IT/OT 融合：在工业物联网中，两个世界的碰撞

多年来，公司已经意识到信息技术的好处。而随着工业物联网（II0T）技术的到来，一场生产数字化的新革命正在进行中。但随着这两种技术的不断成熟，IT/OT 融合正在成为现实，并有望为 IIoT 的采用带来比单独使用任何一种都更显着的综合效益。

信息技术 (IT) 的定义是什么？

IT 系统已经存在了几十年。它们由处理和分发数据的组合系统中的软件、系统、网络、维护和数据存储的集合组成。经理和决策者在各个层面使用这些数据在工业环境中做出企业级或工厂级决策。

对于软件，这可能包括独立的 MRP 系统、ERP 系统、专业的财务或质量平台等。最初，这些软件平台是本地系统，需要定期更新，而且对于使用它们的人来说成本很高。

信息技术也需要网络。传统上，这意味着内部服务器、电缆或光纤布线，以及安装和维护网络硬件的维护技能。需要其他有价值的技能来连接系统的软件和硬件。

IT 系统经常受到设备无法与其他软件程序通信的困扰，从而导致数据孤立并受制于输入偏差以及从数据采集到可操作分发的时间滞后。基于云的平台已经取代了对内部网络的大部分需求，但许多旧硬件系统可能仍然不具备互操作性。

运营技术 (OT) 的定义是什么？

虽然最初的运营技术使用 MES、SCADA 和其他平台，如 IT 系统，但这些运营技术系统并不总是联网。基于云的计算机平台和高级分析技术的进步使 OT 系统能够在更短的时间内集成并迁移到集中式分析、处理和集成平台。

计算机分析、人工智能 (AI)、机器学习 (ML)、设备扩散和其他相关技术的进步使这种改进成为可能。作为工业物联网 (IIoT) 运动的一部分，更广泛地说，作为工业 4.0 技术的一部分，OT 是一组监控事件的控制系统。

OT 数据使公司能够监控过程和设备，例如传感器、温度计、振动输出和高频数据。因为它可以实时或接近实时地完成这种监控，所以可以进行企业级和工厂级的工业调整，从而实现更优化的流程。

OT 对实时数据的依赖还允许机器比人工操作员更快地检测和执行调整。高级系统可以接收用户定义的参数或来自支持 AI 和 ML 的分析引擎的见解，以执行自主或半自主调整。

IT 和 OT 有区别吗？

IT 和 OT 之间最直接的区别是 IT 专门处理以数据为中心的信息。相比之下，OT 专注于机器连接和对采集数据的集中分析，以便在制造过程等运营中做出更好的决策。

IT 可能包含也可能不包含可互操作的软件平台，这意味着工厂级别的质量软件可能无法与 MRP 或需求计划软件等进行通信。

这种孤立的数据意味着功能组之间的通信不透明或不优化。决策仅在所使用的软件范围内做出，这可能与其他部门产生矛盾甚至矛盾。

OT 专注于机器，致力于为每个设备获取正确的数据，以执行和控制车间流程。 IT 可能有孤立的软件或网络覆盖和系统数据输入方面的差距； OT 绝对需要非孤岛数据。

由于机器连接允许大量数据输入，高级分析允许 OT 系统优化制造系统和车间流程、质量流程以及更高级别的业务流程，例如财务、销售和运营计划 (S&OP) 以及需求计划。 OT数据生态系统是由数据驱动的机器驱动，而不是简单的面向滞后的数据处理系统。

为什么 OT 仍然与 IT 不同？

OT 仍然不同于 IT 有几个原因。

技术时代

IT 比 OT 存在的时间要长得多，它由一系列更成熟的技术组成。 OT 最初是为了将软件的力量带到车间，但在推进敏捷、灵活的基于云的系统方面得到了帮助，该系统使用在机器级别获取的数据在单个实时系统中结合了多种功能。

沉没成本

OT 也不同于 IT，因为许多公司已将大量资本支出投入到由电缆、光纤、服务器和维护技能组合组成的内部复杂网络中。尽管当今的 OT 系统降低了入门成本并减少了物理和维护负担，但投入巨资的公司仍不愿淘汰他们的系统。

新技术的采用率

制造企业拥有多元化的企业文化。因此，新技术的采用可能会滞后。据估计，到 2020 年，只有 25% 的公司在其整个企业中使用基于云的分布式系统。另有 29% 小规模使用此类系统，其他人落后或介于两者之间。大多数制造业务每年都会以昂贵的生产设备的形式花费大量资本支出。有些人会立即采用，许多人会采取渐进的方法，而另一些人则寻求“观望”的方法。

IT/OT融合的意义是什么？

IT 和 OT 都对工厂层面的效率提升和流程优化产生了巨大影响。每个人都可以使用该软件分析运营数据。但 IT/OT 融合意味着创建信息物理系统，将两者联系起来，以利用每个部分的最佳部分，并提供比每个部分单独产生的更大的价值。

这种融合意味着制造系统的物理事件和流程可以通过已有的框架和基础设施来控制，这些框架和基础设施包括传统的 IT 安装和软件、高级分析以及其他新兴技术，以实现制造的数字化。

