相关申请的交叉引用本申请要求2018年11月1日提交的美国临时申请no.62/754,376的优先权，其全部内容通过引用并入本文，如同其全部内容被阐述一样。
背景技术：
：：本公开涉及制造，并且更具体地，涉及用于利用物联网工厂网关收集制造数据的系统和方法。
背景技术：
：当今的制造公司在世界范围内竞争。制造过程、材料速度、产品质量、测试、包装和运输的任何改进都会对制造商的竞争力产生显著影响。物联网(iot)可以向制造规划者提供对实时可操控的制造数据的洞察。实时分析制造数据的能力可对制造成本、质量和上市时间具有显著的积极影响。技术实现要素：网关可以包括提供访问工厂机器数据的方便和安全方式的数据服务器。网关可以是双向服务器架构，该架构从机器获取数据并使该数据对各种工厂、企业和云应用程序可用。它还可以从应用程序获取命令和控制信息，并直接控制工厂线路(factoryline)机器的操作。工厂机器环境具有很少或没有数据、认证或授权安全性。企业端需要鲁棒的安全性。网关在工厂机器端提供安全隔离，并在企业端提供鲁棒的加密、认证和授权安全。网关架构可以考虑多代(generation)机器。工厂具有许多已经购买了几年的机器。机器在制造/型号/变化上可能具有差异，这些差异使得集成困难。所公开的mcm允许工厂中的所有机器被集成和标准化为单一公共平台。附图说明所公开的非限制性实施例是关于附图来讨论的，附图形成了本发明的一部分，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：图1是本公开的实施例的图示；图2是本公开的实施例的图示；图3是本公开的实施例的图示；图4a、b和c是本公开的实施例的图示；图5是本公开的实施例的图示；以及图6是本公开的实施例的图示。图7是本公开的实施例的图示。具体实施方式本文提供的附图和描述可能已经被简化以说明与清楚理解本文描述的装置、系统和方法相关的方面，同时为了清楚起见，消除了可以在典型的类似设备、系统和方法中发现的其他方面。因此，本领域技术人员可以认识到，其它元件和/或操作对于实现本文所述的设备、系统和方法可能是期望的和/或必要的。但是因为这样的元件和操作在本领域中是已知的，并且因为它们不促进对本公开的更好理解，所以为了简洁起见，在此可能不提供对这样的元件和操作的讨论。然而，本公开被认为仍然包括本领域普通技术人员已知的对所描述的方面的所有这样的元件、变化和修改。在全文中提供实施例，使得本公开充分彻底并且将所公开的实施例的范围完全传达给本领域技术人员。阐述了许多具体细节，例如具体组件、设备和方法的示例，以提供对本公开的实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，不需要采用某些具体公开的细节，并且可以以不同的形式来实施例。因此，实施例不应被解释为限制本公开的范围。如上所述，在一些实施例中，可能不详细描述公知的工艺、公知的设备结构和公知的技术。本文所用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，而不是旨在进行限制。例如，如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也可旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指明。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包含性的，因此指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。除非特别地被确定为优选的或需要的执行顺序，否则这里描述的步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或示出的特定顺序执行。还应理解，可采用额外或替代步骤来代替所揭示方面或与所揭示方面结合。