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大势所趋:在离散制造系统中实现IT/OT融合

大势所趋:在离散制造系统中实现IT/OT融合

关于IT/OT融合的新闻铺天盖地,但你是否知道, IT/OT融合不仅将会把IT网络和OT网络结合起来,而且还将成为工业世界即将诞生的一切新生事物的支柱,包括:边缘计算、分析、远程调试、协同机器人等等。IT/OT融合将为提高效率、改进生产力以及加速解决问题铺平道路。

在过去几年间,无论从团队成员、职责、优先级别还是从观念模式而言, IT与OT都是各自为政,分开运行。IT部门负责经营业务网络,以计算机、服务器、存储器和应用程序作为关注重点。OT部门负责管理生产环境中的工业网络,主要关心的是机器、设备、协议、PLC控制器和SCADA系统。

但时至今日,一个新的联盟正在悄然形成:

△ 一方面,IT的利益相关者在OT网络中开始掌握更多话语权;

△ 另一方面,OT网络设计及工作人员在某些情况下也开始影响IT。由于IT /OT融合的全部意义在于使IT网络与OT网络之间实现数据共享,因此,我们有理由认为IT在联网工厂环境中显得更加至关重要。

或许SAP/ERP系统可以作为一个典型案例,该系统负责从车间提取实时数据,从而使办公室运营人员能够跟踪、分析如报废率及单件成本等数据,因此,在传统意义上被认为属于IT技术领域。

从车间向办公室传递的信息越多,工厂就越有机会识别各种模式和趋势——尤其是在涉及多点生产的时候。

以Belden为例。我们的生产工厂遍布全球;每家工厂的运行模式既有相似之处,又千差万别。如果我们不将工厂信息传递给负责监管多个工厂的高级运营团队,我们就几乎没有机会分享最佳实践,无法相互学习,难以提高设备效率,更不能将成功流程从一个工厂推广到另一个工厂。

IT部门也鼓励采用软件定义网络(SDN)等技术。软件定义网络可以创建一个物理网络的虚拟抽象版本,其使用一个中央控制器来控制和管理网络设备。利用软件定义网络可以在一个中央仪表板上进行管理,而无需在每个交换机或路由器上手动更改策略。当一台设备连接到工厂网络之后,该网络就会自动确定设备类型以及应当如何连接和配置。

IT团队不仅影响OT网络,而且还参与建设这些网络的核心:主干网。过去,主干网的设计用途是运行流程自动化网络、传感器和传送带,包括支持自动化系统所需的其他一切必要功能。今天,又在不断添加大量新生事物,比如:摄像头、数字标牌、音视频系统等等。

将IT和OT结合起来,这说起来容易,但实际行动起来却非常困难。当深入研究如何实现IT/OT融合的时候,就会发现有一系列困难挑战摆在面前,此外还需要拥有能够支持IT/OT融合的基础设施。本文讲述了最常见的三种困难挑战,同时剖析了如何解决这些问题。

挑战1、网络复杂性

在OT环境中,由于设备来自不同的制造商,而每台设备由于用途、设计方式以及采购时间不同而使用不同语言协议,并且需要使用不同类型的线缆和连接器,因此许多OT环境需要管理多个协议。

对于一名长期负责管理这些协议的工厂雇员来说,多年经验使其有能力来维持这些协议,但当其退休之后会怎么样呢? 其他人有能力接替其职位吗?为了使设备标准化,工厂的当务之急就是将不同协议转换为同一个协议。为了能够覆盖到偏远地区,可以将支持这些协议的线缆和连接器转换成以太网或单对以太网。

挑战2、网络可靠性

IT/OT融合不能成为造成工厂系统复杂化或者导致停工的根源。 这意味着从一开始就必须保证网络设计及构建的正确性——从物理层(布线和连接)开始。

为了解决网络问题和停机问题,许多工厂总是尝试投资软件应用程序,而不会转而考虑网络基础设施。当OT网络设计完成之后,往往就是被遗忘的时候。 许多工业线缆系统的工作年限已有20年甚至更久。虽然这些线缆采用耐用型设计,但也应当注意不要过度延长系统使用寿命,或者等待零部件磨损或断裂,因为这会导致意外停机。

通过执行例行网络评估可以关注到布线、连接器、交换机、路由器和防火墙的情况,从而更好地了解网络可靠性的状态。这项分析可以确保不存在任何可能导致停机或制造其他麻烦的问题或干扰。

根据Datacomm的数据显示,72%的网络故障根源都是物理层问题(现场终端通常是最薄弱环节)。当了解这些信息之后就会清楚,加大投资物理层(最可能发生问题的地方)比投资应用层(很少出错的地方)更明智。

挑战3、网络容量

IT/OT融合对网速和带宽有要求。 客户需要考虑自己的基础设施是否支持这些要求。

我们目前探讨的是那些需要发送以进行分析的千兆字节数据通信,而未来通信需求也将不断增长,因此,OT网络需要留有余地来适应更高网速和更高带宽。

当下的基础设施决策必须确保未来30年甚至更长时间都拥有可靠性能。选择6A类解决方案或光缆与连接解决方案将满足客户需求,使客户有能力可靠、自信地快速传输大量数据。

另外,为了将来能够实现扩展以及提高带宽,应当选择大小合适的主动式网络基础设施设备(比如:交换机、路由器和防火墙)。

利用Belden实现IT/OT融合

我们预计,离散制造业迟早都会实现IT/OT融合。届时,我们看到的可能不是多个彼此孤立的网络,而是一个将这些网络分成适当区段,并沿着这些区段将IT/OT结合起来的大网络,以及一个可以同时连接IT网络和OT网络的联合主干网。

Belden的专家团队知道如何连接及确保生产车间和工业网络正常运行。他们可以提供完备的端到端网络解决方案,并且可以随时提供帮助,使客户为实现IT/OT融合做好准备。我们的咨询顾问非常值得信赖,他们可以帮助客户提高效率,改善灵活性,改进可持续性以及安全性和保障性,从而帮助客户进一步提高业绩。

我们通过设立客户创新中心,使客户能够与我们的专家顾问(销售团队、技术人员、应用专家和产品工程师)携起共同创新,通过开发、测试、记录和部署解决方案来实现效率、安全和创新目标。我们设计的解决方案首先必须考虑客户的特定环境,在投入使用之前必须让客户看到应用效果。

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