IT融合OT,加速智慧製造程序

IT公社
Aug 18, 2022

IT是informatiomtechnology英文的縮寫,全稱含義為“資訊科技”。IT包含有三個層次:第一層是資料儲存、處理和傳輸的主機、網路通訊裝置等硬體;第二層是指用於搜尋、儲存、檢索、分析、應用等各類軟體,比如ERP、CRM、SCM等,同時也包含用來輔助分析的DW/DM(資料倉庫和資料探勘);第三層指的是蒐集、儲存、檢索等應用,比如利用ERP、CRM、DW/DM等技術手段進一步提高分析用於決策者決策。

OT是operationtechnology英文縮寫,指的是廠內控制操作專員為自動化控制系統提供支援。

總的來說,在工廠是完全的兩撥人,甚至IT部門與OT部門合併會引起軒然大波:

假設你是工廠的網路專員,負責操作技術(OT),為自動化控制系統提供支援,以確保生產正常進行。這時你收到了一封惱人的郵件:你公司的IT部門將會升級網路並在工廠中實現全新的網路安全措施,而你需要配合工作。換句話說,IT已經涉足了你的作業範疇。這是否一定是個壞訊息?這可能並不是一個好訊息,但問題在於,為什麼IT和OT部門的合併總是會引起軒然大波?

MatrixTechnology公司的高階顧問Perry Tobin說道:“IT人員通常不會具有5年或者10年生產加工領域的工作經驗,所以也不會對歷史遺留問題有切身體驗。IT人員到現場看到裝置上裝了Windows 2000系統,並且還要再繼續使用兩三年,他會說:‘我的天哪,讓我們對系統進行升級吧。’而你卻說:‘不行,這臺裝置不要升級,因為這臺裝置上安裝了許可證,而且與其相連線的Rockwell Automation公司、Siemens公司的軟體和其他一些老款軟體還不支援新的系統平臺。’”

&IT與OT融合在相互探索:

隨著企業對效率、質量與成本等方面越來越關注,也倒逼企業在升級改造。比如製造系統進行資訊化升級,IT與OT也由分開的兩條路徑逐漸轉化成一條,我們發現傳統意義格格不入的兩個角色配合的頻率逐漸增多,甚至合二為一,比如機械工程師與架構師之間,COO與CIO之間;同時IT與OT領域的廠商也在對方的領域瘋狂試探:

從OT領域生產廠商角度看,傳統工業自動化公司紛紛延伸其產品的IT 能力,包括聯合軟體公司拓展的軟體實力,如西門子收購PLM,佈局數字化雙胞胎;ABB 聯手微軟,部署“物聯網+”新戰略;施耐德併購英維思,推出“能效+”;也有一些自動化公司部署基礎的IoT整合、Web 技術的融合方面的產品與技術,如貝加萊、羅克韋爾自動化等,期望透過搭建軟硬體平臺幫助其使用者快速實現Digital Transformation。

IT領域也在不斷向OT領域滲透,利用其自身掌握的先進技術以及廣闊的市場陣地,緊盯OT領域的“互聯、互通、互享”需求,推出帶有明顯OT特徵的產品和技術。如對於現場匯流排、安全閘道器甚至人機等裝置。

製造企業透過搭建公有和私有云平臺,從單純賣產品逐步轉向以出售服務的模式交付價值,如嘗試出售保證的裝置的有效工作時間等。

製造企業重構IT/OT部門,試圖透過雙方在同一個專案開發或者生產流程中彼此協作,讓資料從裝置層-控制層-資訊層直至雲端無縫對接,從而在輸出中充分體現IT&OT融合的特性。

&&工廠中IT與OT定義:

不管是IT或者OT都是用於升級改造企業生產的一項技術能力,首先透過一個架構圖用於瞭解下整個企業包含的範圍:

生產現場:指的是現場生產的動作級控制,比如熱處理中DCS控制的溫度、壓力等實時引數,DNC數控機床可達到動作級控制;

採集層:利用無線WIFI、手持終端等將動作級串聯起來,打通各個單點業務的資料流;

控制層:以生產計劃與生產執行為核心,對計劃進度、質量情況、裝置執行情況以及能源等方面站在工廠管理的角度進行管控;

管理層:主要站在財務核算、主計劃、產品等方面進行管控;

