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大勢所趨:在離散制造系統中實現IT/OT融合

大勢所趨:在離散制造系統中實現IT/OT融合

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關于IT/OT融合的新聞鋪天蓋地,但你是否知道, IT/OT融合不僅將會把IT網絡和OT網絡結合起來,而且還將成為工業世界即將誕生的一切新生事物的支柱,包括:邊緣計算、分析、遠程調試、協同機器人等等。IT/OT融合將為提高效率、改進生產力以及加速解決問題鋪平道路。

在過去幾年間,無論從團隊成員、職責、優先級別還是從觀念模式而言, IT與OT都是各自為政,分開運行。IT部門負責經營業務網絡,以計算機、服務器、存儲器和應用程序作為關注重點。OT部門負責管理生產環境中的工業網絡,主要關心的是機器、設備、協議、PLC控制器和SCADA系統。

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但時至今日,一個新的聯盟正在悄然形成:

△ 一方面,IT的利益相關者在OT網絡中開始掌握更多話語權;

△ 另一方面,OT網絡設計及工作人員在某些情況下也開始影響IT。由于IT /OT融合的全部意義在于使IT網絡與OT網絡之間實現數據共享,因此,我們有理由認為IT在聯網工廠環境中顯得更加至關重要。

或許SAP/ERP系統可以作為一個典型案例,該系統負責從車間提取實時數據,從而使辦公室運營人員能夠跟蹤、分析如報廢率及單件成本等數據,因此,在傳統意義上被認為屬于IT技術領域。

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從車間向辦公室傳遞的信息越多,工廠就越有機會識別各種模式和趨勢——尤其是在涉及多點生產的時候。

以Belden為例。我們的生產工廠遍布全球;每家工廠的運行模式既有相似之處,又千差萬別。如果我們不將工廠信息傳遞給負責監管多個工廠的高級運營團隊,我們就幾乎沒有機會分享最佳實踐,無法相互學習,難以提高設備效率,更不能將成功流程從一個工廠推廣到另一個工廠。

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IT部門也鼓勵采用軟件定義網絡(SDN)等技術。軟件定義網絡可以創建一個物理網絡的虛擬抽象版本,其使用一個中央控制器來控制和管理網絡設備。利用軟件定義網絡可以在一個中央儀表板上進行管理,而無需在每個交換機或路由器上手動更改策略。當一臺設備連接到工廠網絡之后,該網絡就會自動確定設備類型以及應當如何連接和配置。

IT團隊不僅影響OT網絡,而且還參與建設這些網絡的核心:主干網。過去,主干網的設計用途是運行流程自動化網絡、傳感器和傳送帶,包括支持自動化系統所需的其他一切必要功能。今天,又在不斷添加大量新生事物,比如:攝像頭、數字標牌、音視頻系統等等。

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將IT和OT結合起來,這說起來容易,但實際行動起來卻非常困難。當深入研究如何實現IT/OT融合的時候,就會發現有一系列困難挑戰擺在面前,此外還需要擁有能夠支持IT/OT融合的基礎設施。本文講述了最常見的三種困難挑戰,同時剖析了如何解決這些問題。

挑戰1、網絡復雜性

在OT環境中,由于設備來自不同的制造商,而每臺設備由于用途、設計方式以及采購時間不同而使用不同語言協議,并且需要使用不同類型的線纜和連接器,因此許多OT環境需要管理多個協議。

對于一名長期負責管理這些協議的工廠雇員來說,多年經驗使其有能力來維持這些協議,但當其退休之后會怎么樣呢? 其他人有能力接替其職位嗎?為了使設備標準化,工廠的當務之急就是將不同協議轉換為同一個協議。為了能夠覆蓋到偏遠地區,可以將支持這些協議的線纜和連接器轉換成以太網或單對以太網。

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挑戰2、網絡可靠性

IT/OT融合不能成為造成工廠系統復雜化或者導致停工的根源。 這意味著從一開始就必須保證網絡設計及構建的正確性——從物理層(布線和連接)開始。

為了解決網絡問題和停機問題,許多工廠總是嘗試投資軟件應用程序,而不會轉而考慮網絡基礎設施。當OT網絡設計完成之后,往往就是被遺忘的時候。 許多工業線纜系統的工作年限已有20年甚至更久。雖然這些線纜采用耐用型設計,但也應當注意不要過度延長系統使用壽命,或者等待零部件磨損或斷裂,因為這會導致意外停機。

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通過執行例行網絡評估可以關注到布線、連接器、交換機、路由器和防火墻的情況,從而更好地了解網絡可靠性的狀態。這項分析可以確保不存在任何可能導致停機或制造其他麻煩的問題或干擾。

根據Datacomm的數據顯示,72%的網絡故障根源都是物理層問題(現場終端通常是最薄弱環節)。當了解這些信息之后就會清楚,加大投資物理層(最可能發生問題的地方)比投資應用層(很少出錯的地方)更明智。

挑戰3、網絡容量

IT/OT融合對網速和帶寬有要求。 客戶需要考慮自己的基礎設施是否支持這些要求。

我們目前探討的是那些需要發送以進行分析的千兆字節數據通信,而未來通信需求也將不斷增長,因此,OT網絡需要留有余地來適應更高網速和更高帶寬。

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當下的基礎設施決策必須確保未來30年甚至更長時間都擁有可靠性能。選擇6A類解決方案或光纜與連接解決方案將滿足客戶需求,使客戶有能力可靠、自信地快速傳輸大量數據。

另外,為了將來能夠實現擴展以及提高帶寬,應當選擇大小合適的主動式網絡基礎設施設備(比如:交換機、路由器和防火墻)。

利用Belden實現IT/OT融合

我們預計,離散制造業遲早都會實現IT/OT融合。屆時,我們看到的可能不是多個彼此孤立的網絡,而是一個將這些網絡分成適當區段,并沿著這些區段將IT/OT結合起來的大網絡,以及一個可以同時連接IT網絡和OT網絡的聯合主干網。

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Belden的專家團隊知道如何連接及確保生產車間和工業網絡正常運行。他們可以提供完備的端到端網絡解決方案,并且可以隨時提供幫助,使客戶為實現IT/OT融合做好準備。我們的咨詢顧問非常值得信賴,他們可以幫助客戶提高效率,改善靈活性,改進可持續性以及安全性和保障性,從而幫助客戶進一步提高業績。

我們通過設立客戶創新中心,使客戶能夠與我們的專家顧問(銷售團隊、技術人員、應用專家和產品工程師)攜起共同創新,通過開發、測試、記錄和部署解決方案來實現效率、安全和創新目標。我們設計的解決方案首先必須考慮客戶的特定環境,在投入使用之前必須讓客戶看到應用效果。

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王妍
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