur van het Industrial Internet Connectivity Framework maakt interoperabiliteit mogelijk tussen apparaten, subsystemen en systeem van systemen.

Centraal in de referentiearchitectuur staat een op standaarden gebaseerd, kernconnectiviteitsraamwerk of bus. Door alle apparaten, applicaties en subsystemen te overbruggen tot een kernconnectiviteitsstandaard, wordt interoperabiliteit gegarandeerd, wordt de beveiliging vereenvoudigd en wordt de integratie gestroomlijnd. Gateways worden gebruikt om apparaten te integreren met behulp van verouderde protocollen en toepassingen met behulp van alternatieve API's. En om de onderlinge samenwerking tussen systemen, zelfs uit verschillende sectoren, te verzekeren, verbinden standaard gateways tussen de belangrijkste connectiviteitsstandaarden twee of meer IIoT-systemen met elkaar.

De IICF gebruikt standaardcriteria voor connectiviteit om verschillende veelgebruikte IIoT-protocollen te evalueren. Het identificeert vier standaarden die het beste voldoen aan de belangrijkste connectiviteitscriteria en geeft ook richtlijnen voor welke typen IIoT-systemen ze het beste kunnen worden toegepast (Afbeelding 2).

Figuur 2:IICF's richtlijnen in samenvatting voor de vier belangrijkste connectiviteitsstandaarden.

De slimme stad

Laten we eens kijken naar een mogelijke use-case van een smart city-systeem. Een patiënt met een hartaandoening thuis ontwikkelt een aritmie die ervoor zorgt dat de aangesloten hartslagmeter een noodwaarschuwing naar een ambulancedienst stuurt. Terwijl de ambulance zich een weg baant door de straten van de stad, synchroniseert het intelligente verkeerssysteem de verkeerslichten langs zijn pad. Tijdens het transport worden realtime medische bewakingsgegevens verzonden naar het noodteam van het ziekenhuis dat zich voorbereidt op de komst van de patiënt. Eenmaal in het ziekenhuis worden de bewakingsapparatuur van de patiënt automatisch geïntegreerd in het patiëntbewakingssysteem van het ziekenhuis. Voor deze use case hebben we IIoT-systemen die zijn geïntegreerd in smart home, smart transport en smart healthcare-industrieën. Zonder de interoperabiliteit die wordt geboden door een kernconnectiviteitsarchitectuur en standaard kernconnectiviteitsnormen, zal integratie op zijn best duur en broos zijn.

De toekomst verbinden en standaardiseren

Veel IoT-systemen zullen verreikend en complex zijn en vereisen integratie over talloze apparaten of dingen, functionele subsystemen en zelfs hele systemen. Deze integratie-uitdaging vereist interoperabiliteit tussen systemen. De IICF van de IIC stelt een connectiviteitsreferentiearchitectuur en richtlijnen voor de belangrijkste connectiviteitsstandaarden voor die deze interoperabiliteitsuitdaging direct aanpakken.

Via het IIoT stellen we ons een intelligentere wereld voor. Een wereld waar onze auto's met onze straatverlichting zullen praten om het verkeer te verminderen, waar onze elektriciteit zal worden geoptimaliseerd via slimme elektriciteitsnetten om de energie-efficiëntie te verbeteren, en waar onze dierbaren vlotte ziekenhuisbezoeken zullen hebben dankzij verbonden medische systemen. Met standaarden, technische kaders en innovatie kunnen we samenwerken om steden slimmer te maken.

Dit bericht is oorspronkelijk gepubliceerd in de Object Management Group® (OMG®) blog.