SoA 在 IT 界早已不是新鮮事了，然而現(xiàn)在，SoA 已一直延伸到“物”本身。這就是 OPC UA 的用武之地，它為工業(yè)互操作性提供了框架。機器和設(shè)備制造商描述其系統(tǒng)的面向?qū)ο蟮男畔ⅲ⒍x訪問權(quán)限以及集成信息安全功能。2016 年 4 月，德國 BSI（聯(lián)邦信息技術(shù)研究所或聯(lián)邦信息安全局）對 OPC UA 的數(shù)據(jù)安全進行了全面的分析之后公布了極為肯定的意見。這是因為機器制造商保持對數(shù)據(jù)的完全控制，即他們可以以有針對性和可控的方式分發(fā)數(shù)據(jù)，從而讓他們能夠參與到大數(shù)據(jù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)分析中。
為了交換數(shù)據(jù)，OPC UA 結(jié)合兩種機制來實現(xiàn)各種場景：
– 客戶端-服務(wù)器模式，OPC UA 客戶端訪問 OPC UA 服務(wù)器的專用服務(wù)。這種對等方式提供了信息安全和確定的信息交換，但對連接數(shù)量有限制。
– 發(fā)布者-訂閱者模式，其中 OPC UA 服務(wù)器通過配置信息子集可供任意數(shù)量的訂閱者使用。這種廣播機制提供了一個無需信息確認的“即發(fā)即棄”的信息交換方式。
OPC UA 提供了這兩種通訊機制，但更重要的一點是：它獨立于實際通訊協(xié)議。TCP 和 HTTPS 可用于客戶端-服務(wù)器模式，而 UDP、AMQP 和 MQTT 可用于發(fā)布-訂閱模式。因此，“是 OPC UA 或 AMQP 還是MQTT”的問題從 OPC 基金會的觀點來看無關(guān)緊要。由于最小的微控制器可能沒有足夠的資源實現(xiàn)完整的 OPC UA，因此設(shè)備可以通過 MQTT 或 AMQP 以“OPC UA 兼容”的方式提供數(shù)據(jù)，從而使其更輕松地集成到另一端。畢竟，統(tǒng)一信息模型和數(shù)據(jù)的含義是實現(xiàn)工業(yè) 4.0 的關(guān)鍵。
趨勢：信息模型
OPC UA 通過多種可擴展協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全的傳輸，但由誰來定義數(shù)據(jù)含義呢？諸如 AIM 自動識別技術(shù)協(xié)會（RFID 閱讀器，掃描儀等）、VDMA 的注塑機、機器人或機器視覺技術(shù)組、以及其他 35 個 VDMA 涉足的行業(yè)已經(jīng)在 OPC UA 服務(wù)器中定義相關(guān)的信息，即所謂的 OPC UA 配套規(guī)范。對于設(shè)備供應(yīng)商來說，符合這種行業(yè)標準并不意味著數(shù)據(jù)即可交換，因為每個制造商都可以在標準的最上層添加自己的特殊服務(wù)。智能設(shè)備必須能夠同時支持多種信息模型，如注塑機的專用功能，以及能源數(shù)據(jù)模型或 MES 接口模型。為了降低工程成本，這些適用特定行業(yè)或跨行業(yè)的信息模型會在未來有飛速發(fā)展。OPC UA 可能不會直接給工業(yè)設(shè)備供應(yīng)商帶來銷售額的增長，但不支持 OPC UA 標準，銷售額肯定會大幅下降。
趨勢：SoA
目前開發(fā)的大多數(shù)行業(yè)特定的信息模型不再基于位/字節(jié)屬性的交換，而是基于具有復(fù)雜參數(shù)的 SoA 服務(wù)。與 OPC UA 服務(wù)器通信時，OPC UA 客戶端不支持函數(shù)或者復(fù)雜參數(shù)的調(diào)用將日益受到限制。RFID 閱讀器將不再是通過位來激活讀寫命令，而是使用可以由人類讀懂的方式來調(diào)用函數(shù)：ReadTag、WriteTag 和 KillTag 等。OPC UA 是 SoA 實施模型的理想選擇，這也是為什么德國電氣電子信息技術(shù)委員會（DKE）將 OPC UA 列為唯一的 SoA 解決方案。
趨勢：服務(wù)到服務(wù)
OPC UA 提供從傳感器到企業(yè) IT 層的一致的可擴展性，給自動化金字塔帶來很大的沖擊。盡管這個金字塔將繼續(xù)存在于工廠的組織架構(gòu)中，但 OPC UA 完全繞過了通訊金字塔。設(shè)備可以直接或并行地將數(shù)據(jù)傳輸給 PLC、MES、ERP 系統(tǒng)或云端。供應(yīng)商在這里看到了新的商機。例如，制造商可以將條形碼或RFID預(yù)裝在設(shè)備上，客戶只需要掃描條形碼或讀取 RFID 信息即可付費。
趨勢：基于芯片的 OPC UA
OPC UA 將繼續(xù)被集成到更小的設(shè)備和傳感器中。目前行業(yè)中使用的最小的 OPC UA 軟件解決方案只具備有限（但可讀）的功能，僅需 35 KB 的 RAM 和 240 KB 的閃存資源。現(xiàn)在，集成有 OPC UA 功能的第一批芯片已經(jīng)進入市場，OPC UA 可以進一步打入傳感器市場。因此，OPC UA 應(yīng)用已經(jīng)從自動化的核心領(lǐng)域延伸到其它領(lǐng)域，如廚房電器等。
總結(jié)
OPC UA 已經(jīng)成為自動化市場和工業(yè) 4.0 的事實標準。若結(jié)合 TSN 通訊，OPC UA 也將具有實時性。這并不是在推廣另一種現(xiàn)場總線，而是為交換 SoA 服務(wù)提供一個可預(yù)測的時間基礎(chǔ)。同時，仍然存在一些挑戰(zhàn)，諸如復(fù)雜的 TSN 網(wǎng)絡(luò)的配置等一些難題尚未得到解決。因此，OPC 基金會目前還沒有積極推廣 OPC UA 和 TSN。然而，OPC UA 正覆蓋到越來越多的通信領(lǐng)域，使得供應(yīng)商越來越不容易判斷合適的應(yīng)用。產(chǎn)品將根據(jù)設(shè)備本身的特性或外部服務(wù)的功能而不是接口來進行區(qū)分。未來，隨著 OPC UA 逐漸成為全球最大的互操作性生態(tài)系統(tǒng)的首選平臺，我們將會看到其它行業(yè)信息模型的快速發(fā)展。
