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工业物联网（IIoT）网关或边缘计算节点是是众多数字化转型计划中的关键硬件组件。尽管决策者通常将关注点放在硬件成本、许可费用、协议支持或定制化需求等标准上，但大规模设备管理的实施难易程度与成本，对于项目的成功而言同样甚至更为关键。
▲图1：在IIoT或数字化转型项目中可能涉及多种系统架构和设备。随着时间的推移，不同部署场景会发生变化（这种情况极为常见），设备管理就会变得尤为重要。本文图片来源：Moxa
设备管理为何重要？
要理解设备管理的重要性，不妨考虑一个典型的IIoT场景：为现场设备提供与整体设备效率（OEE）平台的实时连接，相关人员通过该平台优化设备可靠性、最大限度减少停机时间。这需要通过有线或无线网络建立与OEE平台的通信路径，并配置设备以从每个站点的特定现场设备收集必要数据。
理想情况下，在现场环境安装了IIoT网关后，无需对其进行配置更改。软件和硬件不会变更或也不需要更新，通信路径不会中断，服务提供商也不会改变其架构。无需添加新的传感器或设备，也不需要增加新的功能。
但实际情况是，对于大多数数字化转型项目而言，这种理想状态极为罕见。IIoT通常涉及高度动态的环境，硬件和软件都在不断发展。如果没有为IIoT网关或边缘节点配备适当的设备管理，在物理部署完成后, 即使进行简单的配置变更，也可能非常困难、昂贵且耗时。
忽视设备管理的风险
通常，客户很难理解设备管理的重要性，直到出现某些状况让他们后悔没有配备设备管理。最近的一个例子是，一家使用IIoT网关提供远程性能指标的钻井设备供应商遭遇了安全漏洞，黑客使用默认凭证获得了访问权限。攻击者安装了未经授权的软件，产生了巨额的数据流量费用，并损害了系统完整性。如果没有设备管理平台，修复工作需要：
•多次派人前往现场；
•与每台设备逐一建立远程连接；
•手动执行脚本以为每台设备打补丁并对其进行验证。
▲图2：交钥匙式IIoT网关或边缘节点，可以是特定平台专有的，也可以是支持自定义软件的、独立于供应商的产品。
通过适当的设备管理，该公司可以远程连接所有已部署的设备，并同时应用所需的更新，而无需亲自前往现场。虽然设备管理无法阻止此类安全漏洞，但它会大幅减少故障排除和恢复所需的时间和精力。如果企业希望可以以更轻松、可持续且经济高效的方式来支持大规模部署，那么具备这种能力就至关重要。
企业需要自行决定配置远程管理能力的优先级，因为并非所有情况都需要这种能力。例如，一家燃气轮机厂商就特意要求将其IIoT网关设计为仅支持现场技术人员进行手动、本地更改配置。这一策略的制定是为了高效管理工程资源，并更好地利用现有的现场维护基础设施。
在数字化转型部署中，可能还有其他考虑因素导致不采取任何设备管理措施。例如，项目需求并未明确要求部署后进行持续设备管理，且在竞争激烈的环境中实施此类功能的成本和时间难以合理化。在最近一项关于IIoT和设备管理的调查中，7%的受访者承认对设备管理采取“以后再说”的态度。鉴于在缺乏设备管理的情况下，如果进行现场配置变更可能会产生巨大的成本，应谨慎考虑这种做法所带来的风险。
构建自己的设备管理能力
对于计划实施设备管理的工程师来说，无论选择哪种方法，都需要进行艰难且具挑战性的权衡。无论是雄心勃勃的初创企业还是大型成熟企业，试图为运行Linux的定制化边缘计算设备构建自有的设备管理能力似乎都是很常见的做法。虽然存在Ansible、Puppet等付费及开源工具可支持设备管理运维，且Azure和AWS也提供相关技术支撑，但若缺乏精通IT基础设施管理软件与工具的专业团队，内部自研这类能力将耗费高昂成本与时间。
