在工業自動化系統集成的工程實踐當中,VDI 3814指南是一套被大量引用的德國工程師協會標準,它為處理樓宇自動化系統(BAS)跟企業管理層(ERP)之間的“垂直集成”給予了方法論框架,這套指南的核心價值所在,它不是強制性的技術規範,而是給出了一種結構化的工程思維以及接口定義方法,目的在於彌合建築運營技術與商業信息技術之間的差距。對這些指南予以理解,並且以批判性的方式加以應用,方能對達成真正具備高效特性、透明特性以及可持續特性的智能建築運營形成至關重要的作用,。
VDI 3814指南的核心目標是什麼
VDI 3814的核心目標是去建立一種通用語言,使得不同專業背景的工程師,能夠協同工作,IT專家也能夠協同工作,設施管理人員同樣能夠協同工作。它專注於解決樓宇內各類子系統產生的海量數據,這些子系統像暖通空調、照明、安防等,對這些數據要進行有效採集,還要結構化,並且傳遞給上層管理系統。它的根本目的並非是要規定使用某種特定的軟件,也不是規定使用某種特定的協議,而是去定義一個中立的、基於信息模型的集成架構。
這套指南嘗試突破傳統的“數據孤島”,使得建築的運行狀態、能耗數據、設備故障信息等,能夠毫無縫隙地跟企業級的資產管理、財務以及運維決策系統進行對接。借助這種集成,企業能夠把建築當作一個可動態管理的生產性資產,而不是單純的成本中心。它為達成預測性維護、基於實際使用狀況的能源優化以及空間利用率分析,奠定了理論基礎。
VDI 3814如何定義信息交換結構
指南引入“服務單元”,引入“管理層”概念,以此構建信息交換的層次結構。它把建築自動化系統劃分成若干邏輯上的“服務單元”,像一個空調機組呀,像一層樓的照明迴路呀,又或者是一個會議室。每個服務單元都被要求提供標準化的“服務接口”,用這個來描述其功能,描述可提供的狀態數據,還描述可接收的控制命令。
於管理層方面,VDI 3814界定了“建築管理”以及“企業管理”這般的層級,還明晰了各層級自自動化層所要獲取的信息類別。比如說,企業管理層興許僅在意整棟建築的total 、total and costs以及關鍵設備的,而並非需要具體的風機轉速設定值。這種具備結構化的定義,致使項目各方於規劃階段就得確切明確“所需何種信息”以及“信息用於何事”,規避了後期集成的紊亂以及成本超支。
實施VDI 3814面臨哪些主要挑戰
就算理念是先進的,然而VDI 3814在具體項目實施當中面臨著顯著的挑戰,首要的挑戰是它在實踐裡欠缺足夠的約束力以及細節,它更像是一本“指導手冊”而並非“施工藍圖”,致使不同的廠商、集成商對於同一概念的理解以及實施方式有著極大的差別,最終也許會構成另一個版本的“供應商鎖定” 。
對項目前期規劃以及設計,該指南給出了極高要求,它要求業主、設施管理團隊、自動化承包商與IT部門,從項目開始就深度參與其中,共同界定信息需求,在傳統的低價中標以及分階段承包的工程模式裡,這種跨專業的深度協作常常難以達成,致使指南的一大堆美好設想在落地之際被大幅簡化或者棄用。
VDI 3814與現代技術趨勢是否脫節
VDI 3814產生於那樣一個時期,那個時期是以OPC DA以及傳統現場總線作為主流的,其思維方式某種程度上落後於當下以雲平台、物聯網也就是IoT以及數字孿生作為核心的技術潮流。現代IoT架構所倡導的是輕量級的,依據API或者MQTT的扁平化數據接入,然而VDI 3814所定義的層級化、服務化的接口模型在實現過程中常常顯得比較笨重。
然而,這並不能表明指南已然徹底過時,其核心價值,即針對數據語義以及業務邏輯的標準化思考,恰恰是當下諸多IoT項目所欠缺的,眾多所謂的“智慧建築”僅僅是單純地上傳原始數據點,缺少有意義的上下文以及信息模型,VDI 3814的精髓能夠作為構建語義化數字孿生模型的重要參考,關鍵之處在於怎樣運用現代技術手段去達成其核心理念。
指南對數據語義標準化有何貢獻
這屬於VDI 3814極具前瞻性的貢獻當中的一個,它很早就係統地提出對建築自動化數據賦予清晰語義的重要意義,指南作出建議,針對每個數據點,像溫度、開關狀態等,不但要定義其工程單位,而且要確定其業務含義、所屬的空間位置以及功能係統,這給數據在不同系統間的可理解性與互操作性打下了基礎。
比如,有一個溫度傳感器所讀取的數值,在指南框架的規定之下,應該被標記為“三樓東區會議室室內空氣溫度”,並非僅僅只是一個“AI – 01”通道對應的數值。像這樣語義化的一種描述,當數據傳進企業資產管理系統(EAM)或者物聯網平台之後,能夠被精準地識別以及利用,用來進行空間計費、舒適度分析或者與工單系統自動建立關聯,極大地提高了數據的可用價值。
在實際項目中如何批判性應用該指南
做法明智的並非是把它當作必須逐一條款去執行那般的聖經,而是把它當成項目溝通以及需求梳理的框架類工具。在項目規劃的階段當中,能夠運用指南的思維方式,去組織跨部門的研討會,要係統地梳理管理業務針對自動化數據的需求,從而形成一份詳細且達成共識的“信息需求清單”,並且把這個清單用作後續招標以及驗收的依據。
技術實現時,不要局限於指南里或許過時的特定技術路徑,而要看重其“服務化”以及“語義化”的關鍵思想。比如說,能夠聯合現代的/SC或者標記法等工具,達成對設備數據的語義描繪。關鍵之處得放在保證生成的數據有明晰的業務意義和統一的格式,可被上層系統直接運用,而不是追求形式上徹底契合VDI 3814架構。
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