隨著運營和信息技術(shù)的角色在工業(yè)自動化領(lǐng)域中逐漸重疊，融合運營技術(shù)/信息技術(shù)（OT/IT）的解決方案變得越來越有必要。
”
對于以自動化為重點的制造業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)來說，越來越多地使用數(shù)據(jù)來驅(qū)動分析洞察力，推動傳統(tǒng)的運營技術(shù)（OT）與信息技術(shù)（IT）融合，創(chuàng)造了對更多聯(lián)合實施的需求。作為對這些需求的響應(yīng)，硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)方面的商業(yè)進展已被越來越多地采用到工業(yè)平臺中。
這些趨勢是由可用的技術(shù)和成熟的最終用戶推動的，他們希望獲得與消費者應(yīng)用同樣的靈活性和便利性。然而，在將 OT 與 IT 融合的道路上會有一些坎坷。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）依賴于 OT 和 IT 領(lǐng)域中協(xié)調(diào)良好的產(chǎn)品和性能。為了使 OT 和 IT 逐漸重疊的角色發(fā)揮最大效力，有必要合并 OT 和IT學(xué)科的優(yōu)勢。研究這些學(xué)科的優(yōu)勢是什么，以及如何將 OT/IT 解決方案融合在一起，從而使得融合后的優(yōu)勢大于二者的獨立應(yīng)用，這種研究是非常有價值的。
尋求突破的 OT 和 IT
一個現(xiàn)實是，在 OT 和 IT 環(huán)境中進行的工作受到了特有的限制。一個關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是 OT 和 IT 使用的傳統(tǒng)硬件和軟件解決方案是從不同的出發(fā)點演變而來的。它們由不同的人群使用，他們的目標(biāo)和技能組合并不相同。當(dāng) OT 和 IT 專家接觸到另一群體使用的基本工具時，他們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)自己不能運用這些工具。
OT 工具的產(chǎn)生主要是面向本領(lǐng)域的專業(yè)人員，
自動化設(shè)計和物理設(shè)備往往受到能力的限制，需要控制工程師應(yīng)用受限的熟悉的知識來開發(fā)。梯形圖邏輯、結(jié)構(gòu)化文本（ST）和功能塊圖（FBD）是 OT 行業(yè)用來管理可編程邏輯控制器（PLC）、分布式控制系統(tǒng) （DCS）、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）、歷史數(shù)據(jù)庫和其他典型 OT 應(yīng)用的
IT 工具產(chǎn)生于另一領(lǐng)域，既面向于軟件和計算機工程師的。最近，包括云開發(fā)人員、數(shù)據(jù)工程師和數(shù)據(jù)科學(xué)家在內(nèi)的其他人員也開始參與進來。將應(yīng)用程序限制在一個小的邊緣設(shè)備上的想法對 IT 界來說是陌生的，就像開發(fā)一個基于 C 語言或 Java 語言的應(yīng)用對于一 些 OT 專家來講也是一樣陌生的。
數(shù)據(jù)推動了 OT/IT 的融合
從通用的數(shù)據(jù)中獲得洞察力的需求，正在使用于采集、分發(fā)和分析數(shù)據(jù)的工具被強制融合——這種融合需要使用 OT 和 IT 的應(yīng)用。起初，面向 IT
OT 應(yīng)用從全天候運行的機器中產(chǎn)生大量的"小數(shù)據(jù) "。總的來說，一個工業(yè)設(shè)施可以創(chuàng)造的" 大數(shù)據(jù)" 大大超過消費者應(yīng)用，甚至是那些擁有數(shù)百萬用戶的
▎圖 1 ：眾多的工業(yè) " 小數(shù)據(jù) "
