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破局數字化通訊?看看西門子怎么說

發布于:2019-07-26 10:43:48 編輯:Tiger 文章來源:中福必易  瀏覽:

中國工業全面數字化轉型已成為必然趨勢,這是一個公認的判斷。正所謂“要致富,先修路”,首先我們要看到,數字化需要一整套復雜的數字化基礎設施或者說高速“路網”,才可以為數字化服務和數字化生產提供實現的基礎。數字化基礎設施既包括為應用程序提供運行環境,為數據存儲提供“數據湖”的平臺層,也包括連接現場傳感器和云端應用的網絡層。

專家估計,到2020年將有150億臺連接智能機器。與此同時,數據量將大幅增加,只有高性能的數據通訊才能實現數字化。可靠的通訊網絡是每個數字化解決方案的基礎。也就是說,對數字化工廠而言,面向未來的強大網絡構成了數據通訊的核心。

那么作為工業通訊領域的領先技術提供者,西門子工業通訊業務無疑成為西門子工業“布道”數字化的重要“排頭兵”和開拓者。在日前召開的西門子“2019工業網絡專家計劃論壇”上,西門子不但對外宣布了其在諸如工業5G、基于TSN的Profinet工業以太網等方面的最近進展,更重要的是進一步雄心勃勃地繼續締造其工業網絡生態圈。

IT與OT的融合

IT與OT的融合是當前是企業數字化乃至智能制造實現過程中的一個重要課題和客戶挑戰,也是西門子工業網絡通訊認為未來數字化應該突破的重點方向之一。

制造業IT與OT的融合方向,其實早已有之。不過在最近幾年,隨著TSN時間敏感網絡、OPC UA等技術的廣泛應用才開始真正進入用戶的視野。當然,這個融合并不是一件太容易的事情,也不是僅僅局限于技術層面的事情,譬如還需要考慮IT與OT部門團隊之間的跨領域協作。但是至少目前在技術上,已經逐步走向了落地應用。

在IT和OT融合的過程中,通常會面臨兩個問題:在IT一側需要連接企業網和控制網時,通訊標準可能不統一,需要解決通訊標準在連接性上的互通的問題;在OT一側,當平臺接入更多的終端時,通訊會受到激增流量的擠壓而受到干擾,需要保證控制器間通訊的實時性。要解決這些問題,TSN是一個很好的選擇。在2018年的漢諾威工業博覽會上,西門子就將TSN列為未來重要的通訊技術之一。TSN最大的優勢是在高網絡負載條件下也能實現可靠的通信,預留帶寬和可預測的等待時間確保每個應用都獲得所需的通信渠道。同時,TSN能承載各種通訊標準的通訊協議,與現有的工業通訊協議之間沒有任何沖突。

在TSN的幫助下,OPC UA將具備實時性,可以在控制器和控制器之間、控制器以上乃至到云端發揮重要作用。而在控制器內部,基于TSN的Profinet將實現現場級的循環和實時I/O數據交換。

延伸數字化“觸角”

識別和定位實際上屬于數據的采集,是工業通訊中的網絡數據來源之一,與通訊網絡共同構成工業物聯網(IIoT)架構下數據采集與傳輸這一核心層級。在IIoT的通信過程中,現場層數據經常會丟失。但是,對于制造流程及其供應鏈和銷售鏈來說,這些基礎數據不可或缺。事實上,工業物聯網的整體理念就是由這些數據實現的。

西門子SIMATIC RF600和SIMATIC RTLS實時定位系統,則代表了西門子向更大范圍內延伸數字化“觸角”的努力。

以SIMATIC RF600為代表的下一代RFID技術,可實現內置 OPC UA互操作性,為新應用開啟了大門。通過西門子Mind Sphere物聯網操作系統平臺, OPC-UA可跨越更廣的地理區域,并添加云端分析以提高預測能力。

無線定位技術和方案其實很多,常用的定位技術包括紅外線、超聲波、射頻信號等,各有利弊。隨著定位技術的發展和定位服務需求的不斷增加,無線定位技術必須克服現有技術的缺點,滿足高抗干擾能力、高精度定位、高信息安全性、低能耗及低發射功率等要求。基于超寬帶(UWB)技術的SIMATIC RTLS實時定位系統則能夠基本滿足上述要求,因此成為未來無線定位的首選。更重要的是,通過RFID與RTLS技術的結合,可全面滿足工業生產過程中自動識別、追蹤與追溯的多種級別需求。RFID標簽可儲存被追蹤物體的特征、狀況與信息數據,能標記物體的狀態;工業定位技術如RTLS則可即時辨識物體及其所在位置,提高生產透明度。兩者結合對工廠生產進行透明化管理,對庫存和在制品進行透明化監測,打通價值鏈的各個環節,對工業生產過程進行完整的追蹤追溯。

構建網絡生態圈

在筆者看來,“西門子工業網絡專家計劃”包括了專家級的工業通訊與識別產品、專家級的工業網絡行業經驗與知識、一站式工業網絡專家服務、工業網絡專家合作伙伴開發計劃和培訓與認證體系五大模塊,其本質是打造一個生態圈,圈內的玩家包括了西門子、行業客戶、OEM廠商、西門子的合作伙伴和分銷商等。

對于希望打造數字化的企業來說,網絡通訊架構顯得更為復雜,的確需要這樣一個生態圈來助力他們更快更好地進入“狀態”。對客戶而言,目前需要的不再是一個簡單實現數據傳輸的通道,而是要對其進行充分的規劃和定義,建立起一個能夠有機融合企業和工廠生產系統的通訊平臺。這其中需要工業通訊技術和設備的加持,更需要專業知識與經驗來構建以客戶行業需求為導向的、靈活多變的,并且適應企業自身現狀以及未來發展需求的整體解決方案,才能真正成就數據和實體運營的全面連接。

對于西門子經銷商合作伙伴來說,隨著市場競爭越發激烈,用戶對于解決方案的需求決定著未來的發展,單一的硬件銷售已經不能為用戶帶來更多價值。該計劃能夠幫助他們拓展業務模式并成為解決方案供應商,贏得更多競爭優勢。

此計劃還致力于為業內專家提供完整的工業通訊網絡培訓和認證體系,使他們具備為各領域企業量身打造工業通訊網絡的強大能力。據介紹,該計劃面向不同級別的業內人員提供三種培訓課程:面向初學者的西門子工業網絡基礎課程(Siemens ITIN)、西門子工業網絡認證專業課程 (Siemens CPIN)和西門子工業網絡認證專家課程(Siemens CEIN),自該培訓2018年引入中國以來,已經有近百人獲得了相關的資質認證。

事實上,數字化轉型過程中的工業通訊是一項復雜而系統性極強的基礎建設內容,需要接軌最新的網絡通信技術,需要分層次分網段的系統性設計,需要考慮縱深防御的安全體系,更重要的是如何打破OT與IT的藩籬。西門子,在這方面至少是一個值得信賴的專家。



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