统一命名空间

统一命名空间 是什么?

在 Tier0 平台,统一命名空间被具象化成工业数据架构。它基于 MQTT 的发布/订阅机制,将设备、系统和应用数据连接到一个结构化的命名空间中,使数据能够按照语义上下文组织、在不同用例之间复用,并由构建在其上的应用持续扩展。

摒弃点对点集成,Tier0 为实时数据、应用程序、工作流和数据分析创建了一个共享空间。

摒弃点对点集成,Tier0 为实时数据、应用程序、工作流和数据分析创建了一个共享空间。

概念

统一命名空间

在 Tier0 中的含义

人们往往认为,统一命名空间是一种在共享空间中组织工业数据的方式。但在 Tier0 中,它更具体。

它是一个基于 MQTT 发布/订阅构建的实时、结构化的命名空间。来自不同生产者的数据被发布到这个共享空间中,并按照实际的生产方式组织——源系统对数据组织的影响则显得不那么重要

这意味着命名空间并非消息汪洋。它是一个工业生产运营模型。在一个相互关联的结构中,它可以清晰体现站点、区域、产线、设备及其他与业务相关的对象之间的关系。

这正是让数据在集成之外发挥作用的原因。它为平台提供了一种通用语言,应用程序、工作流、数据看板和分析都可以基于它构建。

不仅仅是互联数据。 是语义化、可操作、可复用的数据。

不仅仅是互联数据。 是语义化、可操作、可复用的数据。

命名空间 / 结构

命名空间 / 结构

// 统一命名空间 — Tier0

// 统一命名空间 — Tier0

命名空间 {

命名空间 {

站点: "东京工厂A"

站点: "东京工厂A"

区域: "装配线 3"

区域: "装配线 3"

设备: "CNC-07"

设备: "CNC-07"

数据 {

数据 {

温度: 87.4 // °C

温度: 87.4 // °C

循环时间: 42 // 秒

循环时间: 42 // 秒

状态: "运行中"

状态: "运行中"

订单编号: "ORD-2024-0871"

订单编号: "ORD-2024-0871"

}

}

// 通过 MQTT 发布 · 结构化 · 实时

// 通过 MQTT 发布 · 结构化 · 实时

}

}

协议

为什么 MQTT 很重要

Tier0 使用 MQTT 作为其统一命名空间架构的支柱。因其轻量、事件驱动,且天然支持发布/订阅通信的特点,MQTT 非常适合工业环境。

轻量

轻量

适用于

受限环境

适用于

受限环境的最小开销

事件驱动

事件驱动

数据在发生变化时才会传递,与轮询周期无关

数据在发生变化时才会传递,与轮询周期无关

原生 Pub/Sub

原生 Pub/Sub

生产者和消费者解耦的原生设计

生产者和消费者解耦的原生设计

实时

实时

整个命名空间的持续更新

整个命名空间的持续更新

生产者可以在数据更新时立即发布,消费者可以同步接收订阅数据源的变化。这一点很重要,工业数据总是在不断变化。机器状态会发生变化,工艺参数会持续更新,事件也会循序发展。

在 Tier0 中,MQTT 是保持命名空间活力的基础。它让工业系统、企业应用和原生 Tier0 应用能够在一个共享空间内持续交换数据,而不是依赖脆弱的一次性接口。

点对点

点对点

统一命名空间

统一命名空间

工厂

工厂

线

线

设备

设备

26.8

26.8

指标

指标

构建一次

构建一次

将更改发送给

所有订阅者

将更改发送给

所有订阅者

WMS

WMS

EAM

EAM

EMS

EMS

MDM

MDM

SCADA

SCADA

LIMS

LIMS

边缘

边缘

ERP

ERP

发布-订阅

发布-订阅

架构

为什么发布/订阅机制 会改变架构

传统集成通常是通过定制接口将系统一个个连接。系统 A 开发接口把数据发送到系统 B ,再为系统 C 开发接口发送数据,再接着开发另一个。随着时间推移,多系统形成的数据架构变得越来越难理解、维护,也更难扩展。

Tier0 通过发布/订阅机制来改变这一点。数据生产者和消费者不再一一连接。生产者将数据发布到一个共享命名空间中,消费者从该命名空间按需订阅数据。生产者与消费者就此解耦。

