CN104954242A - 用于将工业数据迁移至云平台的统一数据摄取适配器 - Google Patents

Abstract

公开了用于将工业数据迁移至云平台的统一数据摄取适配器。一种云网关设备，其便于从工厂场地的一个或更多个数据源采集工业数据以及将所采集的数据迁移到云平台，用于存储和处理。云网关设备直接从联网至网关设备的工业设备采集历史、现场和/或警报数据，利用客户特有头信息对数据进行格式化和封装，并且向云平台发送所得到的数据分组，用于由云级分析服务来处理。为了将本地存储器要求保持在很低水平，云网关设备在云平台发生通信丢失的情况下支持存储转发功能，由此将所采集的工业数据重定向至外部数据存储库，直到与云平台的通信被重新建立。

Description

用于将工业数据迁移至云平台的统一数据摄取适配器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年3月26日提交的、题为“INDUSTRIAL CLOUDINFRASTRUCTURE FOR DATA INGESTION,MODELING,PROCESSING,ANALYTICS,AND REPORTING”的美国临时申请序列号为61/970,798的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本文中所公开的主题总体上涉及工业数据采集，更具体地涉及一种便于采集工业数据和向基于云的存储和处理架构上载工业数据的前置(on-premise)云网关设备。

发明内容

下面给出简化的综述，以便提供对本文中所描述的一些方面的基本理解。本综述不是广泛的概述，也不意在识别关键的/非常重要的元素或者界定本文中所描述的各个方面的范围。其唯一的目的是以简化的形式给出一些概念作为稍后给出的更详细的描述的前序。

在一个或更多个实施方式中，云网关设备设置有：被配置成从工业企业的数据源设备接收工业数据的应用接口部件；被配置成将工业数据变换成通用格式以产生已格式化数据的格式化部件；被配置成用头部信息封装已格式化数据以产生数据分组并且通过通信信道向云平台发送数据分组的传输适配器部件；以及被配置成响应于确定出通信信道已经变得不可用来向外部数据存储库发送已格式化数据的重定向部件。

另外，一个或更多个实施方式提供了一种用于处理工业数据以迁移到云平台的方法，上述方法包括：通过包括至少一个处理器的云网关设备来从与工业企业关联的工业设备采集工业数据；通过云网关设备来对工业数据进行变换以符合规定的数据格式从而产生已格式化数据；通过云网关设备来向已格式化数据添加头部信息以产生数据分组；通过云网关设备来经由第一通信链路向云平台发送数据分组；以及响应于确定出第一通信链路已经被中断，通过云网关设备来建立至外部数据存储库设备的第二通信链路；以及通过云网关设备来经由第二通信链路将已格式化数据重新定向至外部存储库。

另外，根据一个或更多个实施方式，提供了一种非暂态计算机可读介质，其上存储有指令，指令响应于执行来使得云网关设备执行操作，这些操作包括：从包括工业过程的一个或更多个工业设备接收工业数据；根据通用数据格式对工业数据进行格式化以产生已格式化数据；用头部信息封装已格式化数据以产生数据分组；通过第一通信信道向云平台发送数据分组；响应于确定第一通信信道已经发生故障，建立与外部数据存储设备的第二通信信道；以及通过第二通信信道向外部数据存储设备发送已格式化数据。

为了完成上述和相关目的，本文中结合下面的描述和附图来说明某些示例性方面。这些方面指示可以被实践的各种方式，所有这些意在涵盖在在本文中。其他优点和新颖特征在结合附图考虑时根据下面的详细描述将变得清楚。

附图说明

图1是利用基于云的服务的工业企业的高级概述；

图2是示例云网关设备的图；

图3是利用基于网关的云架构以向客户制造站点提供数据采集和处理服务的系统的概述；

图4是示出云网关功能的图；

图5是示出云网关设备所生成的数据分组的图；

图6是示出包括用于采集工业数据和向云平台迁移工业数据的网关设备的示例工业网络架构的图；

图7是示出在正常操作期间的数据采集和迁移的示例网关设备的图；

图8是示出在与云平台的通信丢失的情况下询问注册服务器的示例网关设备的图；

图9是示出响应于云网关设备请求可用数据存储库来在云网关设备与注册服务器之间进行的数据交换的图；

图10是示出在存储转发模式下通过网关设备重定向工厂数据的图；

图11是示出通过云网关设备向所选外部存储库转发已格式化数据的图；

图12是示出通过云网关设备从外部存储库取回先前被重定向的已格式化数据的图；

图13是示出通过云网关设备并行地采集和传输新的工厂数据和先前被重定向的数据的图；

图14是示出通过云网关设备从外部存储库取回和传输所存储的数据分组的图；

图15是示例清单组件的概念图；

图16是系统清单的示例分层架构的图；

图17A是用于对云网关设备执行存储转发操作的示例方法的流程图的第一部分；

图17B是用于对云网关设备执行存储转发操作的示例方法的流程图的第二部分；

图18是用于在存储转发操作期间选择外部存储库用于从云网关设备接收数据的示例方法的流程图；

图19是示例计算环境；以及

图20是示例连网环境。

具体实施方式

现参照附图描述本公开内容，其中，贯穿全文相同的附图标记用于指代相同的元件。在下面的描述中，为了说明起见，阐述了大量的具体细节以便提供其全面的理解。然而，明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开内容。在其它实例中，以框图形式示出了已知的结构和装置，以便于其描述。

在本申请中使用的术语“部件”、“系统”、“平台”、“层”、“控制器”、“终端”、“站”、“节点”、“接口”意在指代计算机相关实体或与具有一个或更多个特定功能的操作装置相关或与所述操作装置的一部分相关的实体，其中，这样的实体可以是硬件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以是但不限于：在处理器上运行的处理、处理器、硬盘驱动器、(光或磁存储介质的)多个存储驱动器(包括附接的(例如螺纹连接或螺栓连接)的或可拆卸式附接的固态存储驱动器)；对象；可执行体；执行线程；计算机可执行程序、和/或计算机。作为举例，在服务器上运行的应用以及该服务器均可以为部件。一个或更多个部件可以驻留在进程和/或执行线程内，并且部件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。此外，本文所描述的部件可从存储有各种数据结构的各种计算机可读存储介质中执行。部件可以通过本地和/或远程进程例如根据具有一个或更多个数据分组(例如，来自与本地系统、分布式系统中的另一个部件进行交互的一个部件的数据，和/或来自与通过信号跨网络(例如因特网)与其他系统交互的一个部件的数据)的信号进行通信。作为另一个示例，部件可以是具有由电气或电子电路操作的机械部件所提供的特定功能的装置，其中所述电气或电子电路通过处理器执行的软件或固件应用来进行操作，其中处理器可以在该装置的内部或外部，并且执行软件或固件应用的至少一部分。作为又一个示例，部件可以是如下装置：其通过电子部件提供特定功能，而无需机械件，电子部件可以包含处理器以执行提供电子部件的至少部分功能的软件或固件。作为又一示例，接口可以包括输入/输出(I/O)部件以及相关联的处理器、应用或应用程序编程接口(API)部件。虽然前述示例是针对部件的各个方面，但是所例示的方面或特征也适用于系统、平台、接口、层、控制器、终端等。

在本文中使用的术语“推断(infer)”和“推断(inference)”一般是指根据通过事件或数据捕获的一组观察而推理或推断系统、环境和/或用户的状态的过程。可以采用推断来识别特定的上下文或动作，或者可以例如生成状态的概率分布。推断可以是概率性的，也就是说，所关注的状态的概率分布的计算基于对数据和事件的考虑。推断还可以指用于从一组事件和/或数据构造较高级别的事件的技术。这样的推断导致从一组观察到的事件和/或存储的事件数据来构建新的事件或动作，而无论事件是否是时间接近地相关，以及无论事件或数据是来自一个事件源或数据源还是若干个事件源或数据源。

此外，术语“或”意指包括性的“或”而非排他性的“或”。也就是说，除非另外指明或者在上下文中明确，否则短语“X采用A或B”旨在表示任何自然的包括性排列。也就是说，短语“X采用A或B”满足以下列实例中的任何一个：X采用A；X采用B；或X采用A和B两者。此外，本申请中以及所附权利要求中使用的“一个(a)”或“一个(an)”一般应被解释为是指“一个或更多个”，除非另有指明或上下文明确针对单数形式。

此外，文中使用的术语“集合”排除空集，例如其中没有元素的集合。因此，在本公开内容中的“集合”包括一个或更多个元件或实体。作为举例，控制器的集合包括一个或更多个控制器；数据资源的集合包括一个或更多个数据资源；等等。类似地，本文中使用的术语“组”是指一个或更多个实体的集合，例如节点组指代一个或更多个节点。

针对可能包括许多设备、部件、模块等的系统呈现了各个方面或特征。但应当理解和明白的是，各个系统可以包括另外的设备、部件、模块等，和/或可能不包括结合附图所讨论的设备、部件、模块等的全部。还可以使用这些方法的组合。

工业控制器以及其相关联的I/O设备是现代自动化系统的操作的中心。这些控制器与工厂场地的现场设备进行交互以控制与如下目标有关的自动化过程：该目标例如为产品制造、材料操纵、批量处理、监控以及其他这样的应用。工业控制器存储并执行用户定义的控制程序以结合受控的过程来实现决策制定。这样的程序可以包括但不限于梯形逻辑、顺序功能图、功能框图、结构化文本或其他这样的编程结构。