当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，除非另外清楚地指出，否则其可以直接在另一元件或层上、接合到、连接到或联接到另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可以不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以类似的方式解释(例如，“之间”对“直接之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。此外，如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。此外，尽管术语第一、第二、第三等可以在这里用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。除非上下文清楚地指出，否则诸如“第一”、“第二”和其它数字术语的术语当在本文中使用时不暗示顺序或次序。因此，在不脱离实施例的教示的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。实施例包括一种用于便利地从具有各种机器和制造过程的制造设施收集物联网(iot)数据的方法。实施例容易且安全地捕获制造数据，该数据可以被用作为各种制造执行系统(mes)、企业资源计划系统(erp)、过程控制和制造分析的输入。在自动化环境中多个机器的管理是极具挑战性的。多个机器可能缺少公共数据和命令/控制标准。通常，需要复杂的变通方法来提取、仿真或复制机器数据。所述变通方法使得自动化系统的开发复杂，并且使得集成过程更加困难。实施例允许自动化机器库存与机器执行系统(mes)和企业资源计划(erp)自动化系统和基于云的应用程序的简便且快速的集成。如图1所示，如此被提供的网关10可以包括软件数据网关服务器12，该服务器在自动化工厂机器14和mes、erp和/或其它工厂应用程序16之间。在工厂网络端，该服务器在机器和网关之间创建了安全隔离连接20。该连接使用机器通信模块(mcm)架构来处理多个工业和专有通信协议。网关12不仅可以提取机器数据，而且可以使用该连接来控制机器自动化过程。在企业网络端，实施例提供了方便且安全的应用程序编程接口(api)以访问机器数据22，访问数据的工厂应用程序16“看到”公共接口而不需要机器知晓。上述内容使得工厂工程师能够针对特殊数据需求定制网关。网关提供方便的基于云的流数据订阅服务。这允许云应用程序轻松访问自动化工厂数据。这容易地实现了各种自动化工厂机器与工厂、企业和云应用程序的集成和连接。实施例提供了使应用程序和机器集成更容易的若干服务。实施例使大数据26的收集、其分析的执行以及与其实时相关决策的制定自动化。更具体地说，工厂数据收集通常采取两种形式-历史的和实时的。举例来说，历史数据是在班次、日、周、月、季度或年结束时收集的数据。然而，如果历史数据被排他地使用，分析和决策总是在事实之后。因此，历史数据捕获和决策通常很慢，为此正面影响制造工艺。实时数据收集即时地收集数据并使其可用。然而，由于许多工厂中的慢速的数据网络和对快速的计算资源的访问，实时数据的分析常常是有问题的。工厂分析可以被分类为统计过程控制(statisticalprocesscontrolspc)和渐进过程改进(progressiveprocessimprovementppi)。spc被用于测量关键制造度量以更好地管理产品产量、效率和质量。通过使用统计过程模型，生产线路数据被收集和分析。来自模型的输出通常是统计方差的形式。超出公差的过程和问题可能是突出的。然而，spc被限制为仅一个或二个统计相关度，因此spc仅提供了对数据或过程的有限洞察。ppi分析多个相关度，并提供对制造过程改进的更多洞察。如图2中所示，由于算法的完善以及物联网(iot)和低成本云计算的引入，ppi分析法100是普及的。算法包括高级机器学习、人工智能(ai)和深度ai。实施例中的ppi算法被分类为4个递增复杂的分析类别；描述性102、诊断性104、预测性106和规范性108。描述性和诊断算法目前被用于多种制造过程中。预测性和规范性最近已被制造商们应用，该制造商们寻找制造过程中的隐藏价值和竞争优势。描述性分析集中在发生过什么并且使用输出来校正过程故障。描述性分析集中在过程的故障上。诊断分析集中在为什么发生故障，并确定引起故障的根。