物联网建模和应用的企业方法

物联网应用和需求的多样性给企业带来了挑战和机遇。在本系列中，我们采用面向流程的整体方法来设计解决方案和IoT建模，同时考虑自上而下的以企业为中心的需求和自下而上的技术能力。让我们了解更多。

到2025年，物联网（IoT）的总经济潜力价值每年达到11.1万亿美元。该值分布在不同部门的各种应用程序中。这种多样性给如何实施和使用各种物联网应用带来了挑战，包括成本和成本。

及时上市，而且如何将它们有效地集成到任何企业的业务环境中。当前构建物联网应用程序的主要做法是从与“事物”或机器相关的单个问题开始，并为其构建定制的解决方案。

但是，物联网解决方案的传统的自下而上的运营技术（OT）问题方法得益于自上而下的企业业务流程方法的补充。为什么是这样？这是因为跨整个企业组织的现实概念，实体和需求的可视化和建模可以帮助缩小企业业务流程和技术视角之间的差距。

从企业（业务）流程角度看待物联网意味着什么？

从企业流程的角度出发，意味着我们从最终用户（可以是个人，组织，企业中的部门或企业中的角色）的挑战或需求入手，并以最终用户的术语来表述它们。 。这与从技术重新开始和一个孤立的问题相反，该问题带有产生炉灶解决方案的相关风险。

我们根据最终用户如何看待他们的现实为它们建模。例如，工厂中负责生产线的人员对效率，低成本，确保机器的正常运行时间，所生产的产品的及时交付，在给定资源的情况下最大化产量等感兴趣。

那么，有什么好处呢？

从企业的角度出发，首先要对用户需求进行建模，然后通过深入研究企业，IT和OT层，再到机器和生产线，进一步完善它们，这意味着该过程从不熟悉IoT的人的需求开始技术。通过以正式方式捕获企业运作方式和需求的整体情况，它为实现物联网解决方案提供了基准。

在端到端以企业为中心的应用程序上下文中，确定高层企业的需求并为顶层业务流程建模，涵盖企业和相关的OT透视图，并本着“低代码”编程的精神进行。

详细说明子流程以达到通用资源和任务，这是分解顶级业务流程的一部分，因此将企业和IT观点联系在一起，理想地达到独立于应用程序且可重用的资源和组件。

将最细粒度的子流程映射到可以由底层微服务和IoT资源表示的功能组件，后者提供了到OT的链接。

在可重用组件的一致框架中协调和执行企业流程相关事件以及IoT事件和数据流。

为了充分利用物联网在不同应用领域的全部潜力，仍然缺少有效开发和集成物联网应用程序的方法（考虑企业越来越广泛的需求），但是存在可以进一步利用的基线工作。我们的方法以之前的工作为基础，并且我们提出了进一步的工作，可以帮助缩小以企业流程为中心和以物联网为中心的观点之间的差距，我们认为这将使物联网应用程序更加企业友好。

业务流程建模

流程建模是关于识别和定义企业内部甚至企业之间可重复且涉及各种企业资产和资源的流程模式。我们的重点是涉及物理资产和机器的流程以及它们与物联网的互动方式。这将使我们能够分析和优化运营，并进一步实现资产密集型企业运营的全自动流程，例如制造业，建筑业，公用事业，农业和加工业。

业务流程建模和注释（BPMN）是为业务流程建模开发的特定标准。它可以产生可执行的正式流程规范，并且可以映射到微服务和IoT资源。通常，BPMN使企业能够以基于可扩展标记语言（XML）的图形符号理解和交流其内部业务流程。此外，它使组织能够快速适应新的内部和B2B业务需求和情况。

将BPMN方法应用于物联网应用程序建模

物联网运营和交付模型是通过物联网应用支持平台提供的，该平台为构建应用提供了水平工具。迄今为止，这些平台主要涉及基础结构服务，例如连接性，协议适应性，设备管理和安全设备启动。在很大程度上，该平台以数据为中心的方面仍然相当简单并且关注点应用程序。例如，应用特定的基于AI的任务（例如预测分析）来了解机器何时以及如何发生故障，或者使用规则引擎来实现某种程度的可编程性。但是，剩下的就是如何使物联网应用程序既具有更丰富的功能，又可以有效地集成和丰富到更复杂的整体企业业务流程中。

让我们看一个使用机器故障的简单示例，我们之前已经提到过。

在最简单的形式中，通过对机器数据进行预测分析来执行预测性维护，以预测何时何地何时发生故障。从更广泛的生产周期角度来看，例如通过了解由于切削工具的磨损而降低的产品质量，更多的数据（例如来自产品检查的数据）可以增强预测。此外，在更大的企业范围内，对生产机器的维修会对生产计划和客户承诺产生影响。它取决于正确的供应链以及其他企业资源（如服务技术人员）的可用性，所有这些都需要从系统角度进行适当的计划和适应性流程。

显然，需要以企业为中心的自上而下的方法来补充以机器为中心的自下而上的IoT应用程序的方法（应用预测性分析），并且该解决方案还将依赖于一大堆基于AI的多样化分析和计划工具。所有这些都需要在企业，IT和OT层之间进行适当的交互。稍后，我们将回到IT层的详细信息，并且在此讨论中，我们将自己局限于图2所示的Enterprise和OT透视图。同样，还指出了不同的企业系统，例如企业资源计划，供应链管理和产品。生命周期管理也将是企业层的一部分。

如前所述，我们的方法基于正式的顶级企业业务流程模型中的应用程序领域专业知识。让我们再举一个例子看看它的样子。在这种情况下，智能物流。

Smart Logistics是一种跨IoT的应用程序，适用于不同企业，并且涉及的参与者，关联数据及其流程交互都非常丰富。参与者（包括供应商，采购商，物流提供商，运输工具等）既是端到端应用程序的流程和子流程的数据的消费者和生产者。Smart Logistics的目标是更及时，更具预测性的交付，对意外事件的更大灵活性和适应性，以及以更低的成本实现更高的透明度。物联网将为物流带来的是一个完全自动化的自适应端到端流程，可为所有相关参与者提供优化。智能物流解决方案实施端到端任务，从基于绩效的供应商推荐，合同谈判和物流计划，到货物处理和整个过程监控，以及合同履行。

我们构建了一个整体解决方案（概念上如图3所示），该解决方案结合了独立和可重复使用的微服务构建块的功能。这里采用的方法与前面的示例相同，换句话说，从企业顶级流程开始，并进一步详细说明了连接到物理实体，资产和流程的子流程，即我们所关联的以作为OT层。

从这两个高级示例可以直观地理解，有些过程是相似的，例如监视和应用分析，计划和重新计划等等。下一步是更深入地研究子流程，并深入到子流程的最佳粒度级别如何映射到IoT资源，组件和微服务。我们的目标是找到一个概念框架的解决方案，以导致形式化和可执行的解决方案，这些解决方案跨企业，IT和OT层进行连接，而第二个目标是依赖可重用的子流程，组件以及最终的资源和微服务。

将物联网应用程序集成到企业流程中

IoT应用程序不应孤立地看待，也不能看作是针对非常具体和局限性问题的孤立解决方案。他们应该被视为企业整体流程的一部分，并与之整合。业务流程建模方法是一种方法，可以确保这种集成在组织的不同部门之间有效，并且跨企业过程可以并且应该完全自动化。结果，它将有助于打破内部孤岛，这是数字化之旅的一部分。