《智慧企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)開發(fā)與創(chuàng)新》 ——

2.2.4　進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代之后的工業(yè)金字塔***

那么，究竟是什么技術(shù)松動(dòng)了這個(gè)集中式的工業(yè)金字塔的架構(gòu)呢？答案其實(shí)就在企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)上。如圖2-14所示，目前大多數(shù)的企業(yè)存在三個(gè)網(wǎng)絡(luò)：一個(gè)是對(duì)外的互聯(lián)網(wǎng)，主要用于與外部客戶和合作伙伴的商業(yè)信息交互；一個(gè)是企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)，主要供企業(yè)管理人員和業(yè)務(wù)人員使用，ERP、SCM、PLM等系統(tǒng)都主要運(yùn)行于這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，但是難以延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)；還有一個(gè)是工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，主要用于連接企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備，里面產(chǎn)生和存儲(chǔ)了大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，然而這些數(shù)據(jù)卻難以突破自身范圍，基本上都消失在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中。

圖2-14　金字塔的背后是割裂的網(wǎng)絡(luò)，其阻礙了企業(yè)生產(chǎn)力的進(jìn)一步提升

目前在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域出現(xiàn)的一些新模式和新業(yè)態(tài)，如智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制和服務(wù)化延伸等，都需要打破這種網(wǎng)絡(luò)割裂的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無障礙共享和流通，這在業(yè)界已經(jīng)成為普遍的共識(shí)。

企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展迫切地希望打通企業(yè)內(nèi)部的信息網(wǎng)絡(luò)和工控網(wǎng)絡(luò)，以及外部的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)、系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的各類要素的互聯(lián)，俗稱“一網(wǎng)到底”。這意味著，對(duì)外需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)與智能產(chǎn)品、用戶、協(xié)作企業(yè)等工業(yè)全環(huán)節(jié)的廣泛互聯(lián)，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸；對(duì)內(nèi)需要實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備、信息采集設(shè)備、生產(chǎn)管理系統(tǒng)和人等生產(chǎn)要素之間的廣泛互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)和個(gè)性化定制。如圖2-15所示。

圖2-15　業(yè)界希望將工廠的內(nèi)網(wǎng)連接、外網(wǎng)打通，以建立一體化的大網(wǎng)

隨著企業(yè)內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)的融合與統(tǒng)一，在工業(yè)控制領(lǐng)域的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，以及傳感器技術(shù)的推動(dòng)下，開始從底層逐漸瓦解原有的金字塔架構(gòu)（如圖2-16）。例如，很多傳感器企業(yè)開始在物理傳感器的基礎(chǔ)上，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置與傳感器配套的網(wǎng)關(guān)，在云端建立傳感器云，為ERP系統(tǒng)提供虛擬傳感器，從而提供“傳感器即服務(wù)”（Sensor as a Service）——碰巧它的縮寫也是SaaS。在以前，如果ERP想獲取PLC或傳感器數(shù)據(jù)，需要層層向下索取。由于每一層的協(xié)議和情況都不同，以至于ERP廠商放棄了這方面的努力，將這部分個(gè)性化程度很高的工作交給了MES和MES的實(shí)施商去完成。今天，通過這種“傳感器即服務(wù)”直接在云端獲取傳感器數(shù)據(jù)的做法，在以前幾乎是難以想象的。PLC的情況也是一樣。對(duì)于傳統(tǒng)的金字塔架構(gòu)，PLC云的出現(xiàn)也是一種釜底抽薪式的巨大改變。接下來一個(gè)很自然的問題就是，如果ERP可以十分便捷地拿到PLC和傳感器數(shù)據(jù)，那么MES存在的價(jià)值在哪里？畢竟來說，MES的代碼體量可能還不及ERP的一個(gè)模塊，它的業(yè)務(wù)邏輯與ERP相比也要簡(jiǎn)單許多。

如圖2-17所示，以德國(guó)IFM、Festo為代表的傳感器和工控設(shè)備廠家普遍提供了自己的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，將自身產(chǎn)品的運(yùn)行大數(shù)據(jù)直接傳到云上。這種設(shè)備上云的趨勢(shì)在裝備制造行業(yè)已經(jīng)十分普遍和成熟。

圖2-16　傳感器云和PLC云的出現(xiàn)，正在從底層開始改變傳統(tǒng)的工業(yè)金字塔架構(gòu)

圖2-17　以德國(guó)IFM、Festo為代表的傳感器和工控設(shè)備廠家普遍實(shí)現(xiàn)了設(shè)備上云

在邁向工業(yè)4.0的過程中，隨著PLC和傳感器通信能力的提升和標(biāo)準(zhǔn)化程度的提高，傳統(tǒng)工業(yè)金字塔架構(gòu)正在逐漸瓦解。如圖2-18所示，在未來的制造工廠里，無論是OT領(lǐng)域的設(shè)備嵌入式軟件，還是傳感器和PLC的應(yīng)用，抑或IT領(lǐng)域工人使用的應(yīng)用系統(tǒng)，都將會(huì)連入云端，甚至直接駐留在云端，從而打破傳統(tǒng)的IT與OT的分隔，實(shí)現(xiàn)比“IT/OT集成”更加緊密的“IT/OT融合”。在這一背景下，工業(yè)4.0最為關(guān)鍵的技術(shù)——信息物理系統(tǒng)（CPS）出現(xiàn)了。

IoT

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