诊断分析也帮助识别过程故障，使得根故障不会再次发生。预测分析预测未来事件。它们通过将技术和过程洞察与数据洞察相结合而生成预测、防止停机时间、降低保修费用、并提高整体生产率。算法通常包括复杂的机器学习算法。规范分析理解了制造过程的复杂隐藏价值。它们标识了集中于成本降低、质量改进和新收益机会的未来动作。算法通常包括机器学习、人工智能(ai)和深度ai。大数据和分析正日益成为制造商的显著竞争优势。这些新方法给予制造商对其端到端制造过程的价值的新洞察。大数据和渐进过程改进分析的概念可对制造的所有方面具有显著的影响。实时可操作数据是集成巨大具有快速实时决策定位的mes软件的制造数据流的过程。它利用大规模iot、高性能计算集群、非常快速的通信网络和高级ppi分析。几乎可以立即做出自动化的处理决定。与mes和erp软件集成的实时可操作数据算法可以在问题和障碍变得明显之前的很长时间来捕捉制造过程中的问题和障碍。图3示出了实时可操作数据处理200。数据从许多制造传感器202被同时收集。数据被收集204，然后被传输206到计算设施。首先数据被存储208，然后被净化210。净化是修复错误的过程，该错误假设已被注入到数据流中。然后数据通过使用ppi分析212被处理。结果214被用于做出可操作的过程决策216。这个过程通常每秒重复数千次。实时可操作数据需要恒定的数据流。使用iot是收集和创建数据流的非常有效的手段。然而，现今用于制造的许多机器缺乏数据和通信标准以有效地与大型企业集成。另一个问题是完全缺乏安全性以及集成到联合的企业安全环境中的能力。图4a、b和c示出了上述讨论的网关300，它利用具有模块化连接方法302的iot来安全地收集来自各种不同机器的数据。这支持基于局域网或wifi的所有数据和通信标准，即包括经由因特网的网络连接，并且使得数据在联合的安全协作企业网络上方便且安全地可用。网关提供安全的iot数据收集门户402a、402b。它从使用标准和专有通信协议的各种机器收集数据。它提供了多种数据服务，这些数据服务对数据进行擦除、净化、过滤和重新打包成公共消息模式。它使得数据对于贯穿整个企业、云或跨网络(诸如因特网)的任何应用程序方便地可用304。网关利用工业标准数据、通信和安全标准来简化企业集成。网关对每台机器使用模块化数据接口方案来管理通信、数据和安全性，从而允许实际上是具有以太网局域网或广域网能力的任何机器能够与网关交换数据。工厂通常是许多机器的集合，机器是旧的和新的两者皆有。工厂可能在几年内从许多供应商采购许多机器。机器型号随着时间发展有新的或不同的特征。较新的机器可以包括新的标准和特征。较旧的机器可能不包括所有接口。网关使用模块化连接来管理多个机器之间的差异。每个独有的机器类型具有其自己的独有的连接模块，该连接模块管理通信和数据模式差异。这允许旧的和新的机器的集成。数据标准化允许网关模块提供一致的应用程序编程接口(api)。它管理特征的差异和数据模式的差异，使得应用程序不需要知道机器供应商/型号/版本。因此，网关充分支持工厂库存互操作性。网关可以是内置的网关服务器。如图5中所强调的，服务器的机器端502从各种工厂机器收集数据。在企业网络端504，它为许多工厂和企业应用程序提供安全的iot门户。作为非限制性示例，网关300内在地可以包括5个组件；机器连接模块(machineconnectivitymodulemcm)、消息排队服务(messagequeuingservicesmqs)、工厂容器应用程序(factorycontainerapplicationfca)、安全通信门户(securecommunicationsportalscp)和云接口(cloudinterfaceamqp)。mqs、scp和amqp服务是静态端口，并且在编译期间是固定的。mcm和fca模块是动态的。它们在运行时被加载，并使用动态ip端口联网来连接到网关服务。抽象框架被提供用于容器类服务和互操作性。网关架构通过使用动态加载服务可以配置成任何机器环境。因此不需要系统编译。这允许可以动态地适应任何工厂环境的非常通用的应用程序。网关可以包括双局域网硬件连接。机器端局域网连接可具有其自身的本地域ip地址。本地局域网是被配置为无企业局域网或无因特网接入的域的本地虚拟局域网。