实际上，很少有企业愿意承担组建新基础设施团队所需的前期和持续成本——该团队需支持具备设备管理功能的内部IIoT网关，尤其在项目预算、进度、定价和营收目标紧迫的情况下。相反，那些有幸拥有合适软件人才的企业，若能从一开始就构建强大的设备管理能力，便能获得显著的竞争优势。这赋予了他们在大规模场景下的高弹性与灵活性，使其能够面向内部或外部客户快速部署并迭代其产品与服务。
▲图3：虽然内部开发一个统一的、专用的设备管理平台可能颇具挑战，但它能够轻松管理数百台IIoT设备的全生命周期。Moxa 为其 AIG 系列IIoT网关提供了一个现成的设备管理平台。
设备管理的局部实施
无论是否意识到，许多企业最终都会为其IIoT网关采取局部实施的设备管理方法。对于高度依赖蜂窝连接的场景，蜂窝路由器本身通常配有自己的设备管理平台。这允许对北向通信路径进行监控和管理，但对轮询现场设备并将数据分享到云端的边缘节点进行任何更新，仍需要单独的设备和处理流程。安全远程访问设备也是远程维护任务的一种选择。它们使管理员能够通过安全隧道，远程连接到边缘节点，并手动收集日志或进行配置更改。在最近的设备管理调查中，36%的受访者使用远程访问设备进行设备管理，29%则依赖蜂窝路由器的设备管理功能。
这些方法虽然可以大幅降低远程维护和更新的成本与工作量，但它们本身会增加架构的成本和复杂性，导致管理工具和流程出现碎片化的孤岛，难以实现规模化扩展。随着时间的推移，许多采用这种部分设备管理策略的企业会逐渐意识到，唯有制定统一且专为设备管理构建的策略，才能满足IIoT设备全生命周期的管理需求。
▲图4：一个常见应用场景是配置并安装一台物理IIoT网关，将现场设备的数据传输至云端OEE平台。
集成设备管理的交钥匙方案
市场上有许多交钥匙型IIoT网关，主要分为两种类型：一种是专为特定平台设计的网关，能够无缝支持云服务或OEE平台；另一种是厂商中立型网关，提供与多个系统和协议连接的灵活性。交钥匙解决方案吸引了那些希望避免定制系统的复杂性，同时仍保持对物联网基础设施必要控制权的企业。然而，要正确评估这些选项可能并非易事，因为它们在产品文档中可能看起来相似，但在实际部署中的表现可能截然不同，尤其是在设备管理能力方面。
交钥匙解决方案的优势在于缩短实施时间并简化部署流程。然而，这种便利性有时会伴随着定制化受限或因为许可费而带来更高的长期成本。在评估这些解决方案时，关键是要超越表面功能，考量部署预期寿命内的总拥有成本和运维成本。以下是在选型时需要考虑的一些重要因素：
•连接监控与报警功能的易用性；
•网络配置与远程管理的简便性；
•能否通过批量操作同时更新多台设备；
•固件更新流程、更新频率及相关成本；
•是否支持自定义软件或脚本以应对独特需求；
•底层技术平台及其长期可持续性；
•供应商在类似IIoT部署方面的经验。
安全功能值得特别关注，因为许多交钥匙解决方案提供的加密、认证和访问控制水平各不相同。有些供应商提供了全面的安全框架，而另一些则可能将大部分安全责任留给实施方。此外，还需考虑在设备故障的情况下，解决方案所提供的数据存储、备份与恢复处理方式。
在为IIoT或数字化转型项目选择硬件时，工程师需要考虑诸多因素，设备管理应被列为其中之一。做出更明智决策的有效方式之一是请求演示或试用设备，以评估其易用性以及与现有系统的集成潜力。只要条件允许，应在尽可能接近预期部署环境的条件下测试解决方案。许多供应商提供入门套件或评估包，专门用于帮助潜在客户在大规模实施前亲身体验其平台的功能。