某些 OT 應(yīng)用，如歷史數(shù)據(jù)庫，已經(jīng)發(fā)展到通過內(nèi)置壓縮算法和非常高速的索引數(shù)據(jù)訪問來高效地存 儲這些數(shù)據(jù)。將如此大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到云端并存儲在那里是非常麻煩和昂貴的。典型的云計算軟件工具在存儲和訪問速度方面的效率不高，因此與基于云計算的數(shù)據(jù)的交互對于分析一臺機器的數(shù)據(jù)集來說也是較少能夠被接受的。
另一方面，IT 工具通過使用軟件基礎(chǔ)設(shè)施中內(nèi)置的并行計算技術(shù)，在分析整個資產(chǎn)數(shù)據(jù)的大型數(shù)據(jù)集方面更有效率。解決性能方面 的挑戰(zhàn)通常就像在系統(tǒng)中增加一個額外的服務(wù)器一樣簡單。同樣，IT 基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計是為了向全部用戶提供信息，因為它們結(jié)合了瀏覽器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和移動設(shè)備，向人們提供信息，而不必考慮物理位置。
最后一點是，OT 應(yīng)用往往需要系統(tǒng)始終連續(xù)運行，因為任何故障都會導(dǎo)致設(shè)備和生產(chǎn)停工。另一 方面，基于 IT
融合邊緣計算 / 云工具在一 個平臺
為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，開發(fā)工具正在融合 OT 和 IT 的最佳使用性能，通過轉(zhuǎn)移到位于邊緣的平臺，該平臺可以獨立使用或與基于云的工作相結(jié)合。出于需要，OT 和 IT 應(yīng)用和用戶現(xiàn)在正在共享邊緣平 臺，這已成為工業(yè)數(shù)據(jù)管理任務(wù)的一個關(guān)鍵因素（圖 2）。
▎圖2 ：OT 和 IT 人員創(chuàng)建 IIoT 解決方案所需的應(yīng)用程序最好部署在邊緣設(shè)備上。
IT 用戶了解在邊緣執(zhí)行分析的好處，被設(shè)計成高保真度和低延遲的關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)和架構(gòu)始終是可靠的。對于全廠、多個工廠和整個企業(yè)集團級別的分析，數(shù)據(jù)必須被傳輸?shù)礁呒墑e的系統(tǒng)。邊緣平臺 非常適合將每個站點合適的數(shù)據(jù)子集傳送到基于云的平臺，然后在云平臺可以使用大規(guī)模的并行計算架 構(gòu)來獲得大數(shù)據(jù)洞察力。當(dāng)與基于云的系統(tǒng)失去連接時，邊緣平臺通常在本地存儲數(shù)據(jù)，直到與云平臺的連接恢復(fù)。
OT 用戶也正在采用更常見的面向 IT 的開發(fā)工具，如 NodeRED 和 Python，它們現(xiàn)在可以在邊緣硬件設(shè)備上運行。他們正在使用這些工具和其他工具來開發(fā)以 OT 為重點的應(yīng)用程序，以減少停 機時間、預(yù)測故障和提高生產(chǎn)效率。這些工具在分析和儀表盤應(yīng)用方面比傳統(tǒng)的 OT 選項更強大，而且它 們能夠創(chuàng)建先進的 IIoT 應(yīng)用。
這種級別的 IT/OT 平臺融合的證據(jù)是在邊緣出現(xiàn)的 IT 協(xié)議， 例如消息隊列遙測傳輸協(xié)議（MQTT）、高級信息隊列協(xié)議 （AMQP），以及最近采用的 OPC UA（一種傳統(tǒng)的 OT 協(xié)議），用于傳輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)到 IT 應(yīng)用。
利用 OT 和 IT 的優(yōu)勢賦能自動化
