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工业互联网操作系统及其测评方法
时间:2018-07-24 15:38:52
  工业互联网成为当今工业界和学术界的热词,并成为各大工业企业和IT企业竞相角逐的领域以来,人们对什么是工业互联网,工业互联网操作系统到底是什么,以及工业互联网操作系统应该如何进行测评的兴趣越来越浓厚了。什么是工业互联网已经有很多的探讨,业界的看法比较一致。但是,对于什么是工业互联网的操作系统,以及该系统如何进行测试和验证,目前还存在较大的分歧,说辞不一。目前,国内外有不少企业提出了各自的工业互联网,有的冠之以“平台”,有的冠之以“操作系统”。那么,我们应该如何看待当前的这种局面呢?
 

工业互联网成为当今工业界和学术界的热词,并成为各大工业企业和IT企业竞相角逐的领域以来,人们对什么是工业互联网,工业互联网操作系统到底是什么,以及工业互联网操作系统应该如何进行测评的兴趣越来越浓厚了。什么是工业互联网已经有很多的探讨,业界的看法比较一致。但是,对于什么是工业互联网的操作系统,以及该系统如何进行测试和验证,目前还存在较大的分歧,说辞不一。目前,国内外有不少企业提出了各自的工业互联网,有的冠之以“平台”,有的冠之以“操作系统”。那么,我们应该如何看待当前的这种局面呢?

我们认为,工业互联网的操作系统确实需要,也有可能存在。因为,工业互联网不同于传统互联网,它需要与工业社会中成千上万的工业设备去连接,形成一种实时变化的人-机-物新世界。我们不仅要开发工业互联网的应用,而且要随时改变这种应用。设想一下,如果没有一种工业互联网的操作系统做支撑,我们将如何去面对这种快速变化的应用场景?现在的问题不是需要不需要工业互联网的操作系统,而是应该如何去建立这样一种操作系统,使得各种工业需求都能通过这种操作系统得到有效的管理和执行。

成为工业互联网的条件.png

图1:成为工业互联网的条件

参考PC操作系统的发展过程,我们认为只有当工业互联网的架构得到规范和统一时,研究它的操作系统才有科学的意义。云计算、边缘计算、网络存储、通用网关、互联网人机交互环境等共同构成了我们研究和开发工业互联网操作系统的对象。在这里,操作系统提供了以下几个方面的技术支撑(但不限于这些):

1.云计算环境中工业互联网应用的算法执行系统

2.边缘计算环境与机器连接的信息处理执行系统

3. 工业互联网的网络通讯驱动

4.通用网关的软件系统(包含远程管理和断网续传等功能)

5.工业应用算法的编辑、编译和调试技术环境

6.工业互联网人机交互窗口的编辑、编译和运行环境

7.工业互联网中异构系统之间的互操作

至于说工业互联网中面向工业大数据的存储系统、面向工业结构特征的工业机理模型、面向工业管理共性知识的微服务等,都属于在工业互联网操作系统支撑下进一步开发的工业互联网平台的内涵。在现有的平台中,有不少其实是在没有特定的工业互联网操作系统支撑下建立起来的IT系统,因此这样的平台推广应用的过程就很艰难。

接下来的一个问题就是对于那些定位在工业互联网操作系统的软件,我们应该如何进行测试,以证明其确实具有操作系统的特征,例如与任何工业设备(系统)无关,能与任何或多数工业设计连接,能够接受任何或多数工业应用算法的输入并给出正确的结果,等等。为此,我们建议工业互联网操作系统的测评要考虑到如下几个方面(但不限于):(1)需要构建一种足够有代表性的工业互联网测试床,(2)应对云计算部分的架构是否能够承载工业应用算法的执行进行测试,(3)应对工业互联网的管理、开发、部署和运维的效率进行测试,(4)应对工业app的开发性能(特别是可视化需求和框架内容的快速变化的适应性)进行测试,(5)从工业设备(系统)中采集数据的能力测试,(6)边缘计算如何与云计算形成互补关系的相关测试,(7)工业互联网内互操作性能力的测试。

综上,我们的结论是工业互联网必定要在特定的操作系统下才能实现设计、开发、部署和运维的全过程。做好工业互联网操作系统的测评工作,需要相关测试床设计、标准用例和测试性能指标组成一种测试的技术体系。早日将工业互联网操作系统测评工作提到重要的议程上来,对于推进我国工业互联网产业的发展具有非常重要的意义。

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图2:时间敏感型网络(TSN)测试床(思科)