PLC 不需要知道哪个数据看板、工作流、应用或分析工具会使用其数据。它只需将数据发布到统一命名空间,工作流引擎、数据看板、Notebook 或应用程序即可独立订阅。

发布/订阅机制大大降低了集成和接口的耦合度,简化了扩展复杂度,并使同一份实时数据能够被多个下游消费者使用。

一次发布,多次使用。

一次发布,多次使用。

结构

为什么命名空间很重要

不止消息传递

仅有 MQTT 还不够。消息总线也可以传输数据,但传输数据并不等于结构化数据。如果消息仍然彼此孤立、命名不统一,或者只能被创建者理解,那么数据复用仍然很难实现。

基于实际生产模式,Tier0 将数据组织到一个结构化命名空间中。彻底摒弃“来自 MES 的数据”或“来自 ERP 的数据”的思维模式,围绕站点、区域、产线、设备、工艺、物料、订单、状态和事件等工业生产实体来结构化数据。

这种结构将消息流转变为工业数据基础。机器状态不再只是一个消息,它会变成特定工厂中某条生产线上的某台机器的当前状态。工作流事件不再只是应用日志,它会成为某个流程、订单或资产运营历史的一部分。

命名空间使数据可理解、可管理、可复用。

01

01

原始消息

原始消息

非结构化数据流

非结构化数据流

02

02

结构化命名空间

结构化命名空间

生产层级

生产层级

[统一命名空间]

[统一命名空间]

工厂

工厂

产线

产线

设备

设备

文件

文件

236.8

236.8

复用

复用具体如何实现

在许多工业项目中,“复用”听起来很美好,但在实践中却往往消失不见。团队每次交付新的用例时,可能最终仍须重新构建接口、重新映射数据,并重新解读上下文。

Tier0 能够真正实现复用,是因为数据只会发布一次到共享命名空间中,而后由多个下游用例从同一中间中订阅消费。复用是从架构层面实现的。

发布到 Tier0 的机器状态可以被以下对象订阅:

实时数据看板

告警工作流

面向操作员的应用

分析 Notebook

报告服务

下游系统

复用是降低交付成本的核心方式。一旦命名空间建立起来,新的应用和工作流就可以在现有的数据基础上构建,而不必再次从头开始数据集成。

统一命名空间的价值不只是连接,而是可复用的上下文。

统一命名空间的价值不只是连接,而是可复用的上下文。

发布者

发布者

CNC-07 / 传感器

CNC-07 / 传感器

温度 · 状态 · 周期时间

温度 · 状态 · 周期时间

↓ 仅发布一次

↓ 仅发布一次

统一命名空间

统一命名空间

site/line3/CNC-07/#

site/line3/CNC-07/#

↓ 订阅(N 个消费者)

↓ 订阅(N 个消费者)

