Конвергенция ИТ и ОТ:в промышленном Интернете вещей сталкиваются два мира

Компании осознали преимущества информационных технологий на протяжении многих лет. А с появлением технологии промышленного Интернета вещей (II0T) происходит новая революция оцифровки производства. Но по мере того, как обе эти технологии продолжают развиваться, конвергенция ИТ и ОТ становится реальностью и обещает предоставить более значительные совокупные преимущества для внедрения IIoT, чем каждая из них по отдельности.

Что такое определение информационных технологий (ИТ)?

ИТ-системы существуют уже много десятилетий. Они состоят из набора программного обеспечения, систем, сетей, обслуживания и хранения данных в комбинированной системе, которая обрабатывает и распределяет данные. Менеджеры и лица, принимающие решения, используют эти данные на всех уровнях для принятия решений на уровне предприятия или предприятия в промышленных условиях.

Для программного обеспечения это могут быть автономные системы MRP, ERP-системы, специализированные финансовые или качественные платформы и другие. Первоначально эти программные платформы представляли собой локальные системы, которые требовали регулярных обновлений и были дорогостоящими для тех, кто их использовал.

Информационные технологии также требуют сети. Традиционно это означало внутренние серверы, кабельную или оптоволоконную проводку, а также навыки обслуживания для установки и обслуживания сетевого оборудования. Другие ценные навыки необходимы для подключения программного и аппаратного обеспечения системы.

ИТ-системы часто страдали от неспособности устройств взаимодействовать с другими программами, оставляя данные разрозненными и подверженными предвзятости ввода, а также временной задержкой между сбором данных и их распространением. Облачные платформы заменили большую часть потребностей в внутренних сетях, но многие устаревшие аппаратные системы могут по-прежнему не поддерживать взаимодействие.

Что такое определение операционных технологий (ОТ)?

Хотя исходная операционная технология использовала MES, SCADA и другие платформы, такие как ИТ-системы, эти операционные технологические системы не всегда были объединены в сеть. Достижения в области облачных компьютерных платформ и расширенной аналитики позволяют системам OT интегрироваться и переходить на централизованную аналитическую, обрабатывающую и интегрированную платформу за более короткий промежуток времени.

Это улучшение стало возможным благодаря достижениям в компьютерном анализе, искусственном интеллекте (ИИ), машинном обучении (МО), распространении устройств и других связанных технологиях. В рамках движения промышленного Интернета вещей (IIoT) и, в более широком смысле, как часть технологий Индустрии 4.0, OT представляет собой набор систем управления, которые отслеживают события.

Данные OT позволяют компаниям контролировать процессы и устройства, такие как датчики, датчики температуры, вибрационный выход и высокочастотные данные. Поскольку он может выполнять этот мониторинг в режиме реального времени или почти в реальном времени, можно вносить производственные корректировки на уровне предприятия и на уровне завода, что приводит к более оптимизированным процессам.

Опора OT на данные в реальном времени также позволяет машинам обнаруживать и выполнять корректировки быстрее, чем операторы-люди. А расширенные системы могут получать либо определяемые пользователем параметры, либо информацию от аналитических механизмов с поддержкой искусственного интеллекта и машинного обучения для выполнения автономных или полуавтономных корректировок.

Есть ли разница между ИТ и ОТ?

Самое прямое различие между ИТ и ОТ заключается в том, что ИТ имеет дело именно с информацией, ориентированной на данные. OT, напротив, фокусируется на подключении машин и централизованном анализе полученных данных для принятия более эффективных решений в таких операциях, как производственные процессы.

ИТ может состоять или не состоять из совместимых программных платформ, а это означает, что качественное программное обеспечение на заводском уровне может быть не в состоянии взаимодействовать с MRP или программным обеспечением для планирования спроса и т. д.

Эти разрозненные данные означают, что связь между функциональными группами не является прозрачной или оптимизированной. Решения принимаются только в контексте используемого программного обеспечения, которое может противоречить или даже противоречить другому отделу.

OT фокусируется на машинах и предназначен для получения правильных данных для каждого устройства для выполнения и управления производственными процессами. У ИТ-отдела может быть разрозненное программное обеспечение или пробелы в покрытии сети и вводе данных в систему; OT требует полных данных в качестве абсолюта.

Поскольку подключение машин позволяет вводить массивные данные, расширенная аналитика позволяет системам OT оптимизировать производственные системы и производственные процессы, процессы качества и бизнес-процессы более высокого уровня, такие как финансы, планирование продаж и операций (S&OP) и планирование спроса. Экосистема данных OT основана на данных, а не просто на системе обработки данных, ориентированной на задержку.

Почему ОТ по-прежнему отличается от ИТ?

ОТ по-прежнему отличается от ИТ по нескольким причинам.

