隨著運營(ying)(ying)和信(xin)息技術的角(jiao)色在工業自動化(hua)領域中逐漸重疊，融(rong)合運營(ying)(ying)技術/信(xin)息技術（OT/IT）的解(jie)決(jue)方案變(bian)得越來越有必要。
”
對于以自動(dong)化為重點的制造(zao)業和(he)基礎設施(shi)行業來(lai)說，越來(lai)越多(duo)(duo)地(di)使用數據來(lai)驅動(dong)分析洞(dong)察力(li)，推動(dong)傳統的運營技術(shu)（OT）與信息技術(shu)（IT）融合，創造(zao)了(le)對更多(duo)(duo)聯合實(shi)施(shi)的需(xu)(xu)求。作(zuo)為對這些(xie)需(xu)(xu)求的響應(ying)，硬件(jian)、軟件(jian)和(he)網(wang)絡方面的商(shang)業進展已被(bei)越來(lai)越多(duo)(duo)地(di)采(cai)用到工業平臺中。
這些趨勢是(shi)由可用(yong)的(de)技術(shu)和(he)成熟的(de)最終用(yong)戶推動的(de)，他(ta)們希望獲得與(yu)消(xiao)費者應用(yong)同(tong)樣的(de)靈活性(xing)和(he)便(bian)利性(xing)。然(ran)而(er)，在將 OT 與(yu) IT 融(rong)合的(de)道(dao)路上會(hui)有一些坎坷。
工業(ye)物聯網（IIoT）依賴于(yu) OT 和(he) IT 領域中協調良好的(de)(de)產品和(he)性(xing)能。為了使 OT 和(he) IT 逐漸重疊的(de)(de)角色(se)發揮最大(da)效(xiao)力(li)，有(you)必要合并 OT 和(he)IT學科的(de)(de)優勢。研(yan)究這些學科的(de)(de)優勢是什(shen)么(me)，以及如何將 OT/IT 解決方案融合在一起，從而(er)使得融合后的(de)(de)優勢大(da)于(yu)二者(zhe)的(de)(de)獨立應用，這種研(yan)究是非(fei)常有(you)價(jia)值的(de)(de)。
尋(xun)求突破的 OT 和(he) IT
一(yi)個現(xian)實是(shi)，在 OT 和 IT 環境中進(jin)行的(de)(de)工作受到了特有的(de)(de)限制。一(yi)個關鍵的(de)(de)挑戰(zhan)是(shi) OT 和 IT 使(shi)用的(de)(de)傳(chuan)統硬件和軟件解決方案(an)是(shi)從(cong)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)出發(fa)點演變而(er)來的(de)(de)。它們(men)由(you)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)人群(qun)使(shi)用，他們(men)的(de)(de)目標(biao)和技能組合并不(bu)(bu)相同(tong)。當 OT 和 IT 專家接觸到另(ling)一(yi)群(qun)體使(shi)用的(de)(de)基本工具時，他們(men)經常發(fa)現(xian)自己(ji)不(bu)(bu)能運用這些工具。
OT 工具的產生主要是面向本領域的專業人員，
自動化設計和物理設備往往受到能力的限制，需要控制工程師應用受限的熟悉的知識來開發。梯形圖邏輯、結構化文本（ST）和功能塊圖（FBD）是 OT 行業用來管理可編程邏輯控制器（PLC）、分布式控制系統 （DCS）、監控和數據采集（SCADA）、歷史數據庫和其他典型 OT 應用的
IT 工具產生(sheng)于(yu)另(ling)一(yi)領(ling)域，既面(mian)向于(yu)軟件和計算機(ji)工程(cheng)師的(de)(de)。最近，包括云開(kai)發人員、數(shu)據工程(cheng)師和數(shu)據科學家在內(nei)的(de)(de)其他人員也(ye)開(kai)始參與(yu)進來。將應用程(cheng)序限制(zhi)在一(yi)個小(xiao)的(de)(de)邊緣設備上的(de)(de)想法對 IT 界來說是(shi)陌生(sheng)的(de)(de)，就像開(kai)發一(yi)個基于(yu) C 語(yu)言或(huo) Java 語(yu)言的(de)(de)應用對于(yu)一(yi) 些 OT 專(zhuan)家來講也(ye)是(shi)一(yi)樣陌生(sheng)的(de)(de)。