企业局域网连接还可以具有其自身的地址并且被连接到企业局域网。机器连接模块(mcm)可提供每个机器的独有连接要求和公共数据消息排队接口。mcm可以是双向模块，即，它从机器收集数据，也发送命令和控制信息。mcm可以对每个机器供应商/型号/版本是独有的。即，mcm的一些版本可能被需要来支持不同的机器模型/版本。mcm的机器端支持tcp/ip套接口和/或开放数据库互联(odbc)，例如，用于连接到sql数据库和http/https。mcm的消息收发端支持mqtt消息收发协议。mcm消息收发被发布给mqs。对于每个mcm类型，该模式可以不同。mcm还可以通过订阅独有的mqs主题来获得命令和控制信息。mcm是可以在运行时加载的动态容器微服务。消息排队服务(mqs)可以提供mcm和fca之间的消息多路复用。每个mcm向mqs发布用独有主题标识的数据。fca订阅主题并提取消息。fca可以订阅多个主题。mqs降低了在mcm和fca之间多路复用多个消息的复杂度。mqs还传递来自fca和mcm的命令和控制消息。mqs是静态容器微服务。微服务在编译时被定义，并且具有用于发布和订阅端口的固定的一组dns名称。工厂容器应用程序(fca)是负责与各种工厂、企业或云应用程序直接接口的微服务。fca订阅一个或多个mqs主题，并将数据转发到安全通信门户(scp)。scp将消息转发到它们各自的应用程序。工厂、企业或云应用程序也可以通过fca直接向机器发送命令和控制数据。fca从scp接收命令和控制信息，并且将其重新打包成mqtt消息。然后它将消息转发到mqs。合适的mcm最终获得命令和控制消息，并转发到机器。fca是动态容器，并且在运行时被加载。fca可以为各种应用提供专用数据。安全通信门户(scp)处理对企业局域网的所有安全访问。被发送到应用程序的数据被嵌入在https报头内。安全令牌被添加到报头，并且数据被加密并被发送到应用程序。安全令牌向应用程序提供认证和授权凭证。应用程序检查令牌凭证，并且如果有效，则将处理该请求。如果凭证无效，则应用程序将结束具有http401错误代码的会话。应用程序也可以通过scp向机器传递命令和控制信息。scp解密数据并提取安全令牌。scp验证证书，且如果有效，则允许该命令。如果证书无效，则会话以http401错误被结束。网关还提供云流传输(cloudstreaming)amqp消息收发服务。amqp消息可被流传输到数据服务中心。工厂、云和企业应用程序可访问amqp端点并对特定数据主题订阅。流传输服务被amqp容器微服务支持。amqp容器是动态服务，并且在运行时被加载。amqp从mqs预订各种主题。提取数据并将其发送到运行时引擎。运行时引擎将数据打包成amqp消息并将它们发送到在云中运行的中心服务。运行时引擎还提供若干附加服务，包括配置、消息收发、设备安全性以及认证和授权。在云中运行的中心提供若干后端处理服务和应用程序数据端点。网关提供若干服务容器微服务。网络管理员是允许管理员查看网关状态、供应服务和配置/编辑服务表的安全的网络门户。永久存储器主要用于保存状态信息和配置表。远程vpn服务允许对网关内的私有局域网的访问。网关300可以是如本文所讨论的“内置的”服务器。如图6所示，网关300提供从厂区机器602到工厂mes、企业应用程序604和基于云的应用程序606的数据连接。网关的mcm端直接连接到厂区机器局域网。每个机器使用套接口，其具有在套接口tcp/ip之上运行的专有协议。如前所述，mcm管理各个机器专有套接口协议和机器数据。网关不在工厂局域网上提供任何网络或应用程序安全设施。网关的scp端连接到工厂企业局域网。连接的接口可以包括scp、网络管理门户、远程vpn和amqp流传输(streaming)消息服务。scp接口处理面向所有工厂应用程序的所有实时连接。amqp接口是消息收发协议，该协议被实时地流传输到基于云的中心。中心管理发布和订阅请求。网络管理门户是状态和调试端口。它提供网关状态信息、当前状态以及编排和配置表的查看/编辑。最后，远程vpn被提供以便允许直接访问网关内的私有ip服务。网关的scp端是高度安全的。所有接口可以对所有出站和入站连接应用加密、认证和授权。scp和网络管理门户可以使用https进行加密。