工業4.0下(xià)的(de)工業物(wù)聯網以及智慧工廠

　　什(shén)麽是互聯工廠？

　　互聯工廠是一種對(duì)制造環境的(de)構想，根據這(zhè)種構想，每台機器都能與工廠内和(hé)其他(tā)遠(yuǎn)程地點的(de)所有其他(tā)機器與設備相互通(tōng)信。互聯工廠旨在連接、監測和(hé)控制幾乎任何地點的(de)任何設備，提升運營生産率和(hé)盈利能力。

　　什(shén)麽是工業4.0？

　　根據維基百科說明(míng)，工業4.0是“一個(gè)爲價值鏈組織使用(yòng)的(de)技術和(hé)概念的(de)集合名詞”。這(zhè)個(gè)詞最先見諸于德國政府關于第四次工業革命的(de)高(gāo)科技戰略計劃，其基礎是高(gāo)度互聯工廠内部及工廠間生産資源的(de)動态優化(huà)。

　　什(shén)麽是工業物(wù)聯網 (IIoT)？

　　類似于互聯工廠和(hé)工業4.0，IIoT意味著(zhe)組織可(kě)以連接包括舊(jiù)有設備在内的(de)多(duō)個(gè)不同設備，并讓它們相互之間實現“對(duì)話(huà)”。通(tōng)過收集、分(fēn)析并利用(yòng)來(lái)自新的(de)和(hé)遺留設備的(de)數據，組織能夠提高(gāo)效率并獲得(de)競争優勢。

　　蒂蒙技術多(duō)年來(lái)一直專注于連接設備和(hé)傳輸數據。事實上，諸多(duō)客戶和(hé)合作夥伴都借助蒂蒙技術的(de)工業自動化(huà)和(hé)網絡産品達成“互聯工廠”、“工業4.0”和(hé)IIoT的(de)要求：

　　·延長(cháng)設備使用(yòng)壽命：通(tōng)過強大(dà)的(de)協議(yì)轉換功能，提升原有設備的(de)價值

　　·改善過程透明(míng)度：通(tōng)過數據記錄和(hé)通(tōng)信功能，洞察設備狀态并提高(gāo)生産力

　　·将控制功能拓展至網絡邊緣：通(tōng)過設備端的(de)控制功能擴展系統管理(lǐ)，替代了(le)原有中控室的(de)控制方式

　　實施的(de)益處

　　當今許多(duō)組織都迫切希望實施互聯工廠、工業4.0和(hé)IIoT概念，從而實現諸多(duō)益處，例如降低運營成本、實現更好的(de)可(kě)視性和(hé)控制能力等。然而對(duì)于大(dà)部分(fēn)組織來(lái)說，建設全新設施或“推倒舊(jiù)有的(de)一切重新來(lái)過”既不現實，成本也(yě)不劃算(suàn)。因而，衆多(duō)解決方案都是利用(yòng)原有設備、巧妙部署組件，實現擴展的(de)監測和(hé)控制。升級設施時(shí)，應盡早設定預期，這(zhè)一點很重要。盡管網絡中的(de)每件設備都有IP地址，但這(zhè)不等于您能夠使用(yòng)iPhone登錄每一個(gè)面闆儀表、水(shuǐ)泵和(hé)變頻(pín)器。要使設施進入21世紀，其中包含了(le)若幹個(gè)核心基本法則，這(zhè)些法則可(kě)以确保實現順利過渡并提供訪問、監測與控制各地所傳來(lái)信息的(de)能力。要開始這(zhè)個(gè)轉變的(de)過程，組織應考慮下(xià)面三點：

　　1.使設備之間能夠通(tōng)信

　　2.重新思考運營效率，讓更多(duō)設備能夠彼此對(duì)話(huà)