邊緣控制的硬件產(chǎn)品將繼續(xù)發(fā)展，以支持 OT 和 IT 用戶在開發(fā)、部署、操作和優(yōu)化系統(tǒng)時希望得到更好結(jié)果。例如，經(jīng)典的 OT 工具允許儀表盤上的圖形對象，如轉(zhuǎn)速表，可以根據(jù)需要進行拖放、鏈接和移動，但要在相對受限的情況下進行。在 IT 領(lǐng)域內(nèi)，開發(fā)人員可以以任何方式創(chuàng)建這樣的對象，但這往往需要定 制化。
OT 和 IT 融合的演化必須使 OT 和 IT 人員更容易訪問所有這些元素。它需為 OT 工程師量身定做，同時融入必要的 IT 技術(shù)的 先進性，能夠快速將信息傳遞給正確的人而不管他們在哪里。OT 系統(tǒng)提供了最好的運行可靠性， 但對于更高級的計算，如對于企業(yè)集團級別的分析并不理想。IT 系統(tǒng)最適合用于分析目的，并且可以跨越多個 OT 裝置。通過在 云 / 邊緣基礎(chǔ)設(shè)施中無縫共享邊緣設(shè)備，OT 和 IT 分析可以在同一數(shù)據(jù)上進行。
必須解決 OT 和 IT 人員的易訪問性問題，以便所有學(xué)科都能舒適地使用所涉及的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這也包括快速創(chuàng)建、使用和重新使用結(jié)合了 OT 和 IT 原理的 IIoT 應(yīng)用程序的能力。
邊緣產(chǎn)品和工具需要保留 OT 用來實現(xiàn)設(shè)備自動化和與輸入 / 輸出（I/O）連接的傳統(tǒng)系統(tǒng)的強大可靠的操作功能，同時讓工廠操作和維護人員可以使用。然而，在每個單獨的使用點管理邊緣應(yīng) 用是一個問題。
為了解決這個問題，可以利 用 IT 概念，使邊緣應(yīng)用像 IT 應(yīng) 用一樣被集中管理，使它們能夠保持最新的軟件版本和安全更新，然后輕松地自動分發(fā)到使用它們的邊緣節(jié)點。全面和無縫訪問以 IT 為中心的功能，如網(wǎng)絡(luò)、云處 理和先進的計算和可視化選項，應(yīng)對這些挑戰(zhàn)是必須的。
OT/IT 的融合 ：3 個邊緣控制自動化舉例
在客戶看來，一些軟件產(chǎn)品 和服務(wù)是經(jīng)過精心設(shè)計和被保護的，而另一些則是公開的。前者比后者有更好的定義和更高級別的保護，但一般來說，前者的成本更高，靈活性更差。這兩種方法都可行，有時需要結(jié)合使用。
同樣，今天的工業(yè)自動化平臺和工具在 OT 方面有足夠的嚴(yán)謹(jǐn)性，而在結(jié)合 IT 技術(shù)方面有足夠的自由度。請參考下面 3 個例子 ：
1
邊緣控制器
提供可靠的硬件，在許多方面與傳統(tǒng)的 PLC 技術(shù)相似，但可擴展以實現(xiàn)通用計算（圖 3）。
2
邊緣堆棧
在 IT 界有許多軟件選擇，但精心策劃的對邊緣 項目最有用的軟件元素堆棧可以大大簡化 IIoT 的實施。
3
邊緣網(wǎng)絡(luò)
這是設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)，如工業(yè)以太網(wǎng)、OPC UA 和 其他特定的工業(yè)協(xié)議，對于采集源數(shù)據(jù)是必需的。其他對 IT 更友好的協(xié)議，如 MQTT，則需要有效地將數(shù)據(jù)傳遞給更高層次的、面向 IT 的系統(tǒng)。盡管網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)正在扁平化，但邊緣計算在協(xié)調(diào)這兩種類型的網(wǎng)絡(luò)方面扮演著關(guān)鍵 角色。
隨著越來越多的最終用戶踏上數(shù)字化轉(zhuǎn)型之旅，他們需要合適的平臺和工具來構(gòu)建 IIoT 應(yīng)用。一個成功的 OT 和 IT 系統(tǒng)演進創(chuàng)建了無縫融合，并產(chǎn)生一個邊緣解決方案，這種方案從使用中提取技術(shù)，可為最終用戶提供方便的訪問和擴展功能。