先進的“一體化”系統(tǒng)有助于克服高效使用工業(yè)數據的障礙，實現其全部價值。

　　現如今，制造企業(yè)正大力投資于構建更智能、更復雜的生產系統(tǒng)。數字化轉型創(chuàng)造了具有豐富數據的環(huán)境，一層層的設備提供了關于制造商工廠和生產系統(tǒng)的性能、效率、能耗和可靠性方面的關鍵信息。

　　在每個工業(yè)領域，制造商都在擴展其連接不同系統(tǒng)的數字骨干網。在一些企業(yè)里，多個生產和網絡系統(tǒng)采用了不同時期安裝的軟硬件組合，這些軟硬件配備著不兼容的通信協(xié)議。許多工廠仍運行著大量老舊的軟件和固件，如可編程邏輯控制器（PLC）和人機界面（HMI）等，這為高效訪問和使用工業(yè)數據設置了嚴重障礙。

　　構建強大高效的工業(yè)數據系統(tǒng)需要復雜且功能豐富的軟件。但是，這樣的軟件同時還需要更易于實施和配置，并克服工業(yè)數據有效利用的障礙。

　　自動化技術供應商開發(fā)了廣泛的硬件、軟件和通信網絡，以實現當今先進的制造和流程生產系統(tǒng)。在許多情況下，這種技術是自成一體的，使用專有通信協(xié)議和編程工具，需要培訓和熟悉才能完成許多常規(guī)任務，例如更新包裝系統(tǒng)的生產配方或編程和集成新的觸摸屏HMI。

　　這些障礙因許多工業(yè)應用中存在操作性有限的遺留設備而進一步加劇。雖然很多老舊設備依然可靠，但其過時的通信協(xié)議和其他軟件功能可能導致數據提取和整合至生產價值鏈時面臨難題。對于某些工業(yè)數據平臺而言，解決這些兼容性問題可能需要昂貴的硬件投入和耗時的編程工作才能訪問和連接數據。

　　自動化、制造和加工行業(yè)市場正在推出創(chuàng)新的新方法來應對這些挑戰(zhàn)。功能強大且豐富的工業(yè)數據平臺具備跨行業(yè)應用的先進性能，并且比以往更易于實施和使用。

　　與傳統(tǒng)專用功能不同，這些“瑞士軍刀式”的軟件平臺通過拖放功能簡化工業(yè)數據訪問，最大限度減少對專業(yè)編程技能的需求。此類平臺支持從基礎到高級的工業(yè)應用場景，提供協(xié)議轉換、邊緣計算、高級網絡、遠程訪問、可視化、云集成以及向關系型數據庫發(fā)送數據等能力。

　　擁有一個具有統(tǒng)一用戶界面、標準工具和拖放功能的單一軟件平臺具有諸多優(yōu)勢。一個通用的環(huán)境簡化了許多對訪問工業(yè)數據至關重要的任務，將這些數據連接到工廠內或整個企業(yè)的其它系統(tǒng)，并實時可視化數據，以便運行人員和工廠管理人員優(yōu)化工業(yè)績效。

▲工業(yè)數據軟件平臺需要做的不僅是高效地訪問數據并將其連接到整個企業(yè)，還需要可視化可操作的數據，并以清晰和顯著的格式呈現，為機器和工廠的運營提供有關其系統(tǒng)性能的實時數據。

　　一體化工業(yè)數據平臺還能夠簡化一些常見但關鍵的任務。一個例子是網絡組件安裝。當向生產線新增配備PLC的設備時，此類一體化軟件平臺會通過默認設置自動完成與該設備集成相關的所有關鍵步驟。數據標簽的添加已實現自動化，因此將PLC接入工業(yè)網絡僅需極少的配置操作。

　　同時，有些系統(tǒng)集成商或最終用戶，希望根據獨特的制造或生產要求進行更多定制設置，這些平臺可以為其提供高級功能。

　　選擇合適的工業(yè)數據軟件平臺需要仔細評估其功能，以確定哪個平臺將為長期成功和增長提供最完整的解決方案。

　　這些一體化工業(yè)數據軟件平臺支持多種功能，其中最關鍵的一個是協(xié)議轉換，該平臺就像一個友好的翻譯器，幫助設備相互通信并將這些數據從這些不同的設備帶到一個集中位置。

