工業設備入云的連接模型研究

（中國航空制造技術研究院，北京 100024）

隨著工業互聯網時代的到來和云計算技術的日趨成熟，一種面向服務的網絡化制造技術——云制造成為研究熱點[1]。云制造以云計算為理論基礎，將“基礎設施即服務（IaaS）”、“平臺即服務（PaaS）”、“軟件即服務（SaaS）”理論衍生到“制造即服務”[2]。而設備接入云平臺，并能夠與云應用安全高效地通信是云制造的基礎，在國家工業信息安全發展研究中心研究員李君等[3]提出的工業互聯網參考架構中，設備入云被認為是PaaS的基礎資源。然而工業設備入云普遍面臨3個問題[4]：（1）異構設備通訊協議標準繁多；（2）數據安全保障復雜；（3）上云數據的接口標準不統一。

為了解決上述問題，學者們進行了大量相關研究與實踐。付翔[2]提出了CARA（Cloud Access Resource Adapter）數控設備入云方法，如圖1所示，CARA 接入系統分為采集端和服務端，其中采集端為軟硬一體設備，可采集RS–232接口、LCD接口、USB接口、GPS 模塊、數據存儲模塊等多種協議數據，并通過Socket 通信輸出數據；服務端為軟件系統，具備接收采集端數據、存儲數據和提供WEB服務3種功能。 萬海峰等[5]研究了利用Modbus TCP協議實現單機功率設備能耗“上云”技術，實現了云端管理異構設備能耗的功能，并保證了數據完整性。陳國金等[6]提出了分布式數控(DNC)數據采集系統通信結構,使分散的數控設備能夠聯入企業以太網。

Lee 等[7]設計了一套數據實時采集系統，實現了遠程設備參數采集。Lojka 等[8]研究通過SCADA/HMI（監控與數據采集/人機界面）、SOA（面向服務的體系結構）實現設備入云，該方法著重研究了SCADA采集設備數據與設備入云物理拓撲。……