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传统的工厂架构和4.0时代的工厂架构的区别

更新时间:2017-09-14    浏览量:0

1.传统自动化工厂的架构是金字塔架构;从底层传感器,执行器到各种设备,再到控制器,PLC,IPC,再上层是SCADA系统,最上层是工厂管理层,包括ERP和生产制造MES系统;

2.简化来看,工业自动化可以分成三层架构:现场设备层,控制通讯层和工厂管理层,这个三层架构和物联网的感知层,传输层和应用层其实是类似的。在这个金字塔架构中,各种器件通过PLC进行控制,PLC再通过现场总线和工业以太网,将信息和数据传到云端。

目前,这样的传统架构正在发生变化,第一个变化就是传统的金字塔架构正在网络化和云化,一些功能比如SCADA已经开始被集成到云端,这就是云计算在工业上的应用。另外一个变化就是边缘计算,越来越多的终端设备具备更强的计算能力;一些开放的协议,比如OPCUA和IO-LINK也开始大量运用。

工业的工厂架构从工业3.0到工业4.0的变化:

1.工业3.0时代,现场设备层计算资源有限,主要的计算资源集中在控制器端和工厂管理端,而工业4.0时代,分布式控制的嵌入式系统,CPS系统有了更多的智能计算资源和边缘计算能力;

2.控制层:3.0时代,流程工业由中央集中控制型的SCADA控制,而不同设备有厂商专属的的通讯协议,设备之间有不同阵营的通讯协议,设备之间,产线之间的互操作性很差;工业4.0时代有更加开放的总线协议,比如OPCUA和IOLink,支持实时的,互操作性更强的,更加安全的传感器和云连接;

3.工厂管理层:3.0时代数据收集上来需要人再做判断和决策,而4.0时代,数据收集上来后,因为设备和系统具备自适应,自决策,自判断等能力,人工智能可以对数据信息进行分析判断;工业3.0时代的IT和OT是分开的,很难连接的,设备之间是信息孤岛,工序之间的数据流动有断层,部门之间信息也很难共享。从投入方式来看,工业3.0主要是固定资产投入,工业4.0转变为运营投入。

IHSMarkit对于工业云和工业物联网在用户端的使用情况作了一些调查。客户最大的忧虑是网络安全问题。比如,客户会问公司的生产制造等重要数据信息放在第三方会安全吗?客户担心的第二个问题是新瓶装旧酒。客户会认为所谓的工业4.0和工业互联网的技术和产品都是旧的,只是换了一个吸引眼球的新词汇而已。厂商的目的只是换一种方式买产品,买设备,买解决方案而已。这样的想法有一定道理,对于我们正在进行的智能制造项目和所谓的示范工程我们的确需要三思而后行。

从工业4.0或者工业互联网的参与者来看,整个产业链比较长,从上游的芯片厂商到自动化产品厂商,再到OT厂商和IT厂商,每一家企业都能提供专门的知识和Know-how。最近几年的汉诺威工业展专门设置了数字工厂展厅,有很多IT和软件企业参展,比如微软,SAP,亚马逊,PTC,Oracle等。另外,客户也参与到上游的软硬件甚至平台运营中来,比如海尔就在打造自己的工业制造解决方案。

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