对于认证和授权，所创建的加密的临时令牌可以被使用。网关因此可以从厂区的各种机器获得数据并安全地传送到应用程序。网关还可以处理来自应用程序的命令和控制信息，并将其按特定路线发送到工厂机器。可以有3类网关应用程序；工厂应用程序、企业和报告应用程序，以及分析的应用程序。工厂应用程序可以在工厂服务器上运行，并且可能需要实时数据和命令以及线路机器的控制。企业和报告应用程序通常在云中运行，并且可以从amqp消息中提取数据。分析的应用程序可以有2类；历史的和实时的过程控制。历史的过程控制分析在特定时间段上的数据。来自分析的输出被用于修改大量的多进程。实时分析实时提取数据并实时进行过程改变。两个应用程序类别通常使用amqp消息收发数据，但也应用命令和控制来修改机器操作。所公开的网关架构可以用于不安全的表面安装技术(smt)机器作为双向数据收集服务器被使用。它将数据多路复用到各种模块化数据清理和过滤服务，然后通过企业局域网将数据安全地转发到各种基于制造执行系统(mes)、云或因特网的应用程序。因此，它是允许工厂、云和互联网应用程序来控制和访问smt机器数据的安全门户。该数据被分析的应用程序使用来进行实时统计过程控制(spc)并向机器反馈命令以修改过程和行为。网关可以使用模块化微服务容器来虚拟化所有操作。ip虚拟化使得能够实现用于集成新的smt机器操作的显著灵活性，而不需要重新编译系统。大多数smt线路没有采用通用的集成数据通信标准。这使得难以收集和分析数据并使用输出来驱动过程决策。非常快速地修改甚至改变制造工艺的能力可以是显著的竞争优势。此外，smt制造设施具有来自不同供应商、型号和不同版本的许多机器。考虑到大量机器库存的集成的任何解决方案必须能够处理每个机器的差异。单个smt机器都具有它们自己独有的数据、数据模式和通信协议。网关考虑这些工厂差异，并使用独有的机器模块(umm)数据捕获的概念。即，为每个机器供应商、型号和机器类型编写代码的小的独有的模块。该模块可以多次用于多个类似的机器。配置文件可用于识别smt线路上的每个机器类型。umm可以使用机器独有接口来捕获数据。umm与抽象设备对象(ado)模块接口。ado从umm获取数据，并在将其发送到消息复用器之前将其标准化为标准消息格式。这使得来自多个供应商的多个机器能够具有公共消息收发接口。此外，smt机器具有非常差的安全性。网关可以与不安全局域网上的每个不安全smt机器对接。它取得数据并安全地推送到安全企业网络局域网上。即，网关可以在企业网络局域网端具有非常安全的接口。网关因此可以从多个机器收集数据。机器可以按特定功能分组。例如，机器(如贴装(pickandplacep&p)或焊网印刷机(solderscreenprintersssp))报告非常相似的数据。umm从每个机器提取数据，然后标准化该数据。这种标准化允许所有设备具有到工厂应用程序的公共接口。这些公共数据类型中的每一个都被映射到特定的主题标签。数据被收集并被标准化为其公共数据类型。然后，该数据被给予特定的主题标签，并使用该标签发布消息。请求公共信息的应用程序可以使用标签作为订阅主题以从消息复用器提取数据。所收集的数据可以被递送到各种企业应用程序-一些工厂mes应用程序、一些基于云的分析应用程序、以及其他基于因特网的应用程序。这些应用程序可以从工厂容器应用程序(fca)获得它们的数据。尽管网关是通用的数据收集和分发应用程序，但是特定的制造设施可能需要来自工厂机器的非常特定的信息。这种特定收集数据机制是fca的职责。smt的fca可以是被容器化微服务，该服务架构成仅在几周内被设计、被写入、被测试和被部署。工厂工程师可以开发fca，其创建对于该工厂和工厂应用程序独有的数据。fca使用主题订阅从消息复用器提取数据。使用公共dns寻址，fca可以被动态地加载并且使用动态tcp/ip寻址来访问数据，而不需要编译物联网(iot)工厂网关的新版本。用于smt的工厂mes应用程序(或其它应用程序)可能需要来自各种机器的实时数据。物联网(iot)工厂网关提供方便的编程模型，该模型使用fca和安全访问门户以同时访问多个机器。网关提供单个安全的和方便的接口，而不是必须访问多个机器来收集数据。工厂状态仪表板(dashboards)需要来自各种机器的实时数据。