　　3.提供可(kě)讓設備安全、無縫通(tōng)信的(de)平台

　　連接與通(tōng)信

　　在有些工廠中，驅動器、傳感器、可(kě)編程邏輯控制器 (PLC)、面闆儀表和(hé)其他(tā)自動化(huà)設備可(kě)能已使用(yòng)多(duō)年，甚至是幾十年。要實現互聯工廠，其中的(de)難點在于如何讓這(zhè)些設備通(tōng)過采用(yòng)RS232 / 422 / 485串行電纜的(de)專屬通(tōng)信協議(yì)進行通(tōng)信。盡管這(zhè)些串行協議(yì)比較高(gāo)效，但在過去往往是爲特定應用(yòng)而制定的(de)。許多(duō)這(zhè)些應用(yòng)并不包括通(tōng)過TCP/IP網絡進行24/7監測的(de)功能。爲了(le)将這(zhè)些設備納入互聯工廠、工業4.0和(hé)I IoT的(de)框架内，組織的(de)工程師必須首先确保設備能夠與工廠内的(de)其他(tā)設備通(tōng)信。現在，公司可(kě)選擇在現場(chǎng)使用(yòng)支持不同協議(yì)的(de)高(gāo)級HMI、協議(yì)轉換器和(hé)其他(tā)自動化(huà)産品，以連接來(lái)自不同制造商的(de)設備。這(zhè)些工業産品在通(tōng)信時(shí)無需考慮物(wù)理(lǐ)媒介，可(kě)提供流暢的(de)工業傳輸和(hé)多(duō)協議(yì)支持。

　　運營效率

　　實現運營效率的(de)渠道多(duō)種多(duō)樣，其中之一是使用(yòng)從生産線監測點收集的(de)數據以最大(dà)限度減少浪費和(hé)停機時(shí)間。随著(zhe)技術的(de)持續改進，這(zhè)些狀态點将包括來(lái)自更廣泛來(lái)源的(de)更多(duō)信息。管理(lǐ)型以太網交換機将能夠以生産線上傳感器報告産品狀态的(de)相同方式來(lái)報告整個(gè)設施中的(de)數據流。這(zhè)種擴大(dà)收集運營數據的(de)做(zuò)法，使組織能夠通(tōng)過可(kě)視化(huà)管理(lǐ)解決方案獲得(de)随時(shí)待用(yòng)的(de)數據，從而收集、記錄和(hé)顯示重要的(de)關鍵績效指标 (KPI) 和(hé)安燈 (Andon) 信息。實時(shí)顯示這(zhè)種關鍵績效數據，有助提高(gāo)生産率和(hé)增加産量。這(zhè)個(gè)概念不局限于在組織内進行連接、通(tōng)信和(hé)監測，還(hái)能外延至供應和(hé)分(fēn)配鏈，從而全面呈現完整的(de)運營情況。

　　安全平台

　　傳統意義上講，要确保可(kě)靠性就必須将自動化(huà)設備和(hé)企業網絡通(tōng)過物(wù)理(lǐ)方式隔離開來(lái)。如果自動化(huà)設備不連接任何東西，安全威脅自然會降到最低。但現在不連接企業網絡的(de)設施已越來(lái)越少，因爲更多(duō)組織不斷擴展企業網絡并将其常規化(huà)。很多(duō)組織已經逐漸接受這(zhè)一新的(de)現實，并積極通(tōng)過認真規劃網絡和(hé)采用(yòng)IP地址最佳實踐解決安全性問題。工廠可(kě)将路由器部署在網絡中，以限制特定類型的(de)網絡流量或傳輸至特定用(yòng)戶的(de)網絡流量，将網絡攻擊的(de)風險降至最低。另一種技巧是實施NAT（網絡地址轉換）。NAT是一種針對(duì)入站訪問掩蓋網絡設備的(de)技術，但不會影(yǐng)響網絡中的(de)流量。最後，VPN設備還(hái)通(tōng)過創造傳輸敏感數據的(de)虛拟“隧道”，确保工廠到工廠、供應鏈到工廠或工廠到經銷商的(de)通(tōng)信安全。

　　未來(lái)：連接、監測和(hé)控制。

　　互聯工廠、工業4.0和(hé)/或IIoT模型的(de)效率并非衍生自連接的(de)絕對(duì)數量，而是來(lái)自高(gāo)價值的(de)連接以及設備與人(rén)之間和(hé)諧對(duì)話(huà)所産生的(de)競争優勢。與操作員(yuán)、控制系統和(hé)軟件應用(yòng)的(de)無縫通(tōng)信，加之實用(yòng)的(de)網絡選項和(hé)支持本地功能與協議(yì)，爲從工業設備提取數據提供了(le)非凡的(de)意義。這(zhè)些功能将自動化(huà)和(hé)遠(yuǎn)程管理(lǐ)提高(gāo)到了(le)新境界，使該設想成爲現實。各組織采用(yòng)專門設計的(de)支持組件将所有設施精密地集成統一網絡，實現連接、監測和(hé)控制功能，從而極大(dà)地提高(gāo)生産率和(hé)運營效率，更好地迎接未來(lái)挑戰。