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工业互联网推进阻力大,落地困境如何破?

工业互联网推进阻力大,落地困境如何破?

对正在推进智能制造的企业来说,当前最大的愿望可能是“谁来帮我打通工业的任督二脉”,让企业“强筋健骨、气机旺盛,促进循环”。

也许会觉得奇怪,“作为当下最耀眼的明星,难道工业互联网不香吗?”关于这个问题,从近日工业互联网专项工作组印发《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》(以下简称《三年行动计划》)中就可窥见一斑。

《三年行动计划》中提到:要推动企业内网由“单环节改造”向“体系化互联”转变。推动工业生产装备和仪器仪表的数字化、网络化改造,让哑设备“活起来”;运用先进适用的网络技术建设IT-OT融合网络,把工业全流程都“连起来”;建立标准化的网络信息模型,让以前难交互、难集成的异构数据都“动起来”。可见,火热了这么多年的工业互联网,原来并没有从根本上帮助企业排忧解难解决问题。

工业互联网落地面临的挑战

随着企业数字化转型的不断深化,在物联网、5G、云计算以及人工智能等技术构建起的强大联接、传输、计算和分析能力的趋势下,企业有了念想,希望借助这些强大新兴技术集合,从内部纵向贯通研发到制造的端到端数字化需求,在外部实现上下游产业链的横向集成。由此,工业互联网应用而生。

工业互联网是一个平台,也是一堆新兴技术的集合体。如果按照工业互联网体系框架所规划的服务和功能,是足以支撑企业很长一段时间内的数字化转型和智能化升级需求。但理想很丰满,现实很骨感。工业自动化场景与IT业务场景最大的不同是标准的差异化较大。IT系统标准无法应用到工业场景。而工业系统也存在大量不同标准工业通信协议,早期工业自动化厂商为跑马圈地,筑牢市场的保护墙,纷纷制定了各自的现场总线标准,导致如今的大量工业设备与系统之间很难兼容。

最近与某汽车整车厂负责人交流时就了解到,他们车间有上万台设备,包含通用设备(泵、风机、传送设备等)、机器视觉控制器、 工业机器人等;设备控制系统有采用PLC、变频器、伺服驱动器等。每类设备自动系统提供商可能都不一样,如PLC供应商包含西门子、三菱、倍福等,工业机器人供应商包含库卡、 ABB、发那科等厂家,变频器和伺服驱动器包括力士乐、西门子、安川、三菱等,这导致往往需要通过工业网关变换协议后才能进行数据采集。

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除此之外,企业面临的痛点还包括,传输过程无线信号不稳定或无覆盖,时常发生传输数据丢失,信道带宽利用率下降等问题,而5G在工业场景应用又不够成熟,还容易产生高额的流量费用。在数据存储过程中,每年数据量极速攀升,使得硬件成本和维护不断增加,数据读取查询效率低下。例如,某电路板制造企业所有产线日生产数据总量约100亿条,单日存储量约1.76TB,总数据存储量将高达70000亿条。传统的数据处理方案已无法满足数据写入、检索要求。

还有非常重要的一点,工业系统不比传统的IT系统,任何因工业计算机不可靠带来的服务中断,都将给企业带来巨大的安全风险和资金损失,因此对平台的可靠性和可用性有极高的要求。

云边协同助工业互联网应用落地

经过解读,相信你对当下工业互联网落地面临的挑战和痛点问题已有所了解。归纳来说就四点:

一是工业现场多样化设备的互联互通,这其中的关键是整合多样化的工业通信协议;

二是数据传输过程中面临的信号不稳定,容易丢包的挑战,这个问题不解决,获取的工业数据就无法使用;

三是实现对现场工业数据的海量存储和检索查询需求,这依赖高性能的计算和存储性能;

四是工业场景对平台性能有着极高的可用性要求,容不得丝毫的马虎大意。

那么如何解决这四个问题?这让我想到去年Stratus与施耐德的合作,通过将标准化的IT系统引入到工业领域,在保障低延时、高可用性、确保隐私和安全性的前提下,满足工业场景对高性能计算、数据存储和带宽的要求。

如果对Stratus近年来的市场动作进行研究可以发现,除了施耐德之外,Stratus与罗克韦尔、AVEVA、艾默生等工业自动化服务商多有合作,通过将ztC Edge、ftServer等高容错性能产品融入到工业智能化解决方案,构建云边协同平台,解决当下企业工业互联网应用面临的主要问题。

从边缘端说,ztC Edge作为一款为边缘计算应用构建的零接触解决方案,除了支持通用的OT和IT协议,更容易集成到现有的工业自动化环境中。客户还可以通过OPC UA或REST API在大多数第三方系统管理工具和仪表盘中呈现相关系统数据。

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其次,牢固的冗余节点架构,使得一个节点发生故障时,运行在上面的虚拟机会自动在另一个节点上重启(高可用性模式)或恢复(容错模式),能应对工业场所通常的恶劣条件,可以部署在控制室、控制台或车间,更接近生成数据的设备。

第三,ztC Edge安全的云资源库,可安全地传输、存储和检索平台偏好设置模板,以简化备份、恢复及扩展配置。Stratus Cloud根据用户和组在客户服务门户的账户凭证进行自动验证。

更为重要的是,ftServer有着极高的稳定性和容错性,能保障复杂工业应用场景下的高可用性和高可靠性需求。

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以目前主流的中端产品ftServer 4900为例,其标配为2个英特尔至强4114处理器,主频2.2GHz,10核20线程,该处理器最大可支持的UPI总线带宽为9.6GT/s,而支持的内存带宽则达到了196GB/s,最大搭配512GB DDR4内存。与此同时,ftScalable存储子系统的扩展槽配置最大多可达144个,Raid支持1、5、6、10,可支持四个16Gb光纤通道,用于外部存储对接,足以应对当前中小企业在很长一段时间内的数据采集、传输、存储和分析需求。

从平台实施看,ftServer系列平台支持配有Hyper-V虚拟化功能的Windows Server 2016、VMware vShpere 6.7以及Red Hat Enterprise Linux 7.6等操作系统,能很好的支持私有云环境的部署。

考虑到ztC Edge同样具备虚拟化部署能力,通过两大产品组合使用,企业能很容易面向工业场景需求搭建云边协同业务架构,从而解决当下工业互联网应用面临的主要问题。

审核编辑(
王静
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