　　許多工廠的生產制造系統(tǒng)仍在使用10年甚至20年前安裝的PLC、傳感器、電子閥、伺服驅動器和其它控制設備。這些設備支持的舊式或專有通信協(xié)議可能與新技術不兼容。通常，這種傳統(tǒng)硬件只支持串行通信，這使得收集數據并通過網絡將其發(fā)送到SCADA系統(tǒng)或云端變得更加困難。雖然這些設施正在逐步采用OPC UA和消息隊列遙測傳輸（MQTT）等新技術，但安裝新硬件并將所有舊設備轉換為新設備的成本非常高。

　　應對這一挑戰(zhàn)的最有效方案是構建強大的協(xié)議轉換能力。這正是新型一體化工業(yè)數據軟件平臺的核心優(yōu)勢之一。部分技術供應商已內置了強大的協(xié)議轉換功能，能夠通過包含300多個新舊驅動程序的協(xié)議庫，同時支持多達20種協(xié)議的實時轉換。

　　沒有兩種工業(yè)運營是相同的，一旦生產線或制造系統(tǒng)上線，任何工業(yè)運營都不會停止。新產品的推出和增長需要擴展或升級現有設施，這意味著工業(yè)數據訪問和連接需要與新設備一起升級或擴充。

　　先進的工業(yè)數據平臺將具備適應此類動態(tài)生產系統(tǒng)所需的模塊化特性。例如，某工廠若需為產線增添無線通信能力，技術供應商提供的模塊可通過軟件變更實現Wi-Fi或蜂窩網絡接口的現場升級，而無需采購新硬件。

　　在某些應用場景中，系統(tǒng)集成商會指定安裝協(xié)議轉換設備以與舊設備連接。隨著生產需求的變化或者在網絡中添加新的設備，將協(xié)議轉換器升級到具有更高級網絡功能的邊緣計算網關可能會更有優(yōu)勢。

　　領先的工業(yè)數據平臺通過軟件變更即可支持此類升級——這種能力已成為平臺的標準內置功能。然而，有些自動化網絡供應商仍堅持以新設備替換原有模塊，并要求用戶同時承擔軟硬件更換費用。

▲將可視化功能集成到工業(yè)數據軟件平臺中，可以更容易地部署新一代可視化技術。操作員和生產線人員可以更快地響應問題，并立即處理關鍵信息。

　　工業(yè)網絡現在已成為網絡攻擊的重要目標，這一現實令人擔憂。黑客和勒索軟件犯罪分子會研究工業(yè)系統(tǒng)漏洞，以便通過工業(yè)數據系統(tǒng)訪問企業(yè)IT網絡——這是因為在過去，很多公司并沒有像保護主要計算機網絡那樣來嚴格的保護工業(yè)網絡。

　　評估工業(yè)數據軟件平臺的網絡安全能力至關重要?，F代工業(yè)網絡通常基于開箱即用的以太網網絡。如果沒有安全措施，系統(tǒng)很容易受到攻擊，并大大增加關鍵系統(tǒng)組件不受控制訪問的風險。

　　從設計層面上看，大多數網絡硬件都可以進行適當的網絡分段，以限制網絡訪問。強化網絡邊界防護可限制進出車間層設備的訪問路徑。此外，對網絡進行分段，還可以防止工廠車間的設備訪問其它系統(tǒng)。

　　為了支持這種“縱深防御”的分段方法，工業(yè)數據平臺必須集成最新的安全功能，如狀態(tài)檢測防火墻、訪問控制列表功能、數據包過濾和安全的虛擬專用網絡連接。

　　這些功能需具備高度靈活性，使網絡管理員能微調安全策略以平衡數據安全與網絡性能。具體措施包括設置密碼有效期規(guī)則、實施訪問控制列表和防火墻規(guī)則，確保特定端口僅在特定時段開放，從而最大限度降低非授權訪問的風險。甚至還有一些網絡安全功能可以采用未加密的傳統(tǒng)數據協(xié)議，并在數據通過網絡中的節(jié)點時對其進行加密，從而消除其他漏洞。