由于存在必须进行接近实时地监测和控制的大量的系统变量，因此工业自动化系统通常生成大量接近实时的数据。除了生产统计之外，还经常连续地监测并且在一些情况下记录与机器健康、警报状态、操作者反馈(例如，手动输入与停机时间状况相关联的原因代码)和随时间推移的电气或机械负荷等相关的数据。通过可以组成典型自动化系统的许多工业设备来生成该数据，该工业设备包括工业控制器及其相关联的I/O、用于接近实时计量的遥测设备、运动控制设备(例如，用于对组成运动系统的电动机进行控制的驱动器)、可视化应用、批次可追溯性系统(例如，条形码跟踪)等。而且，由于许多工业设施24小时地操作，其相关联的自动化系统会以高速率生成大量潜在有益数据。随着将另外的工厂设施添加到工业企业，所生成的自动化数据的量进一步增加。

由现代自动化系统生成的大量数据使得其能够将广泛的工厂分析(plant analytics)应用于自动化系统及构成工业企业或商业的过程。然而，对工业数据的访问通常限于与采集并生成该数据的工业控制器共享通用网络的应用和设备。同样，工厂人员希望在另一个应用(例如，报告或分析工具、通知系统、可视化应用、备用数据存储装置等)中利用由条目它们的系统生成的工业数据，则该工厂人员需要在现场使用本地资源来保持这样的应用。而且，尽管给定的工业企业可能包括在不同地理位置处的多个工厂设施(或具有可变位置的多个移动系统)，然而这样的应用的范围仅限于在位于与该应用相同的局域网处的控制器上可得到的数据。

为了解决这些或其他问题，本公开内容的一种或更多种实施方式提供了前置(on-premise)云网关系统，用于从工厂场地(plant floor)设备中采集工业数据以及将该数据传递至云存储库用于处理和存储。这种基于网关的体系结构可以便利于从任何级别工业企业处的数据资源中采集工业数据，该工业数据分组括但不限于工业设备(例如，控制器、驱动器、遥测设备等等)、数据历史库(data historian)、数据表、服务级系统(例如，企业资源规划系统、制造执行系统、记账系统等等)以及其他这样的数据源。在工厂场地上的云网关设备可以将所采集的数据发送至基于云的架构，基于云的架构基于上下文和/或用户定义参数(例如，现场事件的发生时间、优先级等等)智能地对所获得的数据进行排序和组织。

云网关体系结构利用优先级消息序列和blob(二进制大对象)存储来在云平台中将所采集的数据的传输与对该数据的处理和使用进行解耦。云网关设备还可以支持大量数据流和并行管道，从而具有高性能数据传输能力。队列处理服务将所采集的工业数据以及包括客户标识信息的客户特有头部信息、为云平台中的数据的处理指定相对优先级的优先级信息(这可以基于数据的类型；例如，历史的、现场的警报等等)、以及云平台中可以用于标识由云平台的数据处理服务对数据进行的处理的类型的其他信息进行打包。

云网关设备可以包括使得网关设备能够在即使在与云平台的通信丢失的情况下仍然从工厂场地设备中采集数据的存储转发(store-and-forward)能力。为了在具有有限本地存储能力的计算设备上执行云网关功能，这些存储转发能力可以包括：在与云平台的通信链接丢失的情况下用于将所采集的数据重新定向至外部存储设备以便临时存储。当云网管设备和云平台之间的通信被重新建立时，云网管设备可以从外部存储库中取回所存储的数据，完成数据的处理，以及将所取回的数据发送至云平台。在一些实施方式中，云网关设备可以将所取回的数据与最近采集的数据一起发送至云平台以缓解网关设备上的数据拥塞。

为了提供关于本文所描述的云网关功能的总体情况，图1示出了利用基于云的服务的工业企业的高级概述。企业包括一个或更多个工业设施104，每个工业设施104均具有在使用中的多个工业设备108和110。工业设备108和110可以构成在各个设施104内操作的一个或更多个自动化系统。示例性自动化系统可以包括但不限于批量控制系统(例如混合系统)、连续控制系统(例如PID控制系统)或离散的控制系统。工业设备108和110可以包括如下设备：例如，工业控制器(例如可编程逻辑控制器或其他类型的可编程自动化控制器)；现场设备，诸如传感器和仪表；电动机驱动器；操作接口(例如，人机接口、工业检测器、图形终端、消息显示器等等)；工业机器人；条形码标记器和读取器；视觉系统设备(例如，视觉照相机)；智能焊机；或其他这样的工业设备。

示例性自动化系统可以包括便于其相应过程的监测和控制的一个或更多个工业控制器。控制器使用本机硬连线I/O或经由工厂网络(如以太网/IP、数据高速通道加(Data Highway Plus)、控制网、设备网等)与现场设备交换数据。给定控制器通常从现场设备接收表示设备和其相关联的过程的当前状态的数字或模拟信号的任意组合(例如，温度、位置、部件的存在或不存在、流体水平高度等)，并运行用户定义控制程序，该程序基于所接收的信号来执行对受控处理执行自动决策。然后，控制器根据由控制程序所制定的决策向现场设备输出适当的数字和/或模拟控制信令。这些输出可以包括设备致动信号、温度或位置控制信号、至加工或材料操纵机器人的操作命令、混合器控制信号、和运动控制信号等。该控制程序可以包括用于对读入到控制器中的输入信号进行处理并且控制由控制器生成的输出信号的任何适合类型的代码，包括但并不限于梯形图、顺序功能图、功能框图、结构化文本或其他这样的平台。

尽管图1所示的示例性概述将工业设备108和110描绘为存在于固定位置的工业设施104中，但是工业设备108和110也可以是移动控制应用的一部分，如包含在卡车或其他服务车辆中的系统。

根据本公开内容的一种或更多种实施方式，前置(on-premise)云网关106可以从工业设备108和110中采集数据——或从其他数据源，包括但不限于数据历史库、服务级系统等等——并且将该数据发送至云平台102，以用于处理和存储。云平台102可以是使云能力设备能够访问和利用云服务112的任何架构。云平台102可以是能够由具有因特网连接性和适当授权的设备经由因特网访问以利用服务112的公共云。在一些情况下，云平台102可以由云提供商提供为平台即服务(PaaS，platform-as-a-service)，并且服务112(诸如文中所述的操作系统接口)可以作为基于云的服务存在于云平台102上并在其上运行。在一些这样的配置中，对云平台102和相关联服务112的访问可以作为订购服务由服务112的所有者提供给客户。可替代地，云平台102可以是由企业在内部操作的私有或半私有云，或者共享或公共云环境。示例性私有云可以包括托管云服务112并且存在于受防火墙保护的公司网络上的一组服务器。

云服务112可以包括但不限于数据存储、数据分析、控制应用(例如，可以基于接近实时系统数据或其他因素的分析来生成控制指令并将其递送至工业设备108和110的应用)、可视化应用，例如本文所描述的基于云的操作接口系统、报告应用、企业资源模式(ERP)应用、通知服务或其他这样的应用。云平台102还可以包括一种或更多种对象模型，以便利于在云中进行数据的摄取和处理。如果云平台102是基于网的云，则在相应工业设施104处的云网关设备106可以直接地或经由因特网与云服务112进行交互。在示例性配置中，工业设备108和110通过物理或无线局域网络或无线电链路连接到前置(on-premise)云网关106。在另一示例性配置中，工业设备108和110可以直接使用集成的云网关来访问云平台102。下面将对云网关及与其相关联的数据采集和处理服务进行讨论。

通过使用云网关106对云平台102中的工业设备数据进行摄取，可以提供特定于工业自动化的许多优点。其中之一是：由云平台102提供的基于云的存储可以容易地扩展以适应由工业企业每天生成的大数据量。而且，在不同地理位置处的多个工业设施可以将其相应的自动化数据迁移到云，以用于聚合、对照、共同分析、可视化以及企业级报告而不需要在设施之间建立私有网络。云网关106可以被配置成在安装在任何设施处时自动地检测云平台102并与其进行通信，从而简化了与由企业使用的现有的基于云的数据存储、分析或报告应用的集成。在另一示例性应用中，基于云的诊断应用可以监测相应的自动化系统或跨越整个工厂或跨越组成企业的多个工业设施的与相应的自动化系统相关联的工业设备的健康。基于云的批次控制应用可以用于在产品单元的各个生产阶段中来跟踪产品单元，并用于在每个产品单元通过每个阶段时采集用于该单元的生产数据(例如，条形码标识符、用于每个生产阶段的生产统计信息、质量测试数据、异常标志等)。此外，基于云的控制应用可以基于从工业系统的云中所采集的数据来对受控工业系统执行远程决策，并且经由云网关发出控制命令。这些工业云计算应用仅意在示例性的，并且本文所描述的系统和方法并不局限于这些具体的应用。云平台102可以使得软件供应商能够提供软件作为服务，从而除去客户的软件维护、升级和备份的负担。

图2是根据本公开内容的一个或更多个实施方式的示例云网关设备202的框图。在本公开内容中说明的系统、装置或处理的各方面可以构成实施在机器内(例如，实施在与一个或更多个机器相关联的一个或更多个计算机可读介质(或媒介)中)的机器可执行部件。这样的部件在由一个或更多个机器(例如，计算机、计算设备、自动化设备、虚拟机等)执行时可以使机器执行所描述的操作。

云网关设备202可以包括应用接口部件204、格式化部件206、传输适配器部件208、重定向部件210、注册部件212和存储库搜索部件214，一个或更多个处理器216和存储器218。在各种实施方式中，应用接口部件204、格式化部件206、传输适配器部件208、重定向部件210、注册部件212、存储库搜索部件214、一个或更多个处理器216和存储器218中的一个或更多个可以电学地和/或通信地彼此耦接，以执行云网关设备202的功能中的一个或更多个。在一些实施方式中，部件204、206、208、210、212和214可以包括存储在存储器218上并且由处理器216执行的软件指令。云网关设备202还可以与图2中未示出的其他硬件和/或软件部件进行交互。例如，处理器216可以与一个或更多个外部用户接口设备进行交互，所述外部用户接口设备诸如键盘、鼠标、显示器、触摸屏或其他这样的接口设备。