Эпоха технологий

ИТ существуют намного дольше, чем ОТ, и состоят из набора более зрелых технологий. OT начиналась как попытка донести мощь программного обеспечения до цеха, но ей помогли развить гибкие облачные системы, сочетающие несколько функций в рамках единой системы реального времени с использованием данных, полученных на машинном уровне.

Невозвратные затраты

ОТ также отличается от ИТ, поскольку многие компании вложили значительные капитальные затраты в собственную сложную сеть кабелей, оптоволокна, серверов и наборов навыков по обслуживанию. Компании с крупными инвестициями не решаются отказаться от устаревших своих систем, несмотря на более низкие затраты на вход и снижение физической нагрузки и нагрузки на техническое обслуживание, предлагаемые сегодня системами OT.

Показатель внедрения новых технологий

Компании-производители имеют разную корпоративную культуру. В результате внедрение новых технологий может отставать. По оценкам, в 2020 году только 25% компаний использовали распределенные облачные системы на своем предприятии. Еще 29% использовали такие системы в небольших масштабах, а все остальные отставали или находились где-то посередине. Большинство производственных операций ежегодно тратят значительные капитальные затраты в виде дорогостоящего производственного оборудования. Некоторые примут его сразу же, многие будут использовать поэтапный подход, а другим придется подождать и посмотреть.

Что означает конвергенция ИТ/ОТ?

И ИТ, и ОТ оказали огромное влияние на повышение эффективности и оптимизацию процессов на заводском уровне. Каждый из них может анализировать оперативные данные с помощью программного обеспечения. Но конвергенция ИТ и ОТ означает создание киберфизических систем, которые связаны как для использования лучших частей каждой из них, так и для обеспечения большей ценности, чем каждая часть может создать по отдельности.

Эта конвергенция означает, что физическими событиями и процессами производственных систем можно управлять с помощью уже существующей инфраструктуры и устаревших ИТ-установок и программного обеспечения, расширенной аналитики и других новых технологий для оцифровки производства.

Поскольку машинные данные передаются массивными потоками данных в аналитическую систему, управление машинами, моделирование, понимание процессов и другая информация могут ускорить оптимизацию процессов и значительно повлиять на эффективность, качество, управление запасами и другую критически важную инфраструктуру в компании.

Конвергенция IT/OT также ускоряется в последние несколько лет, поскольку компании понимают, что ценность новых технологий нельзя игнорировать. По оценкам, к 2022 году до 40 % поставщиков ИТ и ОТ объединят свои усилия для создания комбинированных решений, которые снизят стоимость развертывания и интеграции на 20 %.

Какую роль играет промышленный Интернет вещей в сближении ИТ и ОТ?

Системы ИТ и ОТ развивались по разным направлениям, поскольку выполняли разные задачи. В то время как ИТ основывались на данных, которые можно было использовать на заводском уровне и которые часто применялись, ОТ была разработана для использования возможностей программного обеспечения для улучшения процессов на уровне цеха.

Наиболее важная роль, которую внедрение технологии IIoT вносит в конвергенцию IT/OT, заключается в том, что IIoT действует как мост между ними. Это достигается за счет сокращения временных задержек, благодаря чему как ИТ-, так и ОТ-компоненты имеют доступ к данным по мере их создания.

Это также позволяет сократить окупаемость инвестиций в оборудование, поскольку технология IIoT очень гибкая и может быть развернута в устаревшем аналоговом оборудовании путем установки устройств и OEM-оборудования со встроенными возможностями подключения. Он также может использовать сотовую технологию для труднодоступного оборудования или операций с ограниченным или эклектичным пространством.

Этот мост позволяет компании повысить рентабельность инвестиций в оборудование, поскольку новая аналитическая платформа, использующая IIoT, не требует покупки нового оборудования, чтобы объединить все физическое оборудование под одной системой.

Наконец, его роль моста заключается в гибкости программирования и обработки. Это означает, что компании могут приобретать целые платформы, на которых функциональная совместимость программного обеспечения является изначальной или где ее можно комбинировать с API для получения единой информации, а все функциональные области связаны с одной и той же аналитической платформой.

Промышленные решения Интернета вещей внедряются все чаще, поскольку производители стремятся объединить физические и цифровые компоненты своего цеха.

Каковы преимущества стратегии конвергенции ИТ/ОТ?

Традиционные платформы ИТ и ОТ основывались на «островах данных». Для критически важных операций в производственных цехах, таких как время цикла, эти островки данных могут скрывать неэффективность, поскольку рабочие стандарты и время цикла должны измеряться и записываться вручную, а любые корректировки должны вноситься вручную.

Используя данные в режиме реального времени и управляя процессом принятия решений от цеха до руководителей высшего звена, можно добиться большей ценности всей операции, и компании могут найти путь к инновациям. Сбор данных в режиме реального времени фокусируется на фактической производительности машины, а не на ожидаемой производительности.

Преимущества конвергенции IT/OT включают:

Наблюдение за производством в режиме реального времени

Предвзятость и предположения оператора заменены реальными условиями машины.