实时

数据看板


仪表板

实时

OEE

分析

OEE

分析

告警

工作流

警报

工作流

AI 模型

预测

AI 模型

预测

数字

孪生

数字

孪生

数据

数据

每个消费者都可独立订阅——无需额外集成

每个消费者都可独立订阅——无需额外集成

// 一次发布 → 多次复用

// 一次发布 → 多次复用

数据模型

什么可以在命名空间中建模

Tier0 的命名空间旨在整体反映工业生产,而不仅是机器遥测。

它可以在一个互联的结构中将物理层、过程层和业务层联合建模。

站点和区域

站点和区域

工厂、车间、建筑物和生产区域。

工厂、车间、建筑物和生产区域。

产线和设备

产线和设备

产线、生产单元、机器、资产和设备级信号。

产线、生产单元、机器、资产和设备级信号。

流程与生产

流程与生产

流程阶段、操作步骤、执行状态和工作流逻辑。

流程阶段、操作步骤、执行状态和工作流逻辑。

材料与产品

材料与产品

物料、SKU、产品、批次及与仓库相关的对象。

物料、SKU、产品、批次及与仓库相关的对象。

订单和批次

订单和批次

生产订单、工单、批次和执行记录。

生产订单、工单、批次和执行记录。

状态和警报

状态和警报

运行时状态、条件、故障、警告和异常事件。

运行时状态、条件、故障、警告和异常事件。

衡量指标与KPI

衡量指标与KPI

实时数值、流程指标、质量指标、绩效指标。

实时数值、流程指标、质量指标、绩效指标。

事件和工作流记录

事件与工作流 记录

应用生成的事件、审批、表单提交、状态更改。

应用生成的事件、审批、表单提交、状态更改。

Tier0 的 UNS 不只是用于传输 OT 数据。

它的构建目的是—以软件真正能够使用的形式—来表示工业生产。

反馈循环

应用不仅仅消耗数据——它们还会写回

许多架构把应用当成终端。它们读取数据、展示数据,也许会在本地存储数据,至此流程结束。Tier0 则不同。

在 Tier0 构建的应用还可以将生产运营数据发布回同一命名空间。其中包括工作流生成的记录、用户操作、审批、表单提交、任务更新、检查结果、流程事件及其他。

命名空间不仅仅是上游工业系统的数据入口。它也是下游生产软件的数据出口。这意味着应用程序不会变成新的信息孤岛,它们会把数据回写到同一个共享空间中。

源系统发布数据

Tier0 结构化数据

应用程序使用数据

应用程序回传新生数据

命名空间变得更有价值

一个会随着每个应用程序而扩展的共享命名空间。

一个共享命名空间,

随着每个应用程序而增长。

数据模型

数据模型如何赋能平台

这使以下功能得以实现
贯穿整个平台

Tier0 将基于 MQTT 的发布/订阅机制与结构化命名空间结合,同一套数据底座可在平台上支持多种不同的应用场景。

工业应用

工业应用

应用可以构建在实时生产环境基础上,而不是零散分离的点对点集成上。

应用可以构建在实时生产环境基础上,而不是零散分离的点对点集成上。

跨系统可见性

跨系统可见性

机器、流程和业务数据可以在统一生产结构中查看,而不是分散在孤立的系统中。

机器、流程和业务数据可以在统一生产结构中查看,而不是分散在孤立的系统中。

可复用的分析

分析可以基于一致的数据模型进行,而不是依赖一次性提取和重新映射。

工作流编排

工作流编排

生产事件和应用操作可以在同一共享命名空间中触发流程。

生产事件和应用操作可以在同一共享命名空间中触发流程。

多站点规模

多站点规模

同样的建模方法可以扩展到各条生产线、各个工厂和各个站点,无需重新设计基础架构。

同样的建模方法可以扩展到各条生产线、各个工厂和各个站点,无需重新设计基础架构。

可复用的分析

分析可以基于一致的数据模型进行,而不是依赖一次性提取和重新映射。

架构不断增值

每增加一个用例都会受益于现有基础。

比较

不止连接

Tier0 不只是在系统之间传递数据。传统集成工具往往擅长传输。它们把一个系统连接到另一个系统,打通协议,传输数据。然而,数据传输并不能创建可复用的生产模型。

Tier0 使用统一命名空间(Unified Namespace)加上基于 MQTT 的发布/订阅机制来解决更广泛的问题。它创建了一个共享的工业上下文,并开放给所有已连接消费者。

传统集成

传统集成

系统与系统连接

系统与系统连接

与单个界面关联的逻辑

与单个界面关联的逻辑

每个新用例都催生更高的交付成本

每个新用例都催生更高的交付成本

复用受限

复用受限

复杂性随着时间增长

复杂性随着时间增长

Tier0 统一命名空间

Tier0 统一命名空间

连接到一个共享空间

连接到一个共享空间

基于 MQTT 发布/订阅机制

基于 MQTT 发布/订阅机制

逻辑与实际生产紧密连接

逻辑与实际生产紧密连接

跨用例复用数据

跨用例复用数据

应用/工作流构建于统一数据基座

应用/工作流构建于统一数据基座

系统扩展随时间愈加简单

系统扩展随时间愈加简单

差异不仅在于数据如何移动。还在于数据是如何为长期复用而组织的。

下一步

一种用于持续工业数字化的架构

无需为每个新需求重新构建集成,Tier0 帮助团队能够随着时间推移复用并扩展同一工业上下文。

下一步

一种用于持续工业数字化的架构

无需为每个新需求重新构建集成,Tier0 帮助团队能够随着时间推移复用并扩展同一工业上下文。

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