随着机器数据以海量数据流的形式输入分析引擎，机器控制、模拟、流程洞察和其他信息可以加速流程优化，并显着影响公司内的效率、质量、库存控制和其他关键基础设施。

随着公司意识到新技术的价值不容忽视，IT/OT 融合在过去几年中也在加速。预计到 2022 年，多达 40% 的 IT 和 OT 供应商将联手提供组合解决方案，将部署和集成成本降低 20%。

工业物联网在使 IT 和 OT 更紧密结合方面发挥什么作用？

IT 和 OT 系统在不同的轨道上发展，因为它们做不同的事情。 IT 基于可在工厂层级使用并经常使用的数据，而 OT 则旨在利用软件的力量来改进车间层级的流程。

IIoT技术的引入为IT/OT融合带来的最重要作用是IIoT充当了两者之间的桥梁。它通过减少时间延迟来做到这一点，这样 IT 和 OT 组件都可以在数据生成时访问数据。

它还桥接了设备投资回报率，因为 IIoT 技术高度灵活，可以通过安装设备和嵌入连接性的 OEM 设备部署在模拟传统设备中。它还可以将蜂窝技术用于难以触及的设备或使用有限或不拘一格的空间进行操作。

该桥梁使公司能够实现更高的设备投资回报率，因为使用 IIoT 的新分析平台不需要购买新设备即可将所有物理设备置于同一系统保护伞下。

最后，它作为桥梁的作用在于其编程和处理的灵活性。这意味着公司可以购买整个平台，其中软件互操作性是本机的，或者它可以与 API 相结合以获得独立的信息，并且所有功能区域都链接到同一个分析平台。

随着制造商希望将车间的物理和数字组件合并，工业物联网解决方案的部署速度越来越快。

IT/OT 融合战略的优势是什么？

传统的 IT 和 OT 平台基于“数据孤岛”。对于关键的工厂车间操作（例如周期时间），这些数据孤岛可能会隐藏效率低下的问题，因为必须手动测量和记录作业标准和周期时间，并且必须手动进行任何调整。

通过利用实时数据并推动从车间到最高管理层的决策制定，在整个运营过程中推动了更大的价值，公司可以找到创新之路。实时数据采集关注的是机器的实际性能，而不是预期性能。

IT/OT融合的优势包括：

实时生产可见性

操作员的偏见和假设被实际机器条件所取代。

增加容量

决策者将发现其运营的实际状态并开发基于数据的解决方案。他们可以通过相同的设备实现容量增加，从而降低 CAPEX 支出。

可行的见解

由于数据可以立即推动流程改进，因此可以帮助管理人员开发解决方案，例如改进自动化、改变工厂布局、培训需求和劳动力利用率。

改进的设计

数字数据为设计和开发带来实时功能。此功能缩短了昂贵的迭代项目并缩短了新产品和服务的上市时间。它允许使用 CAD/CAM 和项目生命周期管理 (PLM) 软件。

提高可制造性

使用 IIoT 技术的真正 IT/OT 集成解锁了利用高级 3D 建模和性能模拟的能力。 “数字双胞胎”的创造可以帮助设计师创造出可以优化生产的产品。

降低成本

通过 IT 和 OT 的融合可以节省从整体水平到机器主轴水平的成本。 IIoT 传感器和实时数据收集和分析意味着可以在工厂级别优化流程。但工业物联网可以允许制定基于实际数据进行维修和更换的预测性维护计划。热管理、机床磨损和在最佳点替换的其他因素就是这些成本节约的例子。

组织在 IT/OT 融合方面面临哪些障碍？

虽然 IT/OT 融合正在加速，但一些挑战会影响到更快地向完全工厂数字化迈进。这些挑战包括：

安全

由于 IT 和 OT 融合利用 IIoT 技术，因此数据安全是许多人关心的问题。

可扩展性

希望合并 IT 和 OT 的公司也必须考虑如何扩展。由于数据量大，许多设备和传感器可能会推送大量信息，从而造成带宽瓶颈。边缘计算的技术正在进步，其中延迟和带宽问题通过进行大部分处理来减少，因此基于云的分析平台只需要最相关和部分处理的数据。

遗留问题

许多设备在通信方面是单向的。 IT 和 OT 系统通常需要双向通信能力。由于通信协议，IT 和 OT 系统的类型也很重要，因为许多 OT 设备都有非标准协议。

由于技术进步，IT 和 OT 的融合现在成为可能

新的技术进步正在上线，可以帮助缓解 IT/OT 融合中面临的许多挑战。这些技术提供了以下优势：

无代码应用程序

许多新设备和传感器允许使用自然语言编程。这种编程意味着不需要编码专业知识就可以让他们上线。

数字孪生

通过构建对象的数字复制品，数字孪生具有许多优势。它们可以是整台机器或机器系统。它们也可以是可以在应力失效测试下模拟的单个零件或组件。或者它们可以是新产品开发。

数控机床的数字孪生体。

增强现实

增强现实可用于检查。但是，这也是一种改进培训或允许远程位置的熟练技术人员协助非熟练操作员进行维修的方法。

边缘计算

庞大的数据流给云造成了瓶颈。使用边缘计算，数据在进入云端之前被部分处理。这种处理意味着分析平台可以更好地执行分析任务，这意味着在机器端减少了延迟。

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