应用接口部件204能够被配置成从数据集中器或直接从工业设备自身采集工业设备数据。格式化部件206可以被配置成对从工业设备中采集的原始数据进行格式化用于传输至云平台上运行的云服务或由云平台上运行的云服务进行处理，从而根据通用的数据格式对从不同的工业数据源中采集的数据进行规范化。在一些实施方式中，格式化部件206还可以对所采集的数据进行其他的预处理功能，包括但不限于对数据的压缩和/或加密。传输适配器部件208可以配置成将数据打包或封装成数据分组并且通过通信信道将所得到的数据分组发送至云平台。

重定向部件210可以被配置成控制何时启动存储转发模式操作。例如，重定向部件210可以确定是否满足表示云通信丢失的某一限定条件，并且作为响应，指示网关设备202将所采集的数据重定向到外部存储库用于临时存储。注册部件212可以被配置成使用注册服务器来注册云网关设备，该注册服务器记录并且跟踪存在于网络(例如，工厂或办公室网络)上的云网关和外部存储库。存储库搜索部件214可以被配置成在存储转发被启动时向注册服务器查询可用的存储库。

一个或更多个处理器216可以参照所公开的系统和/或方法执行本文所描述的一个或更多个功能。存储器218可以是存储用于执行本文中参照所公开的系统和/或方法而描述的功能的计算机可读指令和/或信息。

图3是利用基于网关的云架构以向客户制造站点提供数据采集和处理服务的系统的概述。该系统可以提供远程采集和监测服务以及对于关键工业资产的警报和事件通知、历史数据采集、远程系统访问、系统优化、远程闭环控制以及其他这样的程序。基于云的架构使得能够通过实现五个通用功能领域——云中的数据摄取、对象建模、数据处理、数据分析和报告——来进行前置资产的远程监测和报告。

在图3所示的示例中，网关设备202包括工厂设施处从一个或更多个工业资产中采集工厂数据338(例如，由一个或更多个工业控制器诸如工业设备108或110生成的数据)的应用接口部件204。这些工业资产可以包括工业控制器，该工业控制器对工业I/O设备、数据服务器和历史库、电机驱动、将I/O设备群与一个或更多个工业控制器远程地接口的远程I/O接口、锅炉或其他工业机器或其他这样的资产进行监测和控制。例如，应用接口204可以监测以标签存档定义的一个或更多个控制器标签并且将数据存储在本地数据存储器(例如，本地结构化查询语言，或SQL，服务器)中。所采集的数据可包括历史数据(例如，警报历史、状态历史、趋势数据等等)、从工业资产中读取的现场数据值、由工业资产生成的警报数据或其他类型的数据。

应用接口204被配置为直接地(例如，经由直接硬连线连接、通过通用工业协议链接、或通过中间件应用如OPC客户端)从工业资产或从一个或更多个历史数据库采集现场数据或历史数据，所述历史数据库从工业资产中采集并存储数据。应用接口204、格式化部件206和传输适配器部件208可以在任何合适的硬件平台(例如，服务器、LINUX盒，等等)上执行，并且共同地作为通用网关，通用网关从工厂网络上的多种工业资产中采集数据项并且根据用于将前置数据移动到云平台302的通用、统一数据打包模式将所采集的数据打包。云网关设备202提供软件机制以动态地链接前置(on-premise)云网关，并且提供可扩展数据类型模式，该可扩展数据类型模式在不需要将监测系统重新部署到云的情况下允许添加新的数据类型。

参照图4对云网关功能进行更详细的描述。网关设备202执行应用接口204，这便利于对工厂设施处的前置数据进行采集，在示例性情况下，工厂数据338可以包括由以不到一秒的速度进行更新的成千上万的数据点组成的冲压时间序列传感器数据。

应用接口204执行采集服务，该采集服务经由通用工业协议(CIP)链接或其他合适的通信协议从设备自身直接采集设备数据，或从用作对于工业设备的数据集中器的独立数据存储器(例如，经由SQL查询)中采集设备数据。然后应用接口204将已采集的数据提供给由格式化部件206和传输适配器部件208执行的网关服务，用于对数据进行处理并递送至云平台。例如，格式化部件206可以将数据转换为由云服务共同处理该数据所需要的规范化格式。在一些实施方式中，格式化部件206可以将工厂数据转换为JavaScript Object Notation(JSON)格式，这使得数据能够通过基于云分析服务被容易地解析和分析。然而，格式化部件206的其他实施方式可以将数据转换为适合于数据传递和处理的其他格式。

格式化部件206使已格式化数据流至传输适配器部件208，传输适配器部件208将已格式化数据压缩和存储在压缩数据文件中。然后，由传输适配器部件208执行的队列处理服务可以读取已压缩文件并且参考消息队列数据库402，消息队列数据库402维护并且管理客户特有数据采集配置信息以及与客户对云平台和相关联的云服务订购的相关信息。传输适配器部件208基于消息队列数据库402中的配置信息将已压缩数据打包成数据分组，并且将数据分组324推送到云平台。消息队列数据库402可以包括标识待采集的数据项的站点特有信息(例如，数据标签标识符)、数据标签的用户定义处理优先级、使得云网关设备202能够经由工厂防火墙与云平台进行通信的防火墙设置，以及其他这样的配置信息。消息队列数据库402中的配置信息指示云网关设备202如何与所标识的数据标签以及与云平台上的远程数据采集服务进行通信。

图5示出了示例压缩数据分组。如所示的，传输适配器部件的消息队列服务向压缩数据文件504添加头部502以生成压缩数据分组324。头部502包含从消息队列数据库402读取的客户特有数据。例如，头部502可以包括唯一的客户标识符，代表特定工厂设施的站点标识符、虚拟支持工程标识符、关于在压缩数据文件504中的数据的数据优先级、消息类型以及过程标识符，该过程标识符指定云平台上的特定清单应用，该清单应用应当被使用来处理云上的数据，以便以下述方式对数据进行打包：允许使用统一的通用数据打包模式将来自不同数据源的数据打包在一起，以便数据能够被移动至云架构。

除了采集和迁移数据之外，网关设备202的一个或更多个实施方式还可以在将数据移动至云平台之前对数据执行本地分析。该本地分析基本上可以包括以下任何类型的预处理或数据精化：所述预处理或数据精化可以便于有效地将数据传输至云，准备数据以用于云中的增强分析，减少存储数据所需的云存储装置的量或产生其他这样的益处。例如，可以将传输适配器部件208配置成通过对来自多个源的相关数据进行组合来聚合数据。例如，来自测量自动化系统的相关方面的多个传感器的数据可以通过传输适配器部件208来标识并聚合成单个云上传分组。在这样的情况下，可以将传输适配器部件208配置成部分地基于包含在由格式化部件206提供的已格式化数据流中的数据字段和/或在消息队列数据库402中的信息来标识相关数据。传输适配器部件208还可以在将敏感数据上传至云之前对敏感数据进行加密。在又一实施方式中，传输适配器部件208可以根据任何指定的过滤准则(例如在云网关设备202上存储的过滤简档中定义的过滤规则)来过滤数据。例如，所定义的过滤准则可以指定在将超过定义的设定点的压力值上传至云之前将所述压力值滤除掉。

云网关设备202还可以在将元数据迁移至云之前将元数据与所选数据子集进行关联，从而将所述数据置于工业环境的上下文中。例如，应用接口部件204或传输适配器部件208可以使用下述指示器或指示符来对所选数据子集进行标记：指定生成数据的时间的时间指示器、质量指示器、指定工业企业内采集数据的生产区域的生产区域指示器、指定数据生成时的机器或过程的状态的机器或过程状态指示器、指定数据生成时值班的雇员的人员指示符或其他这样的上下文元数据。以这种方式，云网关设备202能够对所采集的数据执行分层处理以生成元级知识，该元级知识随后由基于云的分析工具利用以便在更大的工厂环境中增强数据的分析。

为了确保至云的安全的出站流量，云网关设备202的一个或更多个实施方式可以支持HTTPS/SSL、认证授权使能传输和/或使用MAC地址的唯一身份。云网关设备202还可以支持存储转发能力，以确保在数据采集期间即使网关设备与云断开，数据也不丢失。如以下更详细讨论的，该存储转发能力可以适于利用外部存储库(例如图3中的外部存储库336)以便在与云的连接丢失时临时地存储新数据。以这种方式，可以在具有少量内部存储容量的轻量化网关设备上实施云网关服务。

现在返回图3，云网关设备202经由云存储结构316将压缩数据分组324发送至在云平台302上的基于云的数据采集和监视系统。数据分组324使用辅助租户级(tenant-level)清单对由云侧服务使用的参数和数据(压缩的并且串行的数据)进行传送以重构云中的域数据结构。云服务将所接收数据的远程存储定向至预处理的瞬态blob 310。云平台302可以使用代理推论和集体交易特征来确定数据存储场所。