數據推動了 OT/IT 的(de)融合
從通用的數據中獲得洞察力的需求，正在使用于采集、分發和分析數據的工具被強制融合——這種融合需要使用 OT 和 IT 的應用。起初，面向 IT
OT 應用從全天候運行的機器中產生大量的"小數據 "。總的來說，一個工業設施可以創造的" 大數據" 大大超過消費者應用，甚至是那些擁有數百萬用戶的
▎圖 1 ：眾多的工業 " 小數據 "
某(mou)些(xie) OT 應用，如歷史(shi)數據庫，已經(jing)發展(zhan)到通過內置壓縮(suo)算(suan)法和(he)非常高(gao)速的(de)索(suo)引數據訪問(wen)來高(gao)效地存(cun) 儲(chu)這(zhe)些(xie)數據。將如此大量(liang)的(de)數據轉移到云端并(bing)存(cun)儲(chu)在(zai)那(nei)里是(shi)非常麻煩和(he)昂貴的(de)。典型(xing)的(de)云計算(suan)軟(ruan)件工(gong)具在(zai)存(cun)儲(chu)和(he)訪問(wen)速度方面的(de)效率(lv)不高(gao)，因此與(yu)基于(yu)(yu)云計算(suan)的(de)數據的(de)交互對于(yu)(yu)分析一臺(tai)機器的(de)數據集來說也是(shi)較少能夠被接受(shou)的(de)。
另(ling)一方面，IT 工具通過使用軟件基礎設(she)施中內置的(de)并行計(ji)(ji)算技(ji)術，在分析整個(ge)資產(chan)數據的(de)大型數據集方面更(geng)有效(xiao)率(lv)。解決性(xing)能方面 的(de)挑戰通常就像在系統中增加(jia)一個(ge)額外的(de)服(fu)(fu)務(wu)器(qi)(qi)一樣(yang)簡單(dan)。同樣(yang)，IT 基礎設(she)施的(de)設(she)計(ji)(ji)是(shi)為了向(xiang)全部用戶提供信(xin)息(xi)，因為它們結(jie)合了瀏覽器(qi)(qi)、網絡服(fu)(fu)務(wu)器(qi)(qi)和移動設(she)備(bei)，向(xiang)人(ren)們提供信(xin)息(xi)，而不必考(kao)慮物理位(wei)置。
最后一點是，OT 應用往往需要系統始終連續運行，因為任何故障都會導致設備和生產停工。另一 方面，基于 IT
融合邊緣計算 / 云工(gong)具(ju)在一 個平(ping)臺
為了(le)應(ying)對上述挑戰，開發工(gong)具(ju)正在融合 OT 和 IT 的最佳使(shi)用(yong)性能，通過(guo)轉移到位(wei)于(yu)邊緣的平(ping)臺(tai)，該平(ping)臺(tai)可以獨立(li)使(shi)用(yong)或與(yu)基于(yu)云的工(gong)作相結合。出于(yu)需要，OT 和 IT 應(ying)用(yong)和用(yong)戶現在正在共享(xiang)邊緣平(ping) 臺(tai)，這已成(cheng)為工(gong)業(ye)數據管理(li)任(ren)務(wu)的一個關鍵因(yin)素（圖 2）。
▎圖2 ：OT 和 IT 人員創建 IIoT 解決方案所需的應(ying)用程序最(zui)好(hao)部署在(zai)邊緣(yuan)設備上。
IT 用戶(hu)了(le)解在邊緣執行分(fen)析的(de)(de)好處，被設計成高(gao)保真度和低(di)延遲(chi)的(de)(de)關(guan)鍵任務數(shu)據(ju)(ju)和架構(gou)始終是可靠(kao)的(de)(de)。對于全廠、多個工廠和整個企業集團級別的(de)(de)分(fen)析，數(shu)據(ju)(ju)必須被傳(chuan)輸到(dao)更(geng)高(gao)級別的(de)(de)系(xi)統。邊緣平(ping)臺 非常適(shi)合將(jiang)每個站點合適(shi)的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)子集傳(chuan)送到(dao)基于云(yun)的(de)(de)平(ping)臺，然后在云(yun)平(ping)臺可以(yi)使(shi)用大規模(mo)的(de)(de)并行計算架 構(gou)來(lai)獲得大數(shu)據(ju)(ju)洞察力。當(dang)與基于云(yun)的(de)(de)系(xi)統失去連(lian)接(jie)時，邊緣平(ping)臺通(tong)常在本地存儲數(shu)據(ju)(ju)，直(zhi)到(dao)與云(yun)平(ping)臺的(de)(de)連(lian)接(jie)恢復(fu)。
