ADI:工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時代,如何保障數(shù)據(jù)安全?
2011年,德國率先提出了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIOT)的概念;2013年,德國正式確立“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”目標(biāo),并將這個方案稱為“工業(yè)4.0”。
據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示,2019年工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將達(dá)到3290億美元,可見工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模龐大,但存在著較高的行業(yè)壁壘。縱觀全球,眾多企業(yè)逐漸從觀望走向行動。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ),通過將感知技術(shù)、通信技術(shù)、傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、控制技術(shù),運(yùn)用到生產(chǎn)、配料、倉儲等所有階段,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)及控制的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化,提高制造效率,改善產(chǎn)品質(zhì)量,降低產(chǎn)品成本和資源消耗,最終實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。
ADI亞太區(qū)工業(yè)自動化行業(yè)市場部經(jīng)理于常濤接受了記者的采訪。
ADI亞太區(qū)工業(yè)自動化行業(yè)市場部經(jīng)理于常濤
新興技術(shù)如何賦能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)?
“ADI專注于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),為工業(yè)客戶提供在感知、測量、解讀、通信、網(wǎng)絡(luò)安全和邊緣計(jì)算等各個環(huán)節(jié)中的產(chǎn)品和解決方案,與客戶一起探索更快部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的途徑”,于常濤介紹道。
目前,5G、AI、云計(jì)算、邊緣計(jì)算等新興技術(shù)發(fā)展態(tài)勢明朗,在當(dāng)今及未來的人類社會生活中將扮演重要的推動作用,具體到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而言,以上新興技術(shù)會根據(jù)應(yīng)用場景的不同,發(fā)揮的作用和重要性也將有所差別。
今天社會聚焦于云端、大數(shù)據(jù)、云圖分析、人工智能部分。傳感器構(gòu)成了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)電子生態(tài)系統(tǒng)的前端邊緣,事實(shí)上,最重要的可能還是如何將所有傳感器上的有價值信息傳遞到云端。
在傳感器部分,于常濤表示,ADI可以提供多種高性能的傳感器,例如溫度、氣體、MEMS、TOF、Radar、聲音傳感器等解決方案,在工業(yè)領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用。其中,ADI提供全系列的MEMS傳感器,比如加速度計(jì)、陀螺儀和IMU等,由于其高性能(高精度、大量程、小噪聲、低功耗和良好的溫度特性等)和高可靠性遠(yuǎn)勝于普通的消費(fèi)級MEMS傳感器,被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)應(yīng)用,例如機(jī)器人、飛行器、傾角檢測、物品追蹤等。
麥肯錫的研究表明,實(shí)際使用的云數(shù)據(jù)只有1%或2%。因此,成功的系統(tǒng)必須能夠以安全可靠的速度快速捕獲、分類、分析和報(bào)告數(shù)據(jù)。顯然,如果將所有的傳感數(shù)據(jù)都傳遞到云端進(jìn)行處理,這對通信基礎(chǔ)設(shè)施來說是一個負(fù)擔(dān),要以足夠快的速度和準(zhǔn)確度整理出2%的有用數(shù)據(jù),這通常超出了云處理能力,還會帶來了相當(dāng)大的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此,隨著信息量和信息復(fù)雜性的不斷增長,越來越重要的是,要在整個系統(tǒng)中分配和優(yōu)化智能,而不是過度依賴云。
因而,邊緣運(yùn)算的優(yōu)勢得以展現(xiàn),設(shè)備端可以在數(shù)據(jù)收集時進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)更快的本地化決策,同時將其他數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到云,以進(jìn)行更繁重的分析和報(bào)告。從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化、高效的流程,提供更可靠的結(jié)果,并在此過程中緩解網(wǎng)絡(luò)方面的挑戰(zhàn)。
于常濤向與非網(wǎng)記者進(jìn)一步介紹道,以常見的氣體傳感器為例,一般氣體傳感器會受到溫度濕度的影響,當(dāng)溫度跟濕度改變時,即使相同的氣體濃度收集到的數(shù)據(jù)也是不一樣的,所以需要做一些在線的調(diào)理。在線調(diào)理完之后接下來將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以用即可被理解的數(shù)據(jù)再通過無線的連接方式傳送。但是,如果將所有的原始數(shù)據(jù)都放到云端上去處理,數(shù)據(jù)量將非常龐大,對于傳感器節(jié)點(diǎn)來說功耗會是個很大的問題。
對此,ADI建議先在本地先做一些處理。同樣,對機(jī)器震動的分析,由于振動的測量頻率很高,數(shù)據(jù)量龐大,所以會先在本地的機(jī)器上先處理原始的數(shù)據(jù)后,再將結(jié)果傳至云端,從而避免將所有的震動的原始資料全部送到云端上處理。
今天,類似振動監(jiān)測、溫度監(jiān)測等傳感器技術(shù)與其精密轉(zhuǎn)換器、線性、隔離和電源技術(shù)相結(jié)合,已經(jīng)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中獲得廣泛應(yīng)用。在該領(lǐng)域,ADI具有業(yè)界領(lǐng)先優(yōu)勢,為客戶提供基于傳感器、信號調(diào)理、算法以及無線網(wǎng)絡(luò)方案在內(nèi)的完整解決方案,ADI基于條件的監(jiān)測 (CBM)系列解決方案已經(jīng)獲得業(yè)界的廣泛應(yīng)用。以基于ADcmXL3021 的振動監(jiān)測模塊產(chǎn)品為例,ADI 提供了包括傳感器,信號處理、軟件算法以及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完整解決方案,非常簡單易用為客戶用于提供高質(zhì)量機(jī)器健康數(shù)據(jù),以便最大限度地延長機(jī)器正常運(yùn)行時間并提高效率。ADI還將憑借基于條件的監(jiān)測領(lǐng)域深厚的技術(shù)專長繼續(xù)努力提高智能水平,以便進(jìn)一步優(yōu)化CBM解決方案。
IIOT趨勢下,如何保護(hù)數(shù)據(jù)安全?