通过专用管理接口，在工厂设施处的用户可以动态地配置一个或更多个优先级队列304，所述优先级队列304分别定义了在云平台302中如何处理数据分组。例如，可以针对要组织的警报数据、现场数据、历史数据及使能数据、根据这些数据类型来定义各个队列。历史数据队列可以与时序记录相关，以及可以通过应用程序接口(API)(例如SQL API或其他合适的API)来访问。警报队列可以与异常情况相关，其中警报数据也可以通过所述API访问。该警报队列可以包括与不同警报优先级关联的多个队列，以便能够针对具有不同危急级别的不同警报进行不同的处理。在一些实施方式中，可以使用许多协议来监视服务器、控制器、开关等，在某个点(例如在监视周期结束时)可以对警报进行排队并且云网关设备202可以将警报发送至云。警报可以为反应式的(例如在电机发生故障、CPU崩溃、保险设备跳闸时触发的警报)或主动式的(例如监视系统可以跟踪机器的消耗，并且在机器上的记录器、监视周期计数到达某时刻时生成警报，在要调度预防性维护时生成警报，在温度落在限定的带宽以外时生成警报，在计算机的存储器的80％被占用时发送通知等)。

现场数据队列可以与实时监视数据例如当前温度、当前压力等基本上相关。还可以通过API(例如SQL API)访问现场数据值。上述队列并不意在进行限制，应当理解可以根据终端用户的需求定义其他类型的优先级队列。例如，可以针对用于上传设备参数和/或属性数据的特定设备或设备类型(例如电机驱动)来定义队列。

在一些实施方式中，云管理接口可以使得用户能够根据现场位置来定义这些优先级队列304并且定义如何操纵每个队列中的数据。例如，用户可以针对每个队列定义上传频率、优先级级别(例如哪些数据队列应当比其他数据队列优先处理)、在其中应当存储来自各个队列的数据的云分区或数据库的身份以及其他这样的信息。在示例场景中，可以将现场数据队列定义为处理待由远程操作接口应用使用的现场数据值，以观察来自工厂设施的基本上实时数据，同时可以使用历史数据队列以处理与云存储装置上的历史数据库中的档案存储装置对应的历史数据。相应地，可以向现场数据队列分配相对于历史数据队列更高的优先级，这是因为现场数据队列中的数据比历史队列中的数据的时间危急性更高。

通过管理接口，用户可以向在客户站点处的相应数据标签或标签组分配优先级。可以将这些优先级分配存储在云网关设备202的消息队列数据库402中。因此，当传输适配器部件208对待移动至云平台的所采集的数据进行打包时，可以根据优先级(如在消息队列数据库402中定义的)将所采集的数据项打包成数据分组，相应的数据分组头部填充有适当的优先级级别。如果不能访问云，则应用接口部件204将继续采集数据，并且输入数据将被临时发送至外部存储库，用于随后取回。当与云的通信恢复时，云网关设备202将从外部存储库取回所存储的数据并将所述数据转发至云存储装置。队列处理服务还可以对存储账户密钥进行加密并将该存储账户密钥发送至云平台，用于用户确认。

在云网关设备202将数据分组发送至基于云的远程处理服务(使用传输适配器部件208)时，该服务读取分组的头部信息以确定分配给数据的优先级(例如，如在数据分组的数据优先级字段中定义的)并且基于该优先级将数据分组(或其中的压缩数据)发送至用户定义的优先级队列304中的被选中的一个优。在优先级队列304的另一侧，数据处理服务308根据预定的处理定义来处理在相应优先级队列304中的数据。数据处理服务包括工作者角色332，该工作者角色基于存储在客户特有的清单组件334中的清单(例如系统清单、标签清单以及度量清单)来确定如何处理已排队的数据。清单定义并实施了用于在云中处理所采集的数据的客户特有的能力、应用以及偏好。可以由在工厂设施处的用户通过便于云计算能力动态延伸的专用用户接口来动态地上传清单。

例如，如果要将新数据点添加至数据采集系统，所述添加需要创建新数据队列，则用户可以为该新队列配置新清单，该清单定义以下方面：数据的处理优先级，数据的上传频率、数据待被发送或存储在云存储装置内的位置以及其他这样的信息。新清单306然后可以与针对客户所定义的其他清单一起被上传至云并且被添加至客户的清单组件334，使得工作者角色332可以利用新清单306来确定如何处理新队列中的数据。仅需一次将该新清单306上传至基于云的远程监视服务。之后，工作者角色332将根据存储在客户的清单组件334中的新清单306来处理位于新优先级队列中的数据。例如，清单可以定义要将数据存储在云存储装置中的位置(例如在历史数据库、警报和现场数据数据库、大数据存储装置312等中)以及是否比其他数据队列优先地处理新数据队列。在一些实施方式中，如果清单带有与客户关联的唯一密钥，则清单组件334仅仅可以接受新清单。

一旦基于云的远程监视架构根据上述技术已经处理并存储了由云网关设备202提供的数据，则客户端设备322可以访问数据以便进行观察。云平台302上的数据分析可以提供用于取回数据、将数据从云平台302定向至客户端设备322的、基于web和浏览器使能技术的集合。为此，报告服务314可以以定义的格式将云存储装置中的数据(例如来自大数据存储装置312中的数据)传送至客户端设备322。例如，报告服务314可以利用存储在云存储库中的所采集的数据，以便通过因特网将远程操作者接口提供至客户端设备322。在云平台302上运行的分析引擎318还可以对在大数据存储装置312中存储的数据执行各种分析并且将结果提供至客户端设备322。

图6是示出了示例工业网络结构的图，该工业网络结构包括用于采集工业数据并且将工业数据迁移至云平台302的网关设备202。在该示例中，网关设备202的应用接口部件经由工厂网络612(例如公共工业协议网络、以太网或以太IP网络等)与工业设备608对接。由格式化部件和传输适配器部件实施的网关服务如上所述对所采集的数据进行处理，以形成数据分组，所述数据分组然后被发送至云平台302以便根据在云平台上执行的客户特有清单来进行存储、处理和/或分析。在所示示例中，网关设备202经由办公网络614(例如经由防火墙设备或其他安全信道)链接至云平台，办公网络614与工厂网络612分开，以隔离来自因特网的工业设备608。然而，在一些配置中，工业设备608可以驻留在接入至因特网的网络或驻留有云平台302的其他外部网络上。在这样的配置中，网关设备202可以通过同一网络与工业设备608和云平台302二者对接。在又一配置中，网关设备202可以经由直接硬连接与工业设备608对接，而非通过工厂网络612与设备进行通信。

如上所述，由网关设备202执行的网关服务可以支持如下存储转发能力：其使得应用接口部件能够继续从工业设备608采集工业数据，即使网关设备202与云平台302之间的通信丢失。为了能够在具有有限本地存储容量的轻量化计算设备(例如LINUX机器或具有有限本地存储容量的其他设备)上实施网关服务，可以将网关服务配置成将输入工业数据临时存储在外部数据存储装置或存储库中。因此，在网关设备202与云平台302之间的通信丢失的情形下，网关设备202可以发现并访问外部数据存储库，并且开始将输入工业数据移动至该外部存储库。

为此，在网络614上安装了一个或更多个外部数据存储库610。这些数据存储库可以基本上包括任何类型的数据存储设备，包括但不限制于：专用单机存储设备、闪存驱动、数据历史库(historian)、具有盈余的数据存储容量的多用途计算设备或其他这样的设备。为了便于发现合适的外部存储库，可以将网关设备202配置成访问驻留在网络614上的注册服务器602。注册服务器602包含与网络614上驻留的设备有关的注册信息。注册信息可以包括但不限制于关于每个设备的设备标识符、网络地址以及其他相关信息。在该示例中，注册服务器602对标识在网络614上驻留的可用外部数据存储库610的存储库注册信息606进行维护。在一些场景中，当将每个存储库添加至网络614时，可用由系统管理人员手动输入存储库注册信息606。可替代地，可以将外部数据存储库610配置成在连接至网络614时利用注册服务器602自动地进行注册。例如，在将新存储设备添加至网络614以用作数据存储库时，存储设备可以广播数据分组以将自身标识为能够接收并存储来自网关设备或其他数据源的工业数据的外部存储库。一旦接收并转移该分组，则注册服务器602可以执行为建立与新存储设备的通信所需的任何必要握手，并且如果注册存储设备所需的任何附加信息(例如设备名称或标识符、可用存储容量等)不包括在初始数据分组中时，则向存储设备请求所述信息。

同样地，在将网关设备202添加至网络614时，注册部件212通过网络发送数据分组以将自身标识为云网关设备，并且注册服务器602响应于对分组的检测来将网关设备202注册为网关注册信息604。网关设备202在注册服务器602上注册的信息可以包括但不限制于：设备名称或标识符、由网关设备202采集的工业数据点的数目、由网关设备202采集工业数据的期望或实际速度、网关设备202采集数据的工作区域或机器或其他这样的信息。以这种方式，注册服务器602跟踪网关设备以及安装在网络614上的外部存储库，使得可以在存储转发事件期间协调这些设备之间的互动。

图7是示出了在正常操作期间示例网关设备202的数据采集和数据迁移的图。如前述示例所述，应用接口部件204接收来自一个或更多个受控过程702的原始工业数据。从受控过程702采集的数据可以包括：例如从一个或更多个工业控制器(例如可编程逻辑控制器或其他类型的控制器)的数据标签读取的配置和操作数据、从一个或更多个电机驱动读取的电机配置和操纵数据、从遥感设备(例如温度计、流量计、压力计等)读取的测量数据、存储在一个或更多个数据历史库(historian)中的工业数据或其他这样的设备数据。应用接口部件204将该工厂数据704提供至格式化部件206，该格式化部件206对所述工厂数据进行变换以符合适于由云平台服务进行处理的格式。所述数据可以包括例如从工厂数据提取的、符合云服务期望的数据模式的结构化数据值(例如将数据构造为名称-值对的JSON格式或另外的合适数据结构)。

