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ADI:工业物联网时代,如何保障数据安全?

2019-04-23 02:57
来源: 与非网

2011年,德国率先提出了工业物联网(IIOT)的概念;2013年,德国正式确立“工业物联网”目标,并将这个方案称为“工业4.0”。

据IDC数据显示,2019年工业物联网市场规模将达到3290亿美元,可见工业物联网市场规模庞大,但存在着较高的行业壁垒。纵观全球,众多企业逐渐从观望走向行动。

工业物联网是实现工业4.0的基础,通过将感知技术、通信技术、传输技术、数据处理技术、控制技术,运用到生产、配料、仓储等所有阶段,实现生产及控制的数字化、智能化、网络化,提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。

ADI亚太区工业自动化行业市场部经理于常涛接受了记者的采访。

ADI:工业物联网时代,如何保障数据安全?

ADI亚太区工业自动化行业市场部经理于常涛

新兴技术如何赋能工业物联网?

“ADI专注于工业物联网,为工业客户提供在感知、测量、解读、通信、网络安全和边缘计算等各个环节中的产品和解决方案,与客户一起探索更快部署工业物联网的途径”,于常涛介绍道。

目前,5G、AI、云计算、边缘计算等新兴技术发展态势明朗,在当今及未来的人类社会生活中将扮演重要的推动作用,具体到工业物联网应用而言,以上新兴技术会根据应用场景的不同,发挥的作用和重要性也将有所差别。

今天社会聚焦于云端、大数据、云图分析、人工智能部分。传感器构成了工业物联网电子生态系统的前端边缘,事实上,最重要的可能还是如何将所有传感器上的有价值信息传递到云端。

在传感器部分,于常涛表示,ADI可以提供多种高性能的传感器,例如温度、气体、MEMS、TOF、Radar、声音传感器等解决方案,在工业领域有非常广泛的应用。其中,ADI提供全系列的MEMS传感器,比如加速度计、陀螺仪和IMU等,由于其高性能(高精度、大量程、小噪声、低功耗和良好的温度特性等)和高可靠性远胜于普通的消费级MEMS传感器,被广泛应用于各种工业应用,例如机器人、飞行器、倾角检测、物品追踪等。

麦肯锡的研究表明,实际使用的云数据只有1%或2%。因此,成功的系统必须能够以安全可靠的速度快速捕获、分类、分析和报告数据。显然,如果将所有的传感数据都传递到云端进行处理,这对通信基础设施来说是一个负担,要以足够快的速度和准确度整理出2%的有用数据,这通常超出了云处理能力,还会带来了相当大的安全风险。因此,随着信息量和信息复杂性的不断增长,越来越重要的是,要在整个系统中分配和优化智能,而不是过度依赖云。

因而,边缘运算的优势得以展现,设备端可以在数据收集时进行分析,实现更快的本地化决策,同时将其他数据转发到云,以进行更繁重的分析和报告。从而实现优化、高效的流程,提供更可靠的结果,并在此过程中缓解网络方面的挑战。

于常涛向与非网记者进一步介绍道,以常见的气体传感器为例,一般气体传感器会受到温度湿度的影响,当温度跟湿度改变时,即使相同的气体浓度收集到的数据也是不一样的,所以需要做一些在线的调理。在线调理完之后接下来将数据转换成可以用即可被理解的数据再通过无线的连接方式传送。但是,如果将所有的原始数据都放到云端上去处理,数据量将非常庞大,对于传感器节点来说功耗会是个很大的问题。

对此,ADI建议先在本地先做一些处理。同样,对机器震动的分析,由于振动的测量频率很高,数据量庞大,所以会先在本地的机器上先处理原始的数据后,再将结果传至云端,从而避免将所有的震动的原始资料全部送到云端上处理。

今天,类似振动监测、温度监测等传感器技术与其精密转换器、线性、隔离和电源技术相结合,已经在工业物联网中获得广泛应用。在该领域,ADI具有业界领先优势,为客户提供基于传感器、信号调理、算法以及无线网络方案在内的完整解决方案,ADI基于条件的监测 (CBM)系列解决方案已经获得业界的广泛应用。以基于ADcmXL3021 的振动监测模块产品为例,ADI 提供了包括传感器,信号处理、软件算法以及机械结构设计的完整解决方案,非常简单易用为客户用于提供高质量机器健康数据,以便最大限度地延长机器正常运行时间并提高效率。ADI还将凭借基于条件的监测领域深厚的技术专长继续努力提高智能水平,以便进一步优化CBM解决方案。

IIOT趋势下,如何保护数据安全?

在万物互联时代,由于广泛存在的传感器、数据网络和分析能力,供应链将拥有端到端的透明度。部署IIoT系统的企业显著提高了其运营效率、环保监测,并获得大量优质数据作为未来其他计划的基础。今天,每台设备都有可能联网并共享数据,工业物联网的普及使网络边缘的连网器件数量不断增加,大幅度加大了多数工业作业面对的威胁面,这颠覆了工业环境中传统的安全模型。

因此,对于企业最关心的数据安全问题,至关重要的是要在数据产生的地方,在设备层保护好网络,这样就可以决定应该在哪里发送数据,应该信任哪些数据。

ADI一直重视于此,特别是在功能安全上,ADI认为功能安全在工业4.0中发挥着重要作用,将工业应用中所用集成电路设计的功能安全标准IEC 61508来扩展ADI业已非常严格的新产品开发流程,确保 IEC61508 要求的额外安全计划、安全分析、验证和确认得以执行。

此外,边缘节点必须通过有线或无线传感器节点(WSN)连接到外部网络。在信号链的这一部分中,数据完整性仍然十分关键。如果通信不一致、丢失或损坏,则优化检测和测量数据几乎没有价值。通信期间数据丢失是不可接受的。存在电气噪声的工业环境可能十分恶劣和艰苦,尤其是在存在大量金属物体情况下进行射频通信时。因此,必须在系统架构设计期间预先设计鲁棒的通信协议。ADI的SmartMesh线传感器网络可实现 >99.999%的数据可靠性,非常有效解决数据通信的可靠性。

ADI不仅需要确保工业物联网边缘内的数据安全无虑,还必须确保其对网络网关的访问免受恶意攻击,决不允许仿冒边缘节点来获取网络访问以进行不法活动,SmartMesh线传感器网络具有加密、身份验证和消息完整性检查功能,保证无线网络通信的安全性。

ADI现提供基于硬件的新型身份识别解决方案,可在工厂控制环路内实现网络边缘的安全性,并改善现场设备的安全状况以满足安全标准和要求。通过将安全功能与TSN特性相结合,ADI在工业网络边缘实现了最先进的现场设备通信解决方案,以易于使用的模式加快客户产品上市和工业物联网的采用。

以上内容进一步的展示了ADI在工业物联网方面的发展情况,纵观工业物联网发展现状,尽管目前仍然有许多IIoT项目处于概念验证或试验阶段,但已经有明显的迹象表明,越来越多的项目正被广泛地应用到实际生产部署中去。随着相关技术逐步成熟,企业所做的投资决策将会获得可预期的回报。

结合当前5G、物联网、边缘计算、人工智能、区块链、增材制造和AR/VR等技术的加速融合,共同推动“第四次工业革命”或“工业4.0”的到来。

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