网关提供了使用公共机器接口和fca的方便的编程模型，以通过单个数据门户来收集数据。网关提供单个安全的和方便的接口，而不是必须访问多个机器来收集数据。此外，网关提供了使用公共机器接口和fca的方便的编程模型，以通过单个数据门户收集实时数据。因此，物联网(iot)工厂网关提供单个安全且方便的接口，而不是必须访问多个机器来收集数据。机器可以利用安全远程vpn连接被连接到基于云的网关。vpn服务器可以被放置在工厂中，并且所有机器将被虚拟地连接到远程vpn。网关连接到工厂vpn，并且可以访问机器，如同服务器在工厂中正在本地运行一样。在云中运行网关需要在工厂中提供较少的服务器。此外，管理云资源比管理部署的物理服务器容易得多。此外，现代制造设施(诸如smt设施)通常是具有不同程度的通信兼容性的自动化机器的大量集合-较旧的机器、较新的以及最近购买的机器。当机器库存是旧机器和新机器的拼凑时，在工厂、尤其是全球工厂中集成所有机器是相当大的挑战。网关通过使用创新的架构和使用(mcm)机器通信模块来解决这个问题。mcm是支持特定机器通信接口的专用软件微服务。mcm对于特定的机器类型是高度特定的。它们将数据和机器特定属性转换成标准化数据格式。然后，mcm提供公共api接口，使得多个程序可以与mcm模块通信。mcm提供了公共数据模式，因此所有应用程序不必知道所连接的机器的机器制造商、型号、附件或序列号。一种收集物联网smt线路数据的方法：物联网(iot)工厂网关是双向数据收集服务器，该服务器用于不安全的表面安装技术(smt)机器。它将数据多路复用到各种模块化数据清理和过滤服务，然后通过企业局域网将数据安全地转发到各种基于制造执行系统(mes)、云或基于因特网的应用程序。它是允许工厂、云和互联网应用程序以控制和访问smt机器数据的安全门户。该数据被分析应用程序使用来进行实时统计过程控制(spc)并向机器反馈命令以修改其过程和特性。在内部，物联网(iot)工厂网关使用模块化微服务容器来虚拟化所有操作。ip虚拟化使得能够实现用于集成新的smt机器操作的显著灵活性，而不需要重新编译系统。一种通用的工厂数据捕获方法：大多数smt线路没有采用公共的集成数据通信标准。这使得难以收集和分析数据并使用输出数据来驱动过程决策。另一个关键考虑是制造设施具有来自不同供应商、型号和不同版本的许多机器。考虑到大量机器库存的集成的任何解决方案必须能够处理每个机器的差异。个别的smt机器都具有它们自己独有的数据、数据模式和通信协议。物联网(iot)工厂网关考虑工厂差异并使用独有的机器通信模块(mcm)数据捕获的概念。小型的独有代码模块被编写给每个机器供应商、型号和机器类型。甚至可能存在独有模块，该模块处理由于硬件或软件的发布版本而导致的机器类型之间的差异。该模块可以多次用于多个类似的机器。配置文件被用于识别smt线路上的每个机器类型。使用每个机器的配置文件来加载模块。配置文件还帮助每个模块的设置，每个模块处理独有的机器特性。这些模块中的每一个都向消息多路复用器发布数据。消息多路复用器使用主题来标记每个特定消息。随后，物联网(iot)工厂网关使用多个特殊工厂容器应用程序(fca)来订阅消息，该消息使用被分配给消息的主题。fca的重构、擦除和过滤消息数据。然后，它们将数据安全地转发到工厂、云或因特网应用程序。一个独有的方面是，这允许所有工厂机器的集成，而不管制造商、型号、序列号或修订级别。mcm将所有的工厂机器集成到一个数据收集中心。可能存在一些较新的标准接口，但是工厂机器的大多数库存将不具有利用该标准的能力。连同mcm的物联网(iot)工厂网关允许几乎即时的不同数量的工厂机器的集成。抽象设备对象：umm数据使用机器独有的接口来捕获数据。umm与抽象设备对象(ado)模块接口。ado从umm获取数据，并在该数据被发送到消息复用器之前将其标准化为标准消息收发格式。这使得来自多个供应商的多个机器能够具有公共消息收发接口。fca不必具有对每个机器接口或机器类型的独有知识。fca不关心它是与机器制造a通信还是机器制造b通信。这使得fca和企业应用程序的开发更加容易。将不安全网络与安全网络耦合：smt机器具有非常差的安全性。物联网(iot)工厂网关与不安全局域网上的每个不安全smt机器对接。