将由此生成的格式化数据706被提供至传输适配器部件208，该传输适配器部件208压缩已格式化数据706从而生成压缩数据文件。传输适配器部件208然后在包括从消息队列数据库(例如图4中的消息队列数据库402)中获得的客户特有信息的数据包封内对压缩数据进行封装以生成数据分组708(例如具有图5中所示的格式的数据分组)，然后如结合图3的描述，该数据分组708被发送至云平台以进行优先级队列处理。

图7中所示的数据采集、数据处理以及数据传输功能继续直至外部事件指示网关设备停止操作，或网关设备与云平台之间的通信丢失为止。如图8所示，响应于与云平台的通信丢失，重定向部件210将检测通信丢失，将网关设备202置于存储转发模式，并且指示存储库搜索部件214在网络上输出注册询问802。在一些实施方式中，响应于检测到通信丢失，重定向部件210可以不立即将网关设备202置于转发存储模式，而是确定是否满足另外定义的转发存储准则。例如，在与云平台的通信已经丢失时，从工业过程采集的数据将继续被采集并存储在本地存储装置的网关设备上。在消耗了网关设备的本地存储装置的规定百分比(转发存储准则)时，重定向部件210将指示存储库搜索部件214向注册服务器602发送注册询问802。该技术可以防止在短暂的通信丢失时过早地将数据重定向至外部存储装置，从而有效地防止至存储转发模式的误动作。

注册询问802可以包括以下数据分组，该数据分组包含标识网关设备202的信息(例如设备名称或标识符)以及指示与云平台的通信已经丢失的信息。存储库搜索部件214如图9所示将注册询问802定向至注册服务器602。响应于接收到注册询问802，注册服务器602访问存储库注册信息606以标识能够接收来自网关设备202的重定向工厂数据的已注册的存储库。

如图9所示，多个已注册的外部存储库902(存储库1至存储库N)驻留在网络上。已注册的存储库可以包括任何适当类型的存储设备，包括但不限制于：联网的硬驱动、历史设备、专用存储计算机或其他这样的存储设备。如果在网络上注册了多个外部存储库902，则注册服务器可以使用任何合适的预定选择准则来选择存储库。例如，在一些实施方式中，可以周期性地更新存储库注册信息606以包括针对每个已注册存储库902的当前状态信息。该状态信息可以包括每个存储库902的当前可用存储容量、每个存储库902接收数据的当前速度(例如从其他网关设备或从其他数据源)、由每个存储库902当前接收的多个数据流或其他这样的状态信息。

注册服务器602可以应用基于该状态信息的规定选择准则来选择存储库902之一用于接收来自网关设备202的重定向数据流。例如，选择准则可以指定选择具有最大可用存储容量或来自其他数据源的最少输入数据流的存储库。在另一示例中，注册服务器602可以对存储库注册信息执行预测分析以确定哪个存储库902满足所述选择准则。例如，注册服务器602可以针对基于在存储库注册信息606中指定的状态信息的每个存储库902，来确定在存储库的可用存储空间被填满之前存储库可以接受来自网关设备202的重定向数据流的持续时间。该确定可以基于报告的存储库当前可用存储量、从网关设备202传输数据的期望速度(该期望速度可以基于根据网关注册信息606所确定的由网关设备采集的工业数据点的数目来确定)以及在存储库处接收来自其他数据源(例如其他网关设备或其他数据源)的数据的当前速度。注册服务器602可以然后确定能够接收来自网关设备202的重定向数据达最长持续时间的存储库，并且将该存储库选择作为重定向数据的接受者。

当注册服务器602已经选中了用于临时存储来自网关设备202的工厂数据的合适的存储库902时，注册服务器将存储库ID分组904发送至网关设备202。该存储库ID分组904识别以下被选择的存储库：网关设备202开始将所采集的工厂数据重定向至该被选择的存储库。一旦接收到存储库ID分组，网关设备202的存储库搜索部件214通过网络向所选存储库发送重定向请求来执行与已标识的存储库的握手序列。如果存储库通过向网关设备202发送接受信号来响应所述请求，则网关设备202开始通过网络向存储库发送重定向数据。如果所选存储库拒绝所述请求，则网关设备202可以向注册服务器602发送后续的存储库询问以请求不同存储库的标识。

图10是示出了由网关设备在存储转发模式下重定向工厂数据的图。在该示例中，应用接口部件204继续采集来自受控过程702的工厂数据704，并且格式化部件206继续如前所述对工厂数据进行格式化。与正常操作相反，重定向部件210指示网关设备202将已格式化数据706发送至所选数据存储库，而不是将已格式化数据706发送至用于封装数据并且将数据迁移至云平台的传输适配器部件208。如图11所示，已经选中了外部存储库902₂来临时存储已格式化数据706。只要与云平台302的通信仍然不可用，网关设备202就继续向所选存储库发送已格式化数据706。

在与云平台的连接恢复时，如图12所示，重定向部件210检测到在网关设备202与云平台302之间的通信链接已经重新建立，作为响应，重定向部件210指示格式化部件206重新开始将已格式化工厂数据传送至传输适配器部件208以对该工厂数据进行封装并将其作为数据分组1204传输至云平台302。此外，与将新输入的工厂数据迁移至云平台并行地，重定向部件210指示网关设备202开始从存储库902₂取回存储的已格式化数据1202。

图13是示出了在重新连接至云平台之后并且在所有先前重定向的数据已经被取回并发送至云平台之前的网关设备的操作的图。在一些实施方式中，传输适配器部件208可以支持并行传输新数据分组1302和包含从外部存储库取回的所存储的已格式化数据1202的数据分组1304。在云网关设备重新连接至云平台时，应用接口部件204对工厂数据704的采集不间断，并且网关设备202同时从外部存储库取回存储的已格式化数据1202。传输适配器部件208可以对由格式化部件206输出的新的已格式化数据706和从存储装置取回的所存储的已格式化数据执行并行处理，使得在通信丢失期间被重定向的数据可以更快地提供至云服务而不会在传输新接收的工厂数据时引起延迟。也就是说，当从外部存储装置取回先前重定向数据时，传输适配器部件208可以继续将已格式化数据706封装至数据分组1302中用于传输至云平台，并且同时将存储的已格式化数据1202封装至第二组数据分组1304中。网关设备202继续该并行处理和传输，直至所有先前重定向数据已经从外部存储装置中取回并发送至云平台为止。

由网关设备202处理的所有数据由格式化部件206或者传输适配器部件208进行时间戳记。如此，云存储装置和分析服务将对由网关设备提供至云平台的数据按照时间顺序进行组织并适当地处理，即使一些数据(例如从外部存储装置取回的重定向数据)晚于最近采集的数据发送至云平台。

在一些实施方式中，外部存储库可以包括其自身的传输适配器部件，该传输适配器部件使得外部存储库能够在网关设备取回所存储的已格式化数据之前对所述已格式化数据进行至少部分必要的预处理。图14是示出了外部存储库902₂包括传输适配器部件1406的配置的图。与上文结合图7至图11描述的场景相同，与云平台302的通信丢失导致一些格式化数据被发送至外部存储库902₂用于临时存储。然而，代替仅仅存储已格式化数据以便后续由网关设备202取回，在外部存储库902₂上运行的第二传输适配器部件1406可以对已格式化数据进行压缩并封装成数据分组(例如图5中的数据分组324)并且等待网关设备202与云平台302之间的通信连接重新建立。因此，在恢复与云平台302的通信信道之前，网关设备202接收来自外部存储库902的完全封装的存储数据分组1402，而不是取回预封装的格式化数据。为了确保使用正确的客户特有信息和应用特有信息对发送至外部存储库902₂的已格式化数据进行封装，可以将包含适当封装数据所需的信息的消息队列数据库402(参见图4)从网关设备202复制到外部存储库902₂，并且可以由传输适配器部件1406访问该复制的消息队列数据库1408以对重定向数据进行封装。在一些实施方式中，可以周期性地将复制的消息队列数据库1408从网关设备202复制到网络上的所有外部存储库。可以由注册服务器发起并协调该周期性复制操作，该注册服务器包含网络上所有存储库的网络地址。可替代地，可以在将外部存储库安装在网络上时，将消息队列数据库复制至外部存储库中，并且可以将关于网关设备的消息队列数据库的后续变化推送至网络上的所有外部存储库。

使用图14中描绘的配置，网关设备202可以在通信信道恢复之后更快地取回重定向数据并且将重定向数据发送至云平台302，这是因为传输适配器部件208不需要压缩并封装取回的数据。该配置还可以降低在重定向数据被从外部存储库取回并发送至云平台302的时间段期间网关设备202所需的处理开销。

尽管上述示例已经描述了作为仅存储设备的外部存储库，该外部存储库在存储转发操作期间接收来自网关设备的数据以临时存储，并且当网关设备与云平台重新连接时将数据返回网关设备(以数据的原始形式或使用复制的传输适配器部件封装的)，在一些实施方式中，外部存储库可以包括具有盈余存储容量的另外的云网关设备。在这样的场景中，当第二网关设备与云平台之间的通信信道被中断时，具有盈余的存储容量的第一云网关设备可以用作第二云网关设备的外部数据存储库。