在萬物互聯(lián)時代,由于廣泛存在的傳感器、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和分析能力,供應(yīng)鏈將擁有端到端的透明度。部署IIoT系統(tǒng)的企業(yè)顯著提高了其運(yùn)營效率、環(huán)保監(jiān)測,并獲得大量優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)作為未來其他計(jì)劃的基礎(chǔ)。今天,每臺設(shè)備都有可能聯(lián)網(wǎng)并共享數(shù)據(jù),工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的普及使網(wǎng)絡(luò)邊緣的連網(wǎng)器件數(shù)量不斷增加,大幅度加大了多數(shù)工業(yè)作業(yè)面對的威脅面,這顛覆了工業(yè)環(huán)境中傳統(tǒng)的安全模型。
因此,對于企業(yè)最關(guān)心的數(shù)據(jù)安全問題,至關(guān)重要的是要在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的地方,在設(shè)備層保護(hù)好網(wǎng)絡(luò),這樣就可以決定應(yīng)該在哪里發(fā)送數(shù)據(jù),應(yīng)該信任哪些數(shù)據(jù)。
ADI一直重視于此,特別是在功能安全上,ADI認(rèn)為功能安全在工業(yè)4.0中發(fā)揮著重要作用,將工業(yè)應(yīng)用中所用集成電路設(shè)計(jì)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)IEC 61508來擴(kuò)展ADI業(yè)已非常嚴(yán)格的新產(chǎn)品開發(fā)流程,確保 IEC61508 要求的額外安全計(jì)劃、安全分析、驗(yàn)證和確認(rèn)得以執(zhí)行。
此外,邊緣節(jié)點(diǎn)必須通過有線或無線傳感器節(jié)點(diǎn)(WSN)連接到外部網(wǎng)絡(luò)。在信號鏈的這一部分中,數(shù)據(jù)完整性仍然十分關(guān)鍵。如果通信不一致、丟失或損壞,則優(yōu)化檢測和測量數(shù)據(jù)幾乎沒有價值。通信期間數(shù)據(jù)丟失是不可接受的。存在電氣噪聲的工業(yè)環(huán)境可能十分惡劣和艱苦,尤其是在存在大量金屬物體情況下進(jìn)行射頻通信時。因此,必須在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)期間預(yù)先設(shè)計(jì)魯棒的通信協(xié)議。ADI的SmartMesh線傳感器網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn) >99.999%的數(shù)據(jù)可靠性,非常有效解決數(shù)據(jù)通信的可靠性。
ADI不僅需要確保工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邊緣內(nèi)的數(shù)據(jù)安全無慮,還必須確保其對網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的訪問免受惡意攻擊,決不允許仿冒邊緣節(jié)點(diǎn)來獲取網(wǎng)絡(luò)訪問以進(jìn)行不法活動,SmartMesh線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有加密、身份驗(yàn)證和消息完整性檢查功能,保證無線網(wǎng)絡(luò)通信的安全性。
ADI現(xiàn)提供基于硬件的新型身份識別解決方案,可在工廠控制環(huán)路內(nèi)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊緣的安全性,并改善現(xiàn)場設(shè)備的安全狀況以滿足安全標(biāo)準(zhǔn)和要求。通過將安全功能與TSN特性相結(jié)合,ADI在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)邊緣實(shí)現(xiàn)了最先進(jìn)的現(xiàn)場設(shè)備通信解決方案,以易于使用的模式加快客戶產(chǎn)品上市和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的采用。
以上內(nèi)容進(jìn)一步的展示了ADI在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面的發(fā)展情況,縱觀工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀,盡管目前仍然有許多IIoT項(xiàng)目處于概念驗(yàn)證或試驗(yàn)階段,但已經(jīng)有明顯的跡象表明,越來越多的項(xiàng)目正被廣泛地應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)部署中去。隨著相關(guān)技術(shù)逐步成熟,企業(yè)所做的投資決策將會獲得可預(yù)期的回報(bào)。
結(jié)合當(dāng)前5G、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈、增材制造和AR/VR等技術(shù)的加速融合,共同推動“第四次工業(yè)革命”或“工業(yè)4.0”的到來。
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