它取得数据并安全地推送到安全企业网络局域网上。设计上，物联网(iot)工厂网关在两个局域网之间没有物理或虚拟连接。相反，物联网(iot)工厂网关在企业网络局域网端具有非常安全的接口。它利用https来保护进入和离开网关的数据。它还使用安全oauth2临时令牌来传递认证和资源认证凭证。物联网(iot)工厂网关使用认证和授权证书来阻止数据网络两端的未授权接入。通过在smt端使用隔离的局域网并在公司端管理访问，物联网(iot)工厂网关向非常不安全的制造smt网络提供高度安全的接口。安全物联网(iot)工厂网关接口：物联网(iot)工厂网关具有被称为rest接口和amqp接口的2个主要接口。这些接口被所有应用程序用于安全地访问数据和控制所有工厂机器。rest和amqp接口使用x.509证书来创建网关与应用程序之间的安全https加密连接。在称为tls握手的会话连接期间安全连接被创建。rest和amqp两者的接口也都使用saml来从企业建立的oauth2安全令牌服务器获得安全令牌。令牌是包括应用程序认证和授权证书、有效时间(timealive)和一次性随机数(nonce)的加密数据结构。认证证书包含资源id。授权证书描述应用程序可以访问什么资源。有效时间验证令牌有效多长时间。一旦有效时间过期，令牌就不再能被接受。一次性随机数是对令牌的数字签名进行加扰的随机数，因此没有2个令牌是相同的。令牌的优点在于，应用程序只需在预定的时间段内获得单个令牌。一旦令牌过期，就必须重新获取新的令牌。如果令牌被未授权的应用程序获取，则它仅在短时间段内有效。物联网(iot)工厂网关服务器接收令牌，对其进行解密，验证令牌安全组件，并且如果正确，则允许访问物联网(iot)工厂网关服务、机器数据和机器控制。物联网(iot)数据主题的多路复用路由：物联网(iot)工厂网关从多个机器收集数据。机器按特定功能分组。机器(如贴装(p&p)或焊网印刷机(ssp))报告非常相似的数据。存在一些微小的差异，但是对于大部分数据是非常相似的。umm从每个机器提取数据，然后标准化该数据。这种标准化允许所有设备具有到工厂应用程序的公共接口。这些公共数据类型中的每一个都被映射到特定的主题标签。数据被收集并标准化为其公共数据类型。然后，它被给予特定的主题标签，并使用该标签发布消息。请求公共信息的应用程序可以使用标签作为订阅主题以从消息复用器提取数据。物联网(iot)工厂网关的这个概念实现了即发即弃(fireandforget)消息系统。它消除了对复杂重定向表(redirecttables)的需要。通过仅在fca确认消息已经被接收之后删除该消息，使用消息多路复用也可以显著地增加消息传递的可靠性。物联网(iot)工厂容器应用程序和公共接口：物联网(iot)工厂网关从各种smt机器收集数据。最终收集的数据被递送到各种企业应用程序(一些工厂mes应用程序、一些基于云的分析应用程序和其他基于因特网的应用程序)。这些应用程序从工厂容器应用程序(fca)获得它们的数据。尽管物联网(iot)工厂网关是通用数据收集和分发应用程序，但是特定制造设施可能需要来自工厂机器的非常特定的信息。这种特定数据收集机制是fca的责任。fca是容器化的微服务，其被架构为仅在几周内被设计、写入、测试和部署。工厂工程师可以开发他们自己的fca，其创建对于该工厂和工厂应用程序独有的数据。fca使用主题预订从消息复用器提取数据。使用公共dns寻址，fca可以被动态地加载和使用动态tcp/ip寻址来访问数据，而不需要编译物联网(iot)工厂网关的新版本。一种用于获取数据的工厂制造执行系统(mes)应用程序的方法：工厂mes应用程序需要来自各种机器的实时数据。物联网(iot)工厂网关提供了使用fca和安全访问门户的方便的编程模型，以同时访问多个机器。物联网(iot)工厂网关提供单个安全且方便的接口，而不是必须访问多个机器来收集数据.一种用于收集工厂状态仪表板的数据的方法：工厂状态仪表板需要来自各种机器的实时数据。物联网(iot)工厂网关提供使用公共机器接口和fca的方便的编程模型，以通过单个数据门户来收集数据。物联网(iot)工厂网关提供单个安全且方便的接口，而不是必须访问多个机器来收集数据。