例如，在网络(例如图6的网络614)上安装了具有盈余的存储容量的第一云网关设备时，网关设备向注册服务器602注册为网关设备和外部存储库二者。因此，在注册服务器602在存储转发操作期间接收来自第二网关设备的针对外部存储库的请求时，注册服务器可以选择第一网关设备作为下述最合适的存储库：在与云平台的通信中断时第二网关设备应当将其格式化数据发送至该最合适的存储库。使用该配置，如果第一云网关设备丢失了与云平台的连接并且第二网关设备处于存储转发模式(例如对于第二网关设备而言云通信问题是局部的而不是影响网络上的所有网关设备的全局通信问题)，第一云网关设备可以接收来自第二网关设备的已格式化数据，代表第二网关设备封装所述数据，并且使用其自身的通信信道将所生成的数据分组发送至云平台。因此，第一网关设备将本地采集的数据分组和从第二网关设备接收的数据分组二者并行地发送至云平台。在云平台与第二网关设备之间的通信恢复时，第二网关设备将停止向第一网关设备发送数据，并且两个网关设备恢复正常操作。

如果两个网关设备已经丢失了与云平台的通信，第一网关设备鉴于其盈余的存储容量将继续采集其自身的本地数据，将所述数据存储在其本地存储装置上用于后续传送至云平台。同时，第一网关设备将接收并存储来自第二网关设备的重定向数据。第一网关设备将继续采集并存储两组数据直至与云平台的通信恢复为止，当与云平台的通信恢复时，第一网关设备将两组存储数据封装成相应的数据分组集合，并且将两个数据分组集合并行地发送至云平台。同时，第二网关设备将通过停止向第一网关设备传输其格式化数据并且恢复封装其所采集的数据并且将所采集的数据传输至云平台来恢复正常操作。

通过在存储转发程序期间将输入的工厂数据重定向至外部数据存储装置，可以对具有相对小量的本地存储器的轻量化计算设备实施云网关功能。该重定向功能还便于在云网关设备与云平台之间的通信丢失时不间断工厂数据的采集，从而确保基于云的分析和报告服务产生准确的结果。

因为云网关设备202将采集的前置工厂数据封装至包含客户特有信息和应用特有信息的包封中，压缩的数据分组传送基于云的分析服务所需的参数和数据，以标识存储在客户清单组件(例如清单组件334)中的适当清单，用于操纵、处理和/或发送包含在压缩数据文件中的数据。图15是示例清单组件1502的概念图。在该示例中，在清单组件334中维护的系统清单1504可以包括至应用特有的客户清单的链接。客户清单可以包括标签清单1506和度量清单1508。在云平台处接收到来自云网关设备的压缩数据分组(例如压缩数据分组324、708、1204、1302或1304)时，数据处理服务308使用分组的头部502中封装的信息来标识适当的度量清单和标签清单，用于处理包括在压缩数据文件504中的数据。工作者角色(例如图3中的工作者角色332)下载所标识的度量清单和标签清单，然后对所接收的数据执行该度量清单和标签清单。总之，度量清单标识可以被取回并且对数据执行的一个或更多个泛型程序(generic procedure)、应用特有范围、系数以及可以传送至取回程序的阈值。标签清单标识用于将压缩数据文件中的数据项映射为在取回泛型程序中定义的变量或标签的标签名称。

图16示出根据一个或更多个实施方式的系统清单的层次结构1600。在清单组件334中在云平台上维护的示例系统清单1616可以被组织为多个层级。可以在客户标识符级1604下对访问清单组件以处理前置(on-premise)数据的每个独立客户实体进行定义。因为每个客户实体可以操作多个工厂设施或工厂站点，在站点标识符级1606上为每个客户标识符节点定义一个或更多个站点标识符节点。对于所定义的每个站点，在虚拟支持工程师(VSE)标识符级1608上定义一个或更多个VSE。在VSE标识符级1608以下定义了消息类型级1612和过程标识符级1614。

组成系统清单的逻辑结构的层级描述了从整个工业企业的各种数据源收集的前置(on-premise)工业数据的集合之间的层次关系。应该注意的是，图16中所描绘的示例清单的各个层级对应于压缩数据分组324(见图5)的头部502中包含的各数据字段。这样，当前置云网关设备向云平台发送压缩数据分组时，云平台上的数据过程服务308利用包含于头部的信息来定位清单的层次结构1600，以标识要对压缩数据文件504中所包含的数据执行的清单组件(度量清单和标记清单)。

在图16所示的示例中，度量清单1602在基于云的系统接收到压缩数据分组时被调用。度量清单1602定义了可以对数据执行的一个或更多个度量(由压缩数据分组头部的过程标识符字段进行标识)，尤其定义了每个所标识的度量要使用的系数、阈值和范围。每个度量(过程)对应于与清单组件334有关的云平台上存储的泛型程序。

为了确定将哪个度量应用于所接收的数据，工作者角色332(见图3)使用客户标识符、站点标识符以及头部502的VSE标识符字段来定位清单层次的对应级，以标识合适的标记清单1610。标记清单1610定义了用于将数据文件中的数据项映射到将施加在数据上的一个或更多个度量(过程)的标记名称。标记清单1610还标识哪个过程标识符对各标记名称具有所有权。通过头部502的消息类型和过程标识符字段对将在数据上执行的特定过程进行标识。在这点上，系统清单可以定义多种消息类型(例如，警报、历史数据、现场数据等)，并且对于所定义的每种消息类型，定义对应于给定过程标识符的一个或更多个名称空间。该名称空间标识与清单组件关联地存储的、可以由工作者角色332载入并可以在封装数据文件中所包含的数据执行的对应应用。这些应用可以为数据指定最终目的地(例如，大数据存储装置、一个或更多个指定的客户端设备、可视化应用等)，或可以包括要对数据执行以产生期望结果的算法或计算过程(例如，净功率计算、效率计算、功率保证计算等)。

通过上述结构，云平台中的工作者角色将基于从其接收数据的客户和由压缩数据分组的头部定义的其他数据属性，例如客户端设备或客户站点、数据(例如，来自工业设备的警报数据、历史数据、现场数据等)的类型、指定过程或度量等，来载入适当的清单组件，以处理所接收的数据分组。在将所收集的关于工厂场地的数据发送到云之前，通过对数据进行封装以包括这些属性，云网关设备有效地将客户特有模型应用于对工厂层次内的数据上下文以及数据与整个企业中的其他数据项之间的关系进行描述的数据。然后，可以在云侧利用此信息以基于较大企业中数据的角色以及用户定义的处理和存储优选方案来适当地操纵和处理数据。

图17至图18示出了根据本申请的一个或更多个实施方式的各种方法。同时，为说明简便的目的，本文中所示的一个或更多个方法被示出和描述为一系列行为，应理解并且认识到，本发明不限于动作的顺序，因为一些行为可以根据需要以不同的顺序发生，并且/或者与本文中所示和所描述的其它行为同时发生。例如，本领域的技术人员将理解并且认识到可以将方法替代地表示为如状态图中的一系列相关状态或事件。此外，不是所有示出的动作都需要来实施根据本发明的方法。此外，当不同实体实施该方法的不同部分时，一个或更多个交互图可以表示根据本公开的方法。进一步，所公开的示例方法的两个或更多个可以彼此结合地实施，以实现本文中描述的一个或更多个特性或优点。

图17A是用于对云网关设备进行存储转发操作的示例方法的第一部分1700A。首先，在步骤1702，在云网关设备处从一个或更多个工业数据源接收所收集工业数据。这些数据源实质上可以包括任何工业设备或相关数据源，包括但不限于可编程逻辑控制器(例如从控制器的数据表所读取的数据)、遥测设备、电机驱动器、工业数据历史库(historian)或其他这种设备。云网关设备可以通过网络连接(例如，通过工厂网络或办公室网络)或经由到工业设备的直接硬线连接来接收工业数据。

在步骤1704，在云网关设备处对步骤1702中所接收的工业数据进行格式化以符合适用于基于云的分析服务或报告服务的通用格式。例如，云网关设备可以将所接收的数据变换为JSON数据流，其将值组织为人类可读的名称-值格式。然而，其他数据格式也在本公开内容的一个或更多个实施方式的范围内。在步骤1706，在云网关设备处对已格式化数据进行加密和压缩，以产生压缩数据文件。在步骤1708，在云网关设备处对已压缩数据文件进行封装以产生数据分组。该数据分组包括基于客户特有配置信息的头部信息，并至少指定工业数据要所发送给的云平台中的消息队列和待应用于工业数据的清单组件(例如分析程序)。

在步骤1710，决定是否激活至云平台的通信信道。如果激活通信信道，则经由该通信信道将在步骤1708处产生的数据分组发送给云平台。可替换地，如果不激活通信信道，则方法在具有方法的第二部分1700B的图17B中继续。在步骤1714，确定是否满足存储转发条件。例如，云网关设备可以在与云平台的通信发生丢失的情况下允许有限量的本地存储装置用于存储转发目的。然而，如果定义的存储转发条件在通信信道恢复之前得到满足，则云网关设备可以开始外部存储转发操作。可以指定该定义的存储转发条件，例如，当云网关设备的本地存储装置的规定百分比已被消耗时，将外部存储装置用于存储转发功能。这样可以防止云网关设备在通信发生短暂丢失的情况下过早地将数据重定向至外部存储装置，从而有效地防止重定向操作的误动作。

如果在步骤1714确定出不满足存储转发条件，则方法返回至步骤1702，其中云网关设备继续收集工业数据并且重复步骤1702至步骤1710。可替换地，如果满足了存储转发条件，则方法移动至步骤1716，其中云网关设备查询注册服务器以标识可用的外部数据存储库(数据存储设备)。例如，注册服务器可以响应于从云网关设备接收到查询而对标识附接至网络的每个外部存储库的设备注册信息进行访问。如果网络上多个存储库可用，则注册服务器可以应用选择准则来选择多个存储库中之一，以接收网关设备的重定向数据。