OT 用(yong)(yong)戶也正在采(cai)用(yong)(yong)更常(chang)見(jian)的(de)面(mian)(mian)向 IT 的(de)開發工(gong)具(ju)，如 NodeRED 和(he) Python，它們(men)現在可(ke)以(yi)在邊緣硬(ying)件(jian)設備上運行。他們(men)正在使用(yong)(yong)這些(xie)工(gong)具(ju)和(he)其他工(gong)具(ju)來開發以(yi) OT 為(wei)重(zhong)點(dian)的(de)應(ying)用(yong)(yong)程序(xu)，以(yi)減(jian)少(shao)停(ting) 機時間、預(yu)測故障和(he)提高生產效率。這些(xie)工(gong)具(ju)在分(fen)析和(he)儀表盤應(ying)用(yong)(yong)方(fang)面(mian)(mian)比傳統的(de) OT 選項更強(qiang)大，而且(qie)它 們(men)能夠創建先進(jin)的(de) IIoT 應(ying)用(yong)(yong)。
這種級(ji)別的(de)(de)(de) IT/OT 平臺融合的(de)(de)(de)證據是在邊緣出現的(de)(de)(de) IT 協(xie)議， 例如(ru)消息(xi)隊列(lie)遙測傳輸協(xie)議（MQTT）、高(gao)級(ji)信(xin)息(xi)隊列(lie)協(xie)議 （AMQP），以及(ji)最(zui)近采用(yong)的(de)(de)(de) OPC UA（一種傳統的(de)(de)(de) OT 協(xie)議），用(yong)于傳輸生產數據到 IT 應用(yong)。
利用 OT 和 IT 的優勢賦能自動化
邊(bian)緣控(kong)制的(de)硬件(jian)產品將繼續發(fa)(fa)展，以(yi)(yi)支持(chi) OT 和(he)(he) IT 用戶在開發(fa)(fa)、部署、操作和(he)(he)優(you)化系(xi)統時(shi)希望得(de)到更好結果。例如，經典(dian)的(de) OT 工具允許儀表盤上的(de)圖形對(dui)象，如轉速(su)表，可以(yi)(yi)根據需要進行拖放(fang)、鏈接(jie)和(he)(he)移動，但要在相對(dui)受限的(de)情況下(xia)進行。在 IT 領域(yu)內，開發(fa)(fa)人員可以(yi)(yi)以(yi)(yi)任何方式創建(jian)這(zhe)樣的(de)對(dui)象，但這(zhe)往往需要定 制化。
OT 和 IT 融合的(de)(de)演化必(bi)須使 OT 和 IT 人(ren)員更容(rong)易(yi)訪問所有這些元素。它需為 OT 工(gong)程師(shi)量身定做，同(tong)時融入(ru)必(bi)要的(de)(de) IT 技術(shu)的(de)(de) 先進性，能夠(gou)快速將(jiang)信息傳遞給正確的(de)(de)人(ren)而不管他們(men)在哪(na)里。OT 系統提(ti)供了最好的(de)(de)運行可靠性， 但對于更高級的(de)(de)計算(suan)，如對于企業集團級別的(de)(de)分析(xi)并不理(li)想。IT 系統最適合用于分析(xi)目(mu)的(de)(de)，并且可以跨越(yue)多(duo)個(ge) OT 裝置。通過在 云 / 邊緣基礎設施(shi)中無縫(feng)共(gong)享(xiang)邊緣設備，OT 和 IT 分析(xi)可以在同(tong)一數據上進行。
