工業(yè)4.0是以智能制造為主的第四次工業(yè)革命,將傳統(tǒng)制造技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合,通過信息化與自動化高度融合,實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)制造。
在制造企業(yè)有IT(信息技術(shù))和OT(運營技術(shù))之分。
IT(Information Technology),即信息技術(shù),是用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)總稱,主要是應(yīng)用計算機科學(xué)和通信技術(shù)來設(shè)計、開發(fā)、安裝和實施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。
OT(Operational Technology),指操作技術(shù),是工廠內(nèi)的自動化控制系統(tǒng)。操作員為自動化控制系統(tǒng)提供支持,確保生產(chǎn)正常進行。

IT/OT融合加速(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
隨著新一輪工業(yè)革命的推進以及數(shù)字化時代的到來,制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型正在讓現(xiàn)實與虛擬世界之間的界限變得越來越模糊,帶有IP地址的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正在快速大面積覆蓋智能化工廠。當(dāng)生產(chǎn)過程和信息合二為一,企業(yè)需要新的運營模式,要求IT和OT進一步深度融合,形成了一個貫穿整個制造企業(yè)的技術(shù)架構(gòu)。
未來企業(yè)的運營核心是彈性決策,深度挖掘客戶需求和生產(chǎn)規(guī)劃,改善業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及各部門之間的整體的信息流動,從而提升企業(yè)的運營水平,為企業(yè)創(chuàng)造價值。
得益于開放的系統(tǒng)架構(gòu)和創(chuàng)新的軟件應(yīng)用,制造企業(yè)重構(gòu)IT和OT部門,試圖通過雙方在同一個項目開發(fā)或者生產(chǎn)流程中彼此協(xié)作,讓數(shù)據(jù)從設(shè)備層-控制層-信息層直至云端無縫對接,從而在輸出中充分體現(xiàn)IT和OT融合的特性。比如PLC作為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)上的一個物理節(jié)點首先要是遠程可建立連接的,除通過授權(quán)訪問,更要求保證網(wǎng)絡(luò)連接的安全性。
在這些IT與OT系統(tǒng)的集成中,最常見的是企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)、過程控制系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、實驗室信息系統(tǒng)、設(shè)備維護管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)等之間的交互,從原材料到制成品,每個環(huán)節(jié)都需要使用OT數(shù)據(jù)來履行專門的職能。
然而,歷來企業(yè)的信息技術(shù)(IT)團隊和運營技術(shù)(OT)團隊很大程度上是彼此獨立工作的。
OT專業(yè)人員偏好使用PLC、DCS、RTU、HMI、SCADA,以及嵌入式計算技術(shù)。而IT 包括用于企業(yè)管理的硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)以及存儲、處理和向企業(yè)各個部門傳輸信息的系統(tǒng)。
在技術(shù)層面,IT與OT融合最大的困難在于:數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的傳輸接口與標準不統(tǒng)一,IT首先要能夠訪問OT端的數(shù)據(jù),這就是現(xiàn)實中的難點。

在解決問題的工作和思維方式上OT和IT也往往不同。IT采用自頂而下的方法,慣于從總體需求出發(fā),然后劃分為若干的子部件,且針對子部件提出和開發(fā)解決方案。OT 人員習(xí)慣于自下而上的思路,從個別的部件出發(fā)構(gòu)建復(fù)雜的系統(tǒng)。
不同的使命、文化、教育背景只造成了IT和OT兩個組織截然不同的世界觀,不熟悉彼此如何工作,缺乏系統(tǒng)組織等。IT和OT部門關(guān)系沒有統(tǒng)一的指導(dǎo)方法,硬件、軟件和操作環(huán)境等明顯差異會造成部門之間的鴻溝。
作為制造企業(yè)非常重要的兩個系統(tǒng),IT與OT并沒有融洽相處,“打成一片”;反而互不兼容,“打”成一片,讓企業(yè)高層感到非常困惑。
為了從技術(shù)上面解決這些難題,很多信息化和自動化廠商開始發(fā)力,打通各環(huán)節(jié)壁壘,實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。
IT領(lǐng)域廠商在不斷向OT領(lǐng)域滲透,利用其自身掌握的先進技術(shù)以及廣闊的市場陣地,緊盯OT領(lǐng)域的“互聯(lián)、互通、互享”需求,推出帶有明顯OT特征的產(chǎn)品和技術(shù)。如對于現(xiàn)場總線、安全網(wǎng)關(guān)甚至人機等設(shè)備。
從OT領(lǐng)域生產(chǎn)廠商角度看,傳統(tǒng)工業(yè)自動化公司紛紛延伸其產(chǎn)品的IT能力,包括聯(lián)合軟件公司拓展的軟件實力。也有一些自動化公司部署基礎(chǔ)的IoT集成、Web 技術(shù)的融合方面的產(chǎn)品與技術(shù),期望通過搭建軟硬件平臺幫助其用戶快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)。

從IT和OT從業(yè)人員來看,可以從以下三個方面改善兩個部門之間的隔閡:
(1)讓團隊對OT業(yè)務(wù)的邏輯進行量化和標準化,業(yè)務(wù)場景的量化是一個很大的難點。
(2)數(shù)據(jù)完整和全面性的體現(xiàn),在于工業(yè)現(xiàn)場如何把OT的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為IT的信息。
(3)改造整個智能制造,轉(zhuǎn)變工程師思維方式和改變技能。培養(yǎng)工業(yè)自動化、運營技術(shù)、信息三方面的融合人才,以人才賦能OT,打造現(xiàn)代化、智能化的OT團隊,推動制造業(yè)的升級改造。
OT與IT融合必然創(chuàng)建提質(zhì)增效的結(jié)果,賦予工廠管理者監(jiān)控運行和過程的能力大為增強,甚至可以預(yù)測到可能發(fā)生的任何意想不到的事件,未雨綢繆。IT與OT深度融合會加速生產(chǎn)節(jié)拍或速度、使能源和時間的消耗最小化,以及降低監(jiān)控資產(chǎn)的成本。但將兩個本質(zhì)不同的組織以及技術(shù)結(jié)合起來并非易事,仍然需要克服很多障礙。