在步骤1718，在云网关设备和在步骤1716中标识的所选择的外部存储库之间建立通信。在步骤1720，在到云平台的通信信道不可用时，在步骤1706生成的已格式化、加密并压缩的数据被从云网关设备发送给所选的外部存储库进行暂时存储。在步骤1722，确定云的通信信道是否被重新建立。如果该通信信道没有被重新建立，则方法返回步骤1702，继续对工业数据进行收集、格式化并发送至外部存储库直到在步骤1722确定出该通信信道被重新建立。在该通信信道被重新建立的情况下，方法移动至步骤1724，其中外部存储库中所存储的已格式化数据由云网关设备取回。可替换地，如果外部存储库具有在等待通信信道重新建立的同时将已格式化数据封装为数据分组的功能，则云网关设备可以取回这些数据分组而非之前的重定向的已格式化数据。

在步骤1726，确定在步骤1724从外部存储库取回的数据是否为数据分组(例如，外部存储库将已格式化数据转换为封装的数据分组)。如果取回的数据不是数据分组，方法移动至步骤1706，其中对取回的已格式化数据进行加密和压缩，并且执行步骤1708至步骤1712来对取回的数据进行封装并将所得到的数据分组发送给云平台。可替换地，如果取回的数据为在外部存储库处已经封装的数据分组，则方法移动至步骤1710，其中到云平台的通信信道再次被验证，并且在步骤1712处将封装的数据分组发送给云平台。之后，方法返回至步骤1702，并且云网关设备继续进行数据收集和数据处理。

图18示出在存储转发操作期间对选择外部存储库以接收来自云网关设备的数据的方法1800。首先，在步骤1802，从云网关设备接收请求外部存储装置的请求。云网关对来自一个或更多个工业设备或过程的工业数据进行收集和处理，并且将此数据发送给云平台进行存储、分析和/或报告。该请求可以响应于到云平台的通信信道的丢失而由云网关设备发送。该请求可以由例如驻留在与网关设备共享的网络上的注册服务器来接收。在步骤1804，对在注册服务器上维护的注册信息进行访问，以标识附接至云网关设备所驻留的网络的可用数据存储库的集合。上述注册信息可以包括对每个数据存储库进行标识的信息，以及每个库的附加状态信息，该附加状态信息包括但不限于：可用状态、可用存储容量的量、存储容量当前被消耗的速率、当前给库提供数据的数据源的个数等。

在步骤1806，对于每个标识的数据存储库，基于该存储库的当前可用存储容量和存储容量被消耗的当前速率来确定度量。例如，针对每个可用数据存储库，注册服务器可以基于存储库的当前可用容量、存储库的容量因从其他数据源接收的数据而被消耗的当前速率以及从云网关设备接收数据的期望速率(其还可以存储为注册信息的一部分)，来估计在存储库的可用数据存储容量被消耗完之前存储库能从云网关设备接收数据多长时间。

在步骤1808，注册服务器选择具有满足规定的选择准则的度量的数据存储库。例如，该规义的准则可以(基于以上指出的因素)指定选择被估计能够在最长持续时间内从云网关设备接收数据的存储库。在步骤1810，向云网关设备发送标识所选择的数据存储库的响应。

本文中所述的实施方式、系统、以及部件，以及可以执行在本说明书中阐述的各种方面的工业控制系统和工业自动化环境可以包括计算机或网络部件，如能够通过网络进行交互的服务器、客户端、可编程逻辑控制器(PLC)、自动化控制器、通信模块、移动计算机、无线部件、控制部件等。计算机和服务器包括被配置成执行存储在介质中的指令的一个或更多个处理器(使用电子信号执行逻辑操作的电子集成电路)，所述介质如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器、以及可移动存储设备，其可以包括记忆棒、记忆卡、闪存驱动器、外部硬盘驱动器等。

类似地，本文中使用的术语PLC或自动化控制器可以包括可以跨多个部件、系统、和/或网络共享的功能。作为一个示例，一个或更多个PLC或自动化控制器可以通过网络与各种网络设备通信和协作。这可以大致包括经由包括控制、自动化、和/或公共网络的网络进行通信的、任何类型的控制、通信模块、计算机、输入/输出(I/O)设备、传感器、致动器、以及人机接口(HMI)。PLC或自动化控制器还可以与如下各种其它设备通信并控制这些设备：如标准或安全级I/O模块(包括模拟、数字、编程/智能I/O模块)、其它可编程控制器、通信模块、传感器、致动器、输出设备等。

网络可以包括公共网络，如互联网、内联网，以及自动化网络。所述自动化网络如控制和信息协议(CIP)网络，其包括设备网、控制网和以太网/IP。其它网络包括以太网、DH/DH+、远程I/O、现场总线、莫迪康总线(Modbus)、过程现场总线(Profibus)、CAN(控制器区域网络)、无线网络、串行协议等。此外，网络设备可以包括各种可能(硬件和/或软件部件)。这些包括以下部件，如具有虚拟局域网(VLAN)能力的交换机、LAN、WAN、代理、网关、路由器、防火墙、虚拟专用网(VPN)设备、服务器、客户机、计算机、配置工具、监控工具、和/或其它设备。

为提供所公开主题的各种方面的情境，图19和图20以及以下讨论意在提供可以实现所公开主题的各种方面的适当的环境的简要和总体描述。

参照图19，用于实现上述主题的各种方面的示例环境1910包括计算机1912。计算机1912包括处理单元1914、系统存储器1916和系统总线1918。系统总线1918将系统部件(包括但不限于系统存储器1916)耦接至处理单元1914。处理单元1914可以是各种能够得到的处理器中的任何一种。多核微处理器或其它微处理器结构也可以用作处理单元1914。

系统总线1918可以是使用任何种类的现有总线结构的几种总线构造中的任一个，该总线构造包括存储器总线或存储控制器总线、外围总线或外部总线、以及/或局部总线。所述总线结构包括但不限于8位总线、工业准则结构(ISA)、微信道结构(MSA)、扩展ISA(EISA)、智能驱动电子设备(IDE)、VESA局部总线(VLB)、外围部件互连(PCI)、通用串行总线(USB)、高级图形端口(AGP)、个人计算机存储卡国际协会总线(PCMCIA)、以及小型计算机系统接口(SCSI)。

系统存储器1916包括易失性存储器1920和非易失性存储器1922。在非易失性存储器1922中存储基本输入/输出系统(BIOS)，其包括在诸如启动期间在计算机1912中的元件之间传送信息的基本例程。示例性而非限制性地，非易失性存储器1922可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、或快擦写存储器。易失性存储器1920包括充当外部缓存存储器的随机存取存储器(RAM)。示例性而非限制性地，RAM可以多种形式获得，如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接型RamBus(兰巴斯)RAM(DRRAM)。

计算机1912还包括可移动/非可移动、易失性/非易失型计算机存储介质。图19示出了例如磁盘存储装置1924。磁盘存储装置1924包括但不限于如下设备：如磁盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、爵士可扩充硬碟、Zip驱动器、LS-100驱动器、快擦写存储卡或记忆棒。此外，磁盘存储装置1924可以包括单独地或与其它存储介质组合地存储介质，其包括但不限于光盘驱动器，诸如光盘ROM设备(CD-ROM)、CD可记录驱动器(CD-R Drive)、CD可重写驱动器(CD-RW Drive)、或数字多用盘ROM驱动器(DVD-ROM)。为便于磁盘存储装置1924连接至系统总线1918，通常使用可移动或非可移动接口，如接口1926。

应理解的是，图19描述了在适当的操作环境1910中示出的在基本计算机资源与用户之间充当媒介的软件。这样的软件包括操作系统1928。可以被存储在磁盘存储装置1924上的操作系统1928用于控制和分配计算机1912的资源。系统应用1930经由操作系统1928，通过存储在系统存储器1916中或磁盘存储装置1924上的程序模块1932和程序数据1934来利用资源的管理。应理解的是，可以通过各种操作系统或操作系统的组合来实现本公开内容的一个或更多个实施方式。

用户通过一个或更多个输入设备1936将命令或信息输入计算机1912。输入设备1936包括但不限于指示设备，如鼠标、跟踪球、触笔、触摸板、键盘、麦克风、操作杆、游戏垫、圆盘式卫星天线、扫描仪、TV调谐卡、数码相机、数码摄像机、网络摄像机等。这些和其它输入设备通过系统总线1918经由一个或更多个接口端口1938连接至处理单元1914。接口端口1938包括例如串行端口、并行端口、游戏端口、以及通用串行总线(USB)。一个或更多个输出设备1940使用同一类型的端口中的一些作为输入设备1936。因而，例如，USB端口可以用于向计算机1912提供输入，并且从计算机1912向输出设备1940输出信息。提供输出适配器1942，表明存在需要特定适配器的一些输出设备1940，如显示器、扬声器、打印机等其他输出设备1940。示例性而非限制性地，输出适配器1942包括在输出设备1940与系统总线1918之间提供连接手段的显卡和声卡。应注意的是，其它设备和/或设备的系统，例如一个或更多个远程计算机1944，提供输入性能和输出性能两者。