Увеличенная емкость

Лица, принимающие решения, узнают о фактическом состоянии своей работы и разработают решения на основе данных. Они могут увеличить производительность на том же оборудовании, что снижает капитальные затраты.

Полезная информация

Поскольку данные могут немедленно стимулировать совершенствование процессов, они могут помочь менеджерам в разработке решений, таких как улучшенная автоматизация, изменение планировки предприятия, потребности в обучении и использование рабочей силы.

Улучшенный дизайн

Цифровые данные обеспечивают функциональность в режиме реального времени для проектирования и разработки. Эта функциональность сокращает время выполнения дорогостоящих итерационных проектов и сокращает время выхода на рынок новых продуктов и услуг. Кроме того, он позволяет использовать CAD/CAM и программное обеспечение для управления жизненным циклом проекта (PLM).

Улучшенная технологичность

Настоящая интеграция IT/OT с использованием технологии IIoT открывает возможность использования расширенного 3D-моделирования и моделирования производительности. Создание «цифровых двойников» может помочь дизайнерам создавать продукты, которые можно оптимизировать для производства.

Снижение затрат

Экономия средств за счет слияния ИТ и ОТ варьируется от целостного уровня до уровня шпинделя на станке. Датчики IIoT, а также сбор и анализ данных в режиме реального времени означают, что процессы можно оптимизировать на заводском уровне. Но IIoT может позволить разработать планы профилактического обслуживания, которые основывают ремонт и замену на фактических данных. Управление теплом, износ станков и другие факторы, замененные в оптимальной точке, являются примерами такой экономии.

С какими препятствиями сталкиваются организации, когда дело доходит до конвергенции ИТ и ОТ?

В то время как конвергенция ИТ/ОТ ускоряется, несколько проблем влияют на еще более быстрый переход к полной цифровизации производства. Эти проблемы включают:

Безопасность

Поскольку конвергенция ИТ и ОТ использует технологию IIoT, безопасность данных является проблемой для многих.

Масштабируемость

Компании, стремящиеся объединить ИТ и ОТ, также должны подумать о масштабировании. Из-за большого объема данных многие устройства и датчики могут передавать так много информации, что это создает узкое место в пропускной способности. Технология развивается для периферийных вычислений, где проблемы с задержкой и пропускной способностью сокращаются за счет выполнения большей части обработки, так что для облачной аналитической платформы требуются только наиболее актуальные и частично обработанные данные.

Устаревшие проблемы

Многие устройства являются односторонними с точки зрения связи. Системы ИТ и ОТ обычно требуют возможности двусторонней связи. Тип используемой системы ИТ и ОТ также имеет значение из-за протоколов связи, поскольку многие устройства ОТ используют нестандартные протоколы.

Конвергенция ИТ и ОТ теперь возможна благодаря технологическим достижениям

В сети появляются новые технологические достижения, которые могут помочь смягчить многие проблемы, возникающие при конвергенции ИТ и ОТ. Эти технологии предлагают такие преимущества, как:

Приложения без кода

Многие новые устройства и датчики позволяют использовать программирование на естественном языке. Такое программирование означает, что для их подключения к Интернету не требуется навыков программирования.

Цифровые близнецы

Создавая цифровые копии объектов, цифровые двойники предлагают множество преимуществ. Это могут быть целые машины или системы машин. Они также могут быть отдельными деталями или сборками, которые можно смоделировать в условиях испытаний от нагрузки до отказа. Или это могут быть разработки новых продуктов.

Цифровой двойник станка с ЧПУ.

Дополненная реальность

Для проверки можно использовать дополненную реальность. Однако это также способ улучшить обучение или позволить квалифицированному специалисту в удаленном месте помочь в ремонте, проводимом неквалифицированным оператором.

Пограничные вычисления

Огромные потоки данных создают узкие места в облаке. При использовании граничных вычислений данные частично обрабатываются перед поступлением в облако. Эта обработка означает, что аналитическая платформа может быть лучше ориентирована на аналитику, а это означает, что задержка на стороне компьютера сокращается.

Конвергенция IT/OT с помощью MachineMetrics

MachineMetrics понимает силу машинных данных и вашу потребность в объединении устаревших функций ИТ/ОТ с лучшей в своем классе платформой IoT, специально созданной для производителей. Платформа MachineMetrics подключается к оборудованию любой марки и модели, а установка выполняется быстро.

Мониторинг производства, мониторинг состояния и другие надежные решения позволяют выявлять узкие места в производстве и действовать быстро. Благодаря анализу данных в режиме реального времени вы можете оптимизировать свои процессы, получая полезную информацию по мере их возникновения, и использовать данные в других системах, таких как контроль качества, техническое обслуживание и расчет цен.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, как MachineMetrics может помочь вам с вашими проектами интеграции и конвергенции ИТ/ОТ, чтобы сделать их полностью совместимыми.