李錚 陳佳慧

羅克韋爾自動(dòng)化（中國(guó)）有限公司 上海 200030

IT&OT融合的概念是：Information Technology &Operation Technology即是制造類企業(yè)運(yùn)營(yíng)技術(shù)和信息技術(shù)的無(wú)縫鏈接，一網(wǎng)到底，從設(shè)備，單元，車間，企業(yè)，協(xié)同的縱向一體化系統(tǒng)中的鏈接要素和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)[1]。運(yùn)營(yíng)層級(jí)技術(shù)：包含底層設(shè)備，利用傳感器、儀器儀表、機(jī)器、裝置等，實(shí)現(xiàn)實(shí)際物理流程并感知和操控物理流程的層級(jí)；同樣還含有，監(jiān)測(cè)和控制架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)傳輸，以及車間層級(jí)生產(chǎn)管理的MES MOM層級(jí)；信息層級(jí)技術(shù)：是企業(yè)面向全工廠，供應(yīng)鏈，人，機(jī) 料 法 環(huán)各類要素（工廠層級(jí)要素），ERP，財(cái)務(wù)系統(tǒng)，企業(yè)戰(zhàn)略決策系統(tǒng)，管理員駕駛艙，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部外部，生產(chǎn)和銷售互動(dòng)，數(shù)字驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)和共享過(guò)程的層級(jí)技術(shù)。

1 智能制造

智能制造的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)貫穿企業(yè)設(shè)備層、單元層、車間層、工廠層、協(xié)同層不同層面的縱向集成，跨資源要素、互聯(lián)互通、融合共享、系統(tǒng)集成和新興業(yè)態(tài)不同級(jí)別的橫向集成，以及覆蓋設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)的端到端集成。

所以在智能制造架構(gòu)中，尤為關(guān)鍵的是數(shù)據(jù)流的走向，包含了數(shù)據(jù)的采集，整理，呈現(xiàn)，分析，判斷，給到企業(yè)決策層一個(gè)相對(duì)準(zhǔn)確的趨勢(shì)判斷。如何滿足數(shù)據(jù)流程的閉環(huán)過(guò)程，考驗(yàn)企業(yè)的是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)和程度，而數(shù)字化成功與否的關(guān)鍵技術(shù)就是IT&OT的融合，打破傳統(tǒng)領(lǐng)域信息孤島的壁壘，使得企業(yè)從生產(chǎn)，銷售，供應(yīng)鏈，企業(yè)管理系統(tǒng)，人員，廠區(qū)，樓宇等等內(nèi)外重要元素的有效數(shù)據(jù)的傳遞和大數(shù)據(jù)分析計(jì)算。

2 數(shù)字化轉(zhuǎn)型

數(shù)字化轉(zhuǎn)型包含了IT&OT融合的技術(shù)，把OT（自動(dòng)化層級(jí)）運(yùn)營(yíng)技術(shù)層級(jí)所包含的，人員數(shù)據(jù)，設(shè)備數(shù)據(jù)，物料數(shù)據(jù)，環(huán)境數(shù)據(jù)，邊緣建模數(shù)據(jù)，通過(guò)同一網(wǎng)絡(luò)鏈接上來(lái)，數(shù)據(jù)的傳輸也可以利用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為載體。

人員數(shù)據(jù)包含：出勤情況，人員健康情況，工作進(jìn)度，工作負(fù)荷等等影響人員安全，可用性，效率的因素。

設(shè)備數(shù)據(jù)包含：各類設(shè)備KPI指標(biāo)，OEE，能耗情況。舉例，如電機(jī)的震動(dòng)情況，電流，電壓，頻率等訊息的采集和傳輸，又如OEM加工設(shè)備的OEE，能源消耗，功耗，產(chǎn)能等數(shù)據(jù)。

物料數(shù)據(jù)包含：來(lái)料批次，生產(chǎn)日期，需求日和到貨日期，入場(chǎng)抽檢報(bào)告，入庫(kù)訊息，經(jīng)辦人信息等物料管理相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)[2]。

環(huán)境數(shù)據(jù)包含：生產(chǎn)企業(yè)的廠區(qū)溫度，人員密度，水，電，動(dòng)力氣的計(jì)量數(shù)據(jù)。

建模數(shù)據(jù)包含：設(shè)備層和邊緣層級(jí)，數(shù)據(jù)清洗，整合，提供出有效的分析數(shù)據(jù)；舉例，水泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中，電流，電壓，功率的變化數(shù)據(jù)，根據(jù)這些初步的數(shù)據(jù)，利用失效模型的算法，來(lái)計(jì)算出水泵的實(shí)際揚(yáng)程和理論揚(yáng)程的差異化，把這些結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)反饋給DCS，SCADA，MES等生產(chǎn)系統(tǒng)，打通數(shù)據(jù)末梢神經(jīng)，給予系統(tǒng)做判斷的正確參考數(shù)據(jù)。