一种用于收集实时工厂数据以用于实时工厂过程控制的方法：工厂过程控制需要实时数据来管理和更新机器控制。物联网(iot)工厂网关提供使用公共机器接口和fca的方便的编程模型，以通过单个数据门户来收集实时数据。物联网(iot)工厂网关提供单个安全且方便的接口，而不是必须访问多个机器来收集数据。基于云的vpn物联网(iot)工厂网关：物联网(iot)工厂网关被描述为“内置的”服务器。这意味着需要独有的服务器和相关的网络硬件来在工厂中运行该资源。基于云的vpn物联网(iot)工厂网关将替代地在云中运行物联网(iot工厂网关功能。机器将被连接到具有安全远程vpn连接的基于云的物联网(iot)工厂网关。vpn服务器将被放置在工厂中，并且所有机器将被虚拟地连接到远程vpn。物联网(iot)工厂网关将连接到工厂vpn，并且可以访问机器，就如同服务器正在工厂中本地运行一样。在云中运行物联网(iot)工厂网关需要在工厂中提供较少的服务器。此外，管理云资源比管理部署的物理服务器容易得多。一种连接到多个传统机器的方式：现代制造设施通常是具有不同程度的通信兼容性的自动化机器的大量集合(较旧的机器、较新的以及最近购买的机器)。当机器库存是旧机器和新机器的拼凑时，在工厂、尤其是全球工厂中集成所有机器是相当大的挑战。如果仅关注最新的机器，则工厂机器的大量库存也许不能连接到物联网(iot)网络中。如果只关注一种标准，则可能遗漏了许多机器。这个问题可能是制造设施规划的恶梦。物联网(iot)工厂网关通过使用mcm-机器通信模块，通过使用创新的架构来解决这个问题。mcm是支持特定机器通信接口的专用软件微服务。mcm对于特定的机器类型是高度特定的。物联网(iot)工厂网关使用配置表来动态地加载支持所有工厂物联网(iot)通信集成所需的所有必要的mcm。只要mcm连接到机器，它就将其数据和机器特定属性转换成标准化数据格式。然后，mcm提供公共api接口，使得多个程序可以与mcm模块通信。mcm提供了公共数据模式，因此所有应用程序不必知道所连接的机器制造商、型号、附件或序列号。它处理所有的数据标准化，并提供到工厂应用程序的公共接口，使得大型工厂机器的集成简单得多。实施例可以使用示例性计算系统，诸如计算和处理系统，其用于与本文描述的系统和方法相关联地讨论。计算系统是执行软件并且能够执行软件，例如操作系统(os)和/或一个或多个计算应用程序/算法，例如本文讨论的应用程序，通过在一个或多个i/o端口发送数据和使用数据。示例性计算系统的操作主要由计算机可读指令来控制，诸如存储在计算机可读存储介质(诸如硬盘驱动器(hdd)、光盘，诸如cd或dvd、固态驱动器，诸如usb“拇指驱动器”等等)中的指令。这些指令可以在中央处理单元(cpu)内被执行，以使计算系统执行贯穿本文所讨论的操作。在许多已知的计算机服务器、工作站和个人计算机等中，cpu在被在称为处理器的集成电路中实现。被耦合以存储供cpu使用的数据的存储器设备可以包括随机存取存储器(ram)和/或只读存储器(rom)。这种存储器包括允许存储和检索信息的电路。此外，计算系统可以耦合到外部通信网络，该外部通信网络可以包括或提供对因特网、内联网、外联网等的访问。通信网络还可以提供对具有电子地通信和传送软件和信息的的计算系统的用户访问。可以理解，所讨论的示例性计算系统仅示出了此处所描述的系统和方法可在其中操作的计算环境，并且不限制此处所描述的系统和方法在具有不同组件和配置的计算环境中的实现。也就是说，本文描述的概念可以使用各种组件和配置在各种计算环境中实现。在上述详细描述中，为了本公开的简洁，各种特征可以在各个实施例中组合在一起。这种公开方法不应被解释为反映了任何随后要求保护的实施例需要比明确记载的特征更多的特征的意图。此外，提供本公开的描述以使得本领域的任何技术人员能够制造或使用所公开的实施例。所属领域的技术人员将容易明白对本发明的各种修改，且本文所界定的一般原理可在不脱离本发明的精神或范围的情况下应用于其它变化。因此，本公开内容并不旨在局限于本文所描述的示例和设计，而是应当符合与本文所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。当前第1页12当前第1页12