　　許多工業(yè)企業(yè)將關鍵運營數據存儲在基于云的平臺中，以便在其系統(tǒng)上獲得復雜的報告和分析。此類平臺不僅提供高度靈活性，更使制造商得以接入功能強大的尖端平臺，輕松整合與管理來自成百上千個生產節(jié)點的制造數據，并通過實時數據挖掘洞察提升生產效率、優(yōu)化資本回報率。

　　制造商面臨的一個關鍵挑戰(zhàn)是管理海量的數據，以免推高帶寬成本并拖累云服務。許多生產系統(tǒng)所配備的設備會持續(xù)生成有關設備性能、報警等數據流。根據系統(tǒng)特性，可能無需全時段采集所有數據。

　　工業(yè)數據平臺可以在優(yōu)化這一過程方面發(fā)揮重要作用。最有效的平臺不是捕獲和交付每個設備和系統(tǒng)生成的所有數據，而是可以輕松區(qū)分和管理云數據使用情況。這類平臺支持按需設定各系統(tǒng)數據上傳頻率——關鍵參數高頻傳輸，非實時更新的一般性能數據低頻傳輸。

　　制造商需要能夠靈活地定義機器和生產線上的數據點，例如關于執(zhí)行器過熱或線性系統(tǒng)未能完全完成每個工作周期的報警?；谠频姆治瞿芰煽缦到y(tǒng)關聯(lián)分析模式與異常事件，進而優(yōu)化預防性維護策略、規(guī)劃設備升級或調整生產工藝。

　　設計良好的工業(yè)數據軟件平臺支持MQTT協(xié)議，該協(xié)議可以實現“異常報告”。這意味著只有在事件發(fā)生變化時，才會傳輸數據。工業(yè)數據軟件平臺還應使數據緩沖變得容易，即使連接中斷關鍵數據也不會丟失。制造商正在尋求最大限度地提高生產系統(tǒng)的效率。配備完善工具的優(yōu)質數據平臺，可助其優(yōu)化和精簡云端系統(tǒng)的使用效能。

　　工業(yè)數據軟件平臺不僅需實現高效數據訪問與企業(yè)級互聯(lián)，更要將可操作數據以清晰且具驅動力的形式可視化呈現，為設備與工廠運營者提供系統(tǒng)性能的實時洞察。

　　最新的HMI和操作面板旨在以符合每條生產線、機器或流程的特定作要求的方式在工廠車間提供數據。它們包含允許用戶集成來自多個設備的數據的功能，并與邊緣計算平臺結合使用，獲取和顯示從多個傳統(tǒng)協(xié)議轉換的數據。傳統(tǒng)的HMI和面板儀表通常是獨立的產品，其編程配置工具獨立于工業(yè)數據軟件平臺之外。這意味著原始設備制造商（OEM）、系統(tǒng)集成商和最終用戶必須學習一整套獨立的可視化軟件。

　　不過，領先的工業(yè)數據技術供應商已將可視化編程集成到軟件平臺中，以簡化和加快將重要的工廠車間系統(tǒng)上線的過程。最新的面板儀表和觸摸屏HMI配備大尺寸和易于閱讀的顯示器，內置用戶可選的圖形庫與直觀界面模板，可快速按工廠及產線需求完成定制化配置。

　　將可視化功能深度集成至工業(yè)數據軟件平臺，有助于加速新一代可視化技術的落地。操作員與產線人員能快速響應異常事件、即時處理關鍵信息，甚至通過無線平板式HMI實現單人多機監(jiān)控。這些工具不僅使操作員及時獲取信息，還有助于了解這些數據背后的意義，在采取正確步驟的同時更快地做出響應。

　　■ 擁有一個具有一致用戶界面、標準工具和拖放功能的單一軟件平臺具有顯著優(yōu)勢。

　　■ 了解在保持數據安全和易于訪問方面，模塊化靈活性和網絡安全是如何發(fā)揮作用的。

　　一體化自動化平臺如何助您改善運營？