工業互聯網推進阻力大,落地困境如何破?
對正在推進智能制造的企業來說,當前Z大的愿望可能是“誰來幫我打通工業的任督二脈”,讓企業“強筋健骨、氣機旺盛,促進循環”。
也許會覺得奇怪,“作為當下Z耀眼的明星,難道工業互聯網不香嗎?”關于這個問題,從近日工業互聯網專項工作組印發《工業互聯網創新發展行動計劃(2021-2023年)》(以下簡稱《三年行動計劃》)中就可窺見一斑。
《三年行動計劃》中提到:要推動企業內網由“單環節改造”向“體系化互聯”轉變。推動工業生產裝備和儀器儀表的數字化、網絡化改造,讓啞設備“活起來”;運用先進適用的網絡技術建設IT-OT融合網絡,把工業全流程都“連起來”;建立標準化的網絡信息模型,讓以前難交互、難集成的異構數據都“動起來”?梢,火熱了這么多年的工業互聯網,原來并沒有從根本上幫助企業排憂解難解決問題。
工業互聯網落地面臨的挑戰
隨著企業數字化轉型的不斷深化,在物聯網、5G、云計算以及人工智能等技術構建起的強大聯接、傳輸、計算和分析能力的趨勢下,企業有了念想,希望借助這些強大新興技術集合,從內部縱向貫通研發到制造的端到端數字化需求,在外部實現上下游產業鏈的橫向集成。由此,工業互聯網應用而生。
工業互聯網是一個平臺,也是一堆新興技術的集合體。如果按照工業互聯網體系框架所規劃的服務和功能,是足以支撐企業很長一段時間內的數字化轉型和智能化升級需求。但理想很豐滿,現實很骨感。工業自動化場景與IT業務場景Z大的不同是標準的差異化較大。IT系統標準無法應用到工業場景。而工業系統也存在大量不同標準工業通信協議,早期工業自動化廠商為跑馬圈地,筑牢市場的保護墻,紛紛制定了各自的現場總線標準,導致如今的大量工業設備與系統之間很難兼容。
Z近與某汽車整車廠負責人交流時就了解到,他們車間有上萬臺設備,包含通用設備(泵、風機、傳送設備等)、機器視覺控制器、 工業機器人等;設備控制系統有采用PLC、變頻器、伺服驅動器等。每類設備自動系統提供商可能都不一樣,如PLC供應商包含西門子、三菱、倍福等,工業機器人供應商包含庫卡、 ABB、發那科等廠家,變頻器和伺服驅動器包括力士樂、西門子、安川、三菱等,這導致往往需要通過工業網關變換協議后才能進行數據采集。
除此之外,企業面臨的痛點還包括,傳輸過程無線信號不穩定或無覆蓋,時常發生傳輸數據丟失,信道帶寬利用率下降等問題,而5G在工業場景應用又不夠成熟,還容易產生高額的流量費用。在數據存儲過程中,每年數據量極速攀升,使得硬件成本和維護不斷增加,數據讀取查詢效率低下。例如,某電路板制造企業所有產線日生產數據總量約100億條,單日存儲量約1.76TB,總數據存儲量將高達70000億條。傳統的數據處理方案已無法滿足數據寫入、檢索要求。
還有非常重要的一點,工業系統不比傳統的IT系統,任何因工業計算機不可靠帶來的服務中斷,都將給企業帶來巨大的安全風險和資金損失,因此對平臺的可靠性和可用性有極高的要求。
云邊協同助工業互聯網應用落地
經過解讀,相信你對當下工業互聯網落地面臨的挑戰和痛點問題已有所了解。歸納來說就四點:
一是工業現場多樣化設備的互聯互通,這其中的關鍵是整合多樣化的工業通信協議;
二是數據傳輸過程中面臨的信號不穩定,容易丟包的挑戰,這個問題不解決,獲取的工業數據就無法使用;
三是實現對現場工業數據的海量存儲和檢索查詢需求,這依賴高性能的計算和存儲性能;
四是工業場景對平臺性能有著極高的可用性要求,容不得絲毫的馬虎大意。
那么如何解決這四個問題?這讓我想到去年Stratus與施耐德的合作,通過將標準化的IT系統引入到工業領域,在保障低延時、高可用性、確保隱私和安全性的前提下,滿足工業場景對高性能計算、數據存儲和帶寬的要求。
如果對Stratus近年來的市場動作進行研究可以發現,除了施耐德之外,Stratus與羅克韋爾、AVEVA、艾默生等工業自動化服務商多有合作,通過將ztC Edge、ftServer等高容錯性能產品融入到工業智能化解決方案,構建云邊協同平臺,解決當下企業工業互聯網應用面臨的主要問題。
從邊緣端說,ztC Edge作為一款為邊緣計算應用構建的零接觸解決方案,除了支持通用的OT和IT協議,更容易集成到現有的工業自動化環境中?蛻暨可以通過OPC UA或REST API在大多數第三方系統管理工具和儀表盤中呈現相關系統數據。
其次,牢固的冗余節點架構,使得一個節點發生故障時,運行在上面的虛擬機會自動在另一個節點上重啟(高可用性模式)或恢復(容錯模式),能應對工業場所通常的惡劣條件,可以部署在控制室、控制臺或車間,更接近生成數據的設備。
第三,ztC Edge安全的云資源庫,可安全地傳輸、存儲和檢索平臺偏好設置模板,以簡化備份、恢復及擴展配置。Stratus Cloud根據用戶和組在客戶服務門戶的賬戶憑證進行自動驗證。
更為重要的是,ftServer有著極高的穩定性和容錯性,能保障復雜工業應用場景下的高可用性和高可靠性需求。
以目前主流的中端產品ftServer 4900為例,其標配為2個英特爾至強4114處理器,主頻2.2GHz,10核20線程,該處理器Z大可支持的UPI總線帶寬為9.6GT/s,而支持的內存帶寬則達到了196GB/s,Z大搭配512GB DDR4內存。與此同時,ftScalable存儲子系統的擴展槽配置Z大多可達144個,Raid支持1、5、6、10,可支持四個16Gb光纖通道,用于外部存儲對接,足以應對當前中小企業在很長一段時間內的數據采集、傳輸、存儲和分析需求。
從平臺實施看,ftServer系列平臺支持配有Hyper-V虛擬化功能的Windows Server 2016、VMware vShpere 6.7以及Red Hat Enterprise Linux 7.6等操作系統,能很好的支持私有云環境的部署。
考慮到ztC Edge同樣具備虛擬化部署能力,通過兩大產品組合使用,企業能很容易面向工業場景需求搭建云邊協同業務架構,從而解決當下工業互聯網應用面臨的主要問題。
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