必須解決 OT 和(he) IT 人(ren)員的易訪(fang)問性問題，以便所有學科都能舒適(shi)地(di)使用所涉及的硬件(jian)、軟(ruan)件(jian)和(he)網絡(luo)技術。這也包括快速創(chuang)建、使用和(he)重新使用結合了 OT 和(he) IT 原理(li)的 IIoT 應用程序的能力(li)。
邊緣(yuan)產(chan)品和工具需要保留 OT 用來(lai)實(shi)現設備自動化和與(yu)輸入 / 輸出（I/O）連接(jie)的(de)(de)傳統系統的(de)(de)強(qiang)大可(ke)靠的(de)(de)操作功(gong)能，同時讓工廠操作和維護人員可(ke)以(yi)使用。然(ran)而，在每個單獨的(de)(de)使用點管理(li)邊緣(yuan)應 用是一個問(wen)題。
為(wei)了解(jie)決這(zhe)個問題，可以利 用(yong) IT 概念，使(shi)邊緣(yuan)應用(yong)像 IT 應 用(yong)一(yi)樣被集中管(guan)理(li)，使(shi)它(ta)們(men)(men)能夠保持最(zui)新(xin)的(de)軟(ruan)件版本和安(an)全(quan)(quan)更(geng)新(xin)，然(ran)后輕松地自動分發(fa)到使(shi)用(yong)它(ta)們(men)(men)的(de)邊緣(yuan)節(jie)點。全(quan)(quan)面和無縫訪問以 IT 為(wei)中心的(de)功能，如網絡、云處 理(li)和先進(jin)的(de)計算和可視化選項，應對這(zhe)些挑戰(zhan)是必須的(de)。
OT/IT 的(de)融合 ：3 個(ge)邊緣控制自(zi)動化(hua)舉(ju)例(li)
在客戶看來(lai)，一些(xie)軟件產(chan)品(pin) 和(he)服務是(shi)(shi)經過精心設計和(he)被保(bao)護的，而另一些(xie)則是(shi)(shi)公開的。前(qian)者(zhe)比后者(zhe)有更好的定義和(he)更高級別的保(bao)護，但一般來(lai)說，前(qian)者(zhe)的成本(ben)更高，靈活(huo)性更差(cha)。這兩種方法(fa)都可(ke)行，有時(shi)需(xu)要結合使用(yong)。
同樣，今天的工(gong)業自(zi)動化(hua)平臺(tai)和工(gong)具在 OT 方(fang)面(mian)有(you)足夠的嚴謹性，而在結(jie)合 IT 技術方(fang)面(mian)有(you)足夠的自(zi)由度。請參(can)考下面(mian) 3 個例子 ：
1
邊緣控制器
提供可(ke)靠的硬件，在許多方面與傳(chuan)統(tong)的 PLC 技術(shu)相似，但可(ke)擴(kuo)展以實現通用計算(suan)（圖 3）。
2
邊(bian)緣堆棧
在 IT 界有(you)許(xu)多軟件選擇(ze)，但精心策劃的對邊緣 項(xiang)目(mu)最有(you)用的軟件元素堆棧可以大大簡化 IIoT 的實施。
3
邊緣網(wang)絡
這(zhe)是設備級網絡(luo)，如工業以太(tai)網、OPC UA 和(he) 其他特定的(de)工業協(xie)議，對于(yu)采集源數(shu)據(ju)是必需(xu)的(de)。其他對 IT 更友(you)好(hao)的(de)協(xie)議，如 MQTT，則(ze)需(xu)要(yao)有效地將(jiang)數(shu)據(ju)傳遞(di)給(gei)更高層(ceng)次的(de)、面向(xiang) IT 的(de)系(xi)統。盡管網絡(luo)架構正在扁(bian)平化，但邊(bian)緣(yuan)計(ji)算在協(xie)調這(zhe)兩種(zhong)類型的(de)網絡(luo)方面扮演著關鍵 角色。
隨著越來越多的最終用(yong)戶踏(ta)上數(shu)字化轉型之(zhi)旅，他們(men)需要合(he)適的平臺和工具來構建(jian) IIoT 應(ying)用(yong)。一個(ge)(ge)成功(gong)的 OT 和 IT 系統(tong)演進創建(jian)了(le)無縫融(rong)合(he)，并產生一個(ge)(ge)邊緣解決方(fang)案(an)，這種方(fang)案(an)從使用(yong)中提取技術(shu)，可為最終用(yong)戶提供(gong)方(fang)便的訪問和擴展功(gong)能。