所以滿足以上條件我們可以初步判斷，企業(yè)的數(shù)字化已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)，如何完成數(shù)字化，就要著重討論下，IT&OT融合技術(shù)上是如何實(shí)現(xiàn)的。

3 IT&OT 融合技術(shù)介紹

IT&OT，兩化融合賦能整個(gè)企業(yè)系統(tǒng)層級(jí)；在整個(gè)架構(gòu)中起著關(guān)鍵性的鏈接作用。從設(shè)備，工作單元，車間層級(jí)，再延伸到企業(yè)管理層級(jí)，各個(gè)部門的協(xié)同，跨部門的協(xié)作，使得產(chǎn)線上的事件變化，可以直接鏈接到企業(yè)供應(yīng)鏈，財(cái)務(wù)，人力資源，市場(chǎng)，進(jìn)行協(xié)調(diào)動(dòng)態(tài)調(diào)整。

如何實(shí)現(xiàn)IT&OT融合：首先要在企業(yè)工廠底層全面部署智能數(shù)字化設(shè)備。有了智能數(shù)字化設(shè)備，還要用開放的，未經(jīng)修改的工業(yè)以太網(wǎng)（物聯(lián)網(wǎng)的一種形態(tài)）把它們都互聯(lián)起來(lái)。把工廠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都用以太網(wǎng)連接起來(lái)后，我們就要用集成架構(gòu)LOGIX平臺(tái)來(lái)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程，生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制，集成架構(gòu)是集控制及信息一體化的平臺(tái)，一方面對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制，另一方面，把生產(chǎn)過(guò)程中智能設(shè)備產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集處理，有些數(shù)據(jù)直接用于控制，有些數(shù)據(jù)則上傳到上層信息化解決方案進(jìn)一步加以利用。在集成架構(gòu)控制平臺(tái)之上是各種的數(shù)據(jù)處理分析的應(yīng)用，可以是用于企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)組織的MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，也可以是企業(yè)的其他大數(shù)據(jù)分析挖掘應(yīng)用，這些應(yīng)用通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)的分析挖掘，可以幫助提高企業(yè)資產(chǎn)利用，能源使用，生產(chǎn)優(yōu)化，及風(fēng)險(xiǎn)管控等等。賦能設(shè)備層級(jí)智能化，信息化，數(shù)字化，可以具備與IT層級(jí)對(duì)話的能力，達(dá)到自感知，自協(xié)調(diào)，自適應(yīng)的目標(biāo)。

與此同時(shí)，數(shù)據(jù)在MES（MOM）系統(tǒng)中，通過(guò)APS先進(jìn)排程模塊，對(duì)產(chǎn)線的進(jìn)度和狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋與控制；將需要深度分析的數(shù)據(jù)和狀態(tài)模型，上傳到企業(yè)私有云或者集團(tuán)公有云，利用部署在云平臺(tái)智能運(yùn)維系統(tǒng)（Rockii）的算力，進(jìn)行深度分析與解讀，利用AR，VR等人機(jī)交互系統(tǒng)呈現(xiàn)出來(lái)，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和企業(yè)管理層級(jí)有針對(duì)性的展示，因地制宜，安全便捷地分享訊息和數(shù)據(jù)報(bào)表[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智能制造對(duì)于制造業(yè)企業(yè)是終極目標(biāo)，需要一個(gè)中長(zhǎng)期的迭代和發(fā)展，第一步最重要的過(guò)程即使數(shù)字化轉(zhuǎn)型，講底層設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，讓機(jī)器設(shè)備具自感知，自學(xué)習(xí)，自診斷，甚至是自維護(hù)的能力，之后利用IT&OT融合技術(shù)，讓所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，整理，清理，標(biāo)準(zhǔn)化，通過(guò)邊緣計(jì)算能力在設(shè)備層級(jí)，車間層級(jí)進(jìn)行執(zhí)行，再把需要進(jìn)一步處理的大數(shù)據(jù)，透過(guò)同樣的網(wǎng)路協(xié)議E/IP傳輸?shù)狡髽I(yè)云層級(jí)，與IT算法相融合，與企業(yè)層級(jí)大腦進(jìn)行反饋和互通。IT&OT融合起到建立通路，打通信息孤島，將信息正確快速的傳導(dǎo)，傳輸，夯實(shí)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，完成智能制造的第一步，建立物理和虛擬的橋梁，使得智能制造落地，企業(yè)價(jià)值轉(zhuǎn)型成為現(xiàn)實(shí)。