计算机1912可以使用到一个或更多个远程计算机(如远程计算机1944)的逻辑连接来在网络环境中操作。远程计算机1944可以是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、工作站、基于微处理器的设备、对等设备、或其它通用网络节点等，并且通常包括结合计算机1912描述的元件中的许多或所有元件。出于简明的目的，对于远程计算机1944，仅示出了记忆存储设备1946。远程计算机1944通过网络接口1948逻辑地连接至计算机1912，并且然后经由通信连接1950物理地连接。网络接口1948包括通信网络，如局域网(LAN)和广域网(WAN)。LAN技术包括光纤分布式数据接口(FDDI)、铜分布式数据接口(CDDI)、以太网/IEEE802.3、令牌环/IEEE 802.5等。WAN技术包括但不限于点对点链路、电路交换网，如综合服务数字网(ISDN)及其变型、分组交换网、以及数字用户线路(DSL)。

一个或更多个通信连接1950涉及用于将网络接口1948连接至系统总线1918的硬件/软件。虽然为了简化说明，通信连接1950示出在计算机1912内部，但是其也可以在计算机1912外部。仅举例而言，与网络接口1948连接所必须的硬件/软件包括内部和外部技术，例如调制解调器(包括普通电话级调制解调器、电缆调制解调器、以及DSL调制解调器)、ISDN适配器、以及以太网卡。

图20是可以与所公开主题交互的示例计算环境2000的示意性框图。示例计算环境2000包括一个或更多个客户端2002。客户端2002可以是硬件和/或软件(例如，线程、进程、计算设备)。示例计算环境2000还包括一个或更多个服务器2004。服务器2004也可以是硬件和/或软件(例如，线程、进程、计算设备)。例如，服务器2004可以容置线程，以通过采用本文中所述的一个或更多个实施方式来执行转换。客户端2002与服务器2004之间的一个可能的通信可以是适于在两个或更多个计算机进程之间传输的数据分组的形式。示例计算环境2000包括通信框架2006，其可以用来便于在客户端2002与服务器2004之间进行通信。客户端2002可操作地连接至一个或更多个客户端数据存储装置2008，该一个或更多个客户端数据存储装置2008可以用于存储客户端2002本地的信息。类似地，服务器2004可操作地连接至一个或更多个服务器存储装置2010，该服务器数据存储库2010可以用于存储服务器2004本地的信息。

上述内容包括了本发明的示例。当然，不可能为了描述所公开的主题而描述部件或者方法的每个可想到的组合，然而，本领域技术人员应当理解，本发明的很多另外的组合和置换都是可能的。因而，所公开的主题意在包括落入所附权利要求的精神和范围内的所有这样的替选、修改和变化。

具体地，关于由上述部件、设备、电路、系统等执行的各种功能，用于描述这样的部件的术语(包括对“手段”的引用)除非另行指出，否则意在对应于执行所述部件的具体功能的任意部件(例如，功能上的等同)，即使该部件在结构上不等同于所公开结构，该所公开的结构执行本文示出的所公开主题的示例性方面中的功能。关于这点，还应当认识到，所公开的主题包括系统以及具有计算机可执行指令的计算机可读介质，这些计算机可执行指令用于执行所公开的主题的各种方法的动作和/或事件。

此外，虽然所公开的主题的具体特征可能被公开为若干实现中的一种实现，然而，这些特征可以与其它实现的一个或更多其它特征合并，只要这样的合并对于任意给定或特定应用是期望的且有利的。此外，就具体内容部分或权利要求中所使用的用语“包含(includes/including)”及其变体而言，这些用语意在以与作为开放式过渡词的用语“包括(comprising)”相类似的方式来包含(inclusive)。

在本申请中，词语“示例性”用于表示用作示例、例子或说明。本文中描述为“示例性”的任意方面或设计并不一定要被理解为相比于其它方面或设计是优选的或有利的。相反，词语“示例性”的使用意在以具体的方式给出概念。

本文中所描述的各种方面和特征可以实现为方法、设备、或使用标准编程和/或工程技术的制品。本文中所使用的术语“制品”意在包括能够从任意计算机可读设备、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁条……)、光盘(例如，致密盘(CD)、数字多功能盘(DVD)……)、智能卡和闪存设备(例如，卡、条、键驱动器……)。

Claims (20)

1.一种云网关设备，包括：

存储器，所述存储器存储计算机可执行部件；

处理器，所述处理器在操作上耦接至所述存储器，所述处理器执行所述计算机可执行部件，所述计算机可执行部件包括：

应用接口部件，所述应用接口部件被配置成从工业企业的数据源设备接收工业数据；

格式化部件，所述格式化部件被配置成将所述工业数据变换成通用格式以产生已格式化数据；

传输适配器部件，所述传输适配器部件被配置成用头部信息封装所述已格式化数据以产生数据分组并且通过通信信道向云平台发送所述数据分组；以及

重定向部件，所述重定向部件被配置成响应于确定出所述通信信道已经变得不可用来向外部数据存储库发送所述已格式化数据。

2.根据权利要求1所述的云网关设备，还包括存储库搜索部件，所述存储库搜索部件被配置成响应于确定出所述通信信道已经变得不可用来向注册服务器设备发送请求所述外部数据存储库的身份的询问。

3.根据权利要求1所述的云网关设备，其中，所述重定向部件被配置成响应于确定出所述通信信道已经变得不可用以及确定出已经满足存储转发准则来向所述外部数据存储库发送所述已格式化数据。

4.根据权利要求3所述的云网关设备，其中，确定出已经满足所述存储转发准则包括确定出已经被消耗所述云网关设备的本地存储容量的规定百分比。

5.根据权利要求2所述的云网关设备，还包括注册部件，所述注册部件被配置成向所述注册服务器设备发送所述云网关设备的标识信息。

6.根据权利要求1所述的云网关设备，其中，所述重定向部件还被配置成响应于确定出所述通信信道已经被重新建立来从所述外部存储库取回所述已格式化数据并且向所述传输适配器部件提供从所述外部存储库取回的所述已格式化数据。

7.根据权利要求6所述的云网关设备，其中，所述传输适配器部件还被配置成对从所述格式化部件接收的新的已格式化数据和从所述外部存储库接收的已格式化数据执行并行处理。

8.根据权利要求1所述的云网关设备，其中，所述头部信息基于所述传输适配器部件从消息队列数据存储装置中取回的消息队列信息。

9.根据权利要求8所述的云网关设备，其中，所述头部信息包括以下各项中的至少一项：与所述工业企业关联的客户标识符、与工厂设施关联的站点标识符、虚拟服务引擎标识符、指定所述工业数据的处理优先级的优先级信息、指示所述工业数据的类型的消息类型标识符、或者指示要对所述工业数据执行的处理的类型的过程标识符。

10.根据权利要求1所述的云网关设备，其中，所述外部数据存储库包括另一云网关设备。

11.一种用于处理工业数据以迁移到云平台的方法，包括：

通过包括至少一个处理器的云网关设备来从与工业企业关联的工业设备采集工业数据；

通过所述云网关设备来对所述工业数据进行变换以符合规定的数据格式从而产生已格式化数据；

通过所述云网关设备来向所述已格式化数据添加头部信息以产生数据分组；

通过所述云网关设备来通过第一通信链路向云平台发送所述数据分组；

响应于确定出所述第一通信链路已经被中断来：

通过所述云网关设备来建立与外部数据存储库设备的第二通信链路；以及

通过所述云网关设备来经由所述第二通信链路将所述已格式化数据重新定向至所述外部存储库。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括响应于确定出所述第一通信链路已经被中断来：

向注册服务器设备询问所述外部数据存储库设备的身份；以及

从所述注册服务器设备接收包括与所述外部数据存储库设备有关的信息的响应数据。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括基于在所述响应数据中包含的与所述外部数据存储库设备有关的信息来建立所述第二通信链路。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括还响应于确定出所述云网关设备的本地存储容量的规定百分比已经被填满来执行所述建立和所述重定向。

15.根据权利要求11所述的方法，还包括：

响应于确定出所述第一通信链路已经变得可用，来：

经由所述第二通信链路从所述外部存储库设备取回所述已格式化数据；

向从所述外部存储库设备取回的已格式化数据添加所述头部信息以产生另一数据分组；以及

通过所述第一通信链路向所述云平台发送所述另一数据分组。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，发送所述另一数据分组包括与包含比从所述外部存储库设备取回的已格式化数据更近地被采集的工业数据的一个或更多个新的数据分组平行地向所述云平台发送所述另一数据分组。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，添加所述头部信息包括添加以下各项中的至少一项：客户标识符、与工厂设施关联的站点标识符、虚拟服务引擎标识符、优先级信息、指示所述工业数据的类型的消息类型标识符、或者指示要对所述工业数据执行的处理的类型的过程标识符。

18.一种非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质上存储有指令，所述指令响应于执行来使得包括处理器的云网关设备执行操作，所述操作包括：

从包括工业过程的一个或更多个工业设备接收工业数据；

根据通用数据格式对所述工业数据进行格式化以产生已格式化数据；

用头部信息封装所述已格式化数据以产生数据分组；

通过第一通信信道向云平台发送所述数据分组；

响应于确定出所述第一通信信道已经发生故障来：

建立与外部数据存储设备的第二通信信道；以及

通过所述第二通信信道向所述外部数据存储设备发送所述已格式化数据。

19.根据权利要求18所述的非暂态计算机可读介质，还包括：

响应于确定出所述第一通信信道已经被修复来：

从所述外部数据存储设备采集所述已格式化数据；

用所述头部信息封装从所述外部数据存储设备取回的已格式化数据以产生另一数据分组；以及

通过所述第一通信信道向所述云平台发送所述另一数据分组。

20.根据权利要求18所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述头部信息包括以下各项中的至少一项：客户标识符、与工厂设施关联的站点标识符、虚拟服务引擎标识符、指示所述工业数据的处理优先级的优先级信息、指示所述工业数据的类型的消息类型标识符、或者指示要对所述工业数据执行的处理的类型的过程标识符。