分析層:主要面向決策層對於企業中產生的資料進行分析,比如生產分析、質量分析、成本分析等,對企業方向起到舉足輕重的作用。

如果純粹站在使用者的角度,產生資料的現場層、控制層與操作層業務主要包含感測器、儀器儀表、PLC、SCADA、DCS等動作級過程控制,隸屬於OT範疇;管理層、企業層涉及的業務主要包含計劃管控、財務核算、物流跟蹤等資料利用,隸屬於IT範疇。

&&&單純IT生產管理解決方案

單純的生產管理是從工藝資料接收、自制件計劃自動下達開始的,過程中會經歷計劃排產、生產排程、生產過程監控、生產完工確認等環節,但是因為生產管理過程會產生大量的資料,如果資料都是以人工錄入的方式採集的話,資料的及時性、正確性都有待考證,所以目前生產管理者非常注重MES系統,但是現場執行人員深惡痛絕,因為部分資料需要先填到紙上,然後將謄寫到紙上的資料人工錄入到系統中,反而造成工作增加。

以人工錄入為核心的管理系統與政府的統計局類似,凡是人工統計的資料都會存在增加勞動量、資料被更改的情況。目前不斷完善解決方案、升級系統功能只是站在了IT層面上,隨著OT、感測器等技術的不斷成熟,管理系統中資料會越來越多被自動採集,但是經過OT技術採集的資料經過採集、傳輸之後被如何利用,則又是IT部分的事,這就造成了IT與OT逐漸融合。

&&&&IT與OT融合的解決方案

操作技術(OT)和資訊科技(IT)獨立運作時的效率很低。就比如說如果你的左手不知道右手在做什麼時,你經常會糾結在一起。以資料和分析共享的形式在OT和IT之間自由流動的資料釋放了資源,併為快速、可伸縮和安全的連線提供了見解。

資料傳輸方面:

場景1:WLAN無限覆蓋場景

支援業務:監控影片回傳、PDA巡檢;

場景2:人員與資產管理

支援業務:基於RFID的庫房管理、安全圍欄、人員門禁、健康管控(體溫)

場景3:感測器回傳場景

支援業務:遠端抄表、環境監測。

資料採集方面:

場景1:無線自動抄表

場景2:整車識別

業務支援:在裝配關鍵工位實現車輛自動識別功能,當車輛走至關鍵工位時,讀取裝置讀取晶片內車架號及訂單號,並與TMES、TRP3000系統實時通訊,將該工位該工單的關鍵零部件清單及關鍵工序引數顯示於螢幕上。

場景3:質量資料採集(加註機、擰緊力矩)

業務支援:加註量資料讀取、車輛識別及加註引數調整、加註資料記錄。採用擰緊力矩與加註機可以直接採集關鍵工序的實際加工資料。

資料應用方面:

資料傳輸與資料採集更多面向的是單點操作,但是一旦到資料應用層級則會牽涉到管理層與企業層,也就是目前常見的專案方式:生產管理系統(MES系統)資料向上拓展,管理向下拓展。

場景1:能源趨勢分析

業務支援:

1)未來趨勢預測

根據歷史資料,建立模型,預測未來能源消耗量。可作為需求管理、採購預算。根據預測值,可發現某時刻能源利用率的異常點,分析可能的故障。

2)需求側管理

利用能源預測功能,根據用電規律,合理安排生產負荷和檢修時間,充分利用電價的峰谷差異提高谷時電價的用電量,降低電價峰時的用電量。

3)能源採購預算

透過企業的財務或ERP系統獲取實時能源價格及費用率資訊,分析不同車間、不同產品、不同時段、不同工段的能源需求,制定能源採購預算。

綜合來講,由於IT技術與OT技術的迅猛發展,生產管控當中諸如質量資料自動採集、儀表自動巡檢等需求被挖掘出來,但不管是IT或者OT在自己的範圍之內依然無法獨當一面解決所有問題,這就造成了生產管理的解決方案會出現IT與OT的融合現象,IT與OT已經互相入侵,帶來的將是複合綜合性人才的需求大幅提升。

文章來源:風陵渡0426 企業數位化諮詢

文章連結:https://mp.weixin.qq.com/s/Y9PD58rFNtO_9clJ-GZ2hw

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