深圳电子展
2024年11月6-8日
深圳国际会展中心(宝安)

智能制造: OT与IT融合之路

今天就由智能制造展小编将为你解读更多行业新趋势。

长期以来,操作运营技术(Operation Technology,OT)和信息技术(Information Techno-logy,IT)是相互隔离的,各自有着不同的目标,沿着不同的路径发展,彼此之间的鸿沟阻碍了工厂充分利用已掌握且尚未发掘的重要信息。

关于OT与IT融合的争论一直不断,主要体现在两个方面:一是围绕概念,要求澄清OT和IT的概念、界线;二是在公司组织和规划实施层面,由哪个部门组织牵头,在多大范围内实施融合,预期产生什么收益。

维基百科对OT的定义如下:专门用于直接监控或控制物理设备(诸如阀门、泵等)来检测物理过程,或使物理过程发生变化的硬件和软件。

例如现场控制、检测相关的技术,包括可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)、分布式控制系统(Distributed Control System,DCS)、数据采集与监控系统(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA),以及各种仪器仪表、传感器、机器设备等,也包括背后隐含的生产过程、生产工艺与知识。

OT直接面对工业生产的物理设备和过程,保证其安全、稳定地运行,目标是保质保量完成产品生产,长期以来采用专用的系统、网络和软件。从这个意义上,与IT相比,OT的开放性和标准化有待改善和提升。IT主要指用于管理和处理信息所采用的各种技术,它应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。

IT代表了计算机业,例如计算、存储、网络、云计算、数据库等,像企业资源计划系统(Enterprise Resource Planning,ERP)、产品生命周期管理系统(Product Lifecycle Management,PLM)、客户关系管理系统(Customer Relationship Management,CRM)、供应链管理系统(Supply Chain Management,SCM)等常用的企业运营管理系统,均属于IT范畴。

界定完概念,再来看公司组织、规划、实施层面,即在多大范围内实施融合,预期产生什么收益。对效率、质量与成本等方面的关注,倒逼企业开始升级改造,企业IT运营管理系统对于现场工艺过程数据和设备运行数据有着强烈的需求,制造系统进行信息化升级,OT和IT由分开的两条路径逐渐走向融合。

OT和IT融合并非易事,OT和IT在企业中完全是两拨人,彼此的知识面、看待问题的思维差别很大。OT人员偏好PLC、DCS、SCADA、HMI、RTU、数据采集以及嵌入式计算技术,而IT人员擅长互联网技术,非常熟悉快速扩展网络规模、云计算基础架构、基于Web的部署和诸如SQL、Java、大数据等技术。

举个例子,OT部门收到IT部门的通知,将升级网络并在工厂中实现全新的网络安全措施,OT部门需要配合其工作。当IT人员看到现场设备上装了Windows XP系统,并且还要继续使用两三年,他们会觉得不可思议并建议立即对系统进行升级,而OT部门表示这台设备不能升级,因为设备上安装了软件许可证,并且软件不支持新的操作系统。

OT技术发展相对缓慢,更强调稳定性与可靠性,对于运行中的系统,OT人员倾向于系统保持更长时间不做变更。而IT专注于数字环境,主要考虑数据处理速度、系统可靠性和安全性等问题,IT必须接受快速创新和变革,以跟上技术的不断发展。

再举个例子,IT部门有专门的系统运维团队,在企业里属于基础设施支撑团队,离业务本身有一定距离,系统运维团队承接需求时,通常只需对方说明安装什么操作系统,要什么数据库,是否必须安装杀毒软件、部署企业策略以及IT系统归属网络等。

突然某一天老板要求生产控制系统的计算机和网络也归属系统运维团队,于是现场反馈的问题如工业组态软件无法连接实时数据库、PLC网络无法连接远程I/O站等问题也要运维团队去处理。对传统IT运维来说,一下子丈二和尚摸不着头脑,怎一个苦字了得。

即使存在这些差异,在智能制造和工业4.0时代,IT与OT融合也是必经之路,这依赖于在业务层面和技术层面进行顶层设计和组织设计乃至重组。通过提升各自的能力,从而形成一种真正具有颠覆性的技术,这正是工业物联网发挥作用的地方,它是OT与IT融合的具体实现。

技术方面,OT与IT融合仍面临着一些实际问题。数据的传输接口与标准统一问题,OT常用现场总线和工业以太网(也在尝试标准以太网),对数据实时性(毫秒级或微秒级)和传输确定性要求很高,网络传输低抖动,而IT通常是非实时的,秒级响应就足够了,网络主要采用标准以太网,OT与IT融合要解决网络互联、数据互通的问题。

其次,以一座中等规模的典型工厂为例,它通常拥有多台购置于不同时期、来自不同供应商的设备,而不同供应商的自动化水平、软硬件平台以及通信协议均不同,导致数据的收集、整合以及场景标准化非常困难,有些设备制造商甚至将数据分析洞见作为增值服务,工厂须付费才可使用,这进一步阻碍了数据的获取。

除了差异性之外,出于工艺保密性以及安全隔离性方面的考虑,很多OT系统在设计时并未考虑对数据开放,有些制造现场在没有IT系统参与时也运营得很好,迫切性并非想象的那么高,此时需要综合考虑经济性和企业长远战略,只有对数据驱动的价值有了充分认识,才能下决心推动OT与IT融合。

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文章来源:《工业物联网:平台架构、关键技术与应用实践》