長期以來信息技術(shù)(InformationTechnology,IT)和操作運營技術(shù)(OperationTechnology,OT)是相互隔離的。它們各自有著不同的目標(biāo)，沿著不同的路徑發(fā)展，同時在不同的生態(tài)系統(tǒng)中運行。它們之間的鴻溝實際上阻礙了制造廠充分利用尚待發(fā)掘和已經(jīng)掌握的必要信息。眾所周知，如果在合適的時機(jī)卻缺乏合適的信息，會導(dǎo)致決策錯誤和產(chǎn)生不可靠的行動。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造和大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)和運用，它們不可能永遠(yuǎn)保持著老死不相往來的局面。

　　我們應(yīng)該看到OT-IT融合是一個需要分階段實施、逐步提升層次的相當(dāng)緩慢的過程，不過制造廠已經(jīng)開始認(rèn)識到在一個互聯(lián)的工廠和企業(yè)中把OT-IT結(jié)合，會取得許多意想不到的利益，例如：•使突發(fā)的設(shè)備故障最小化;•為更好的決策獲得信息;•優(yōu)化業(yè)務(wù)過程;•削減運營成本;•降低風(fēng)險，縮短項目的時間進(jìn)程。

　　關(guān)于OT的定義維基百科對OT的定義：“專門用于直接監(jiān)控和/或控制物理設(shè)備(諸如閥門、泵等)來檢測物理過程，或使物理過程發(fā)生變化的硬件和軟件”。簡單地說OT是用計算機(jī)(或其它處理設(shè)備)監(jiān)控或改變一個系統(tǒng)的物理狀態(tài)，例如電站的控制系統(tǒng)或鐵路的控制網(wǎng)絡(luò)。創(chuàng)建OT這個概念的初衷是用來體現(xiàn)傳統(tǒng)IT系統(tǒng)與工業(yè)控制系統(tǒng)在不同環(huán)境下的技術(shù)性和功能性差異。工業(yè)控制系統(tǒng)所處的環(huán)境是所謂“非鋪地毯區(qū)域”，OT設(shè)備即在嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境中直接監(jiān)控和控制生產(chǎn)的IT設(shè)備，例如PLC、SCADA、DCS、CNC系統(tǒng)(包括數(shù)控機(jī)床)、科學(xué)設(shè)備(如數(shù)字式示波器)等。Gartner關(guān)于OT的定義則是：“直接監(jiān)控和/或控制工業(yè)設(shè)備、資產(chǎn)、流程和事件來檢測物理過程或使物理過程產(chǎn)生變化的硬件和軟件”。

　　在網(wǎng)上還可以檢索到一些其它的定義，但基本上離不開上面兩種定義的范疇。歸納起來關(guān)于OT的概念有著以下幾點基本內(nèi)容：(1)OT和在工業(yè)企業(yè)用的IT系統(tǒng)都是為工業(yè)企業(yè)服務(wù)的，這些工業(yè)企業(yè)是指流程工業(yè)、離散制造業(yè)、批量制造業(yè)等，將其它類型企業(yè)的運營技術(shù)納入OT的概念只是一種引申，并非原意。(2)OT技術(shù)是直接對工業(yè)物理過程、資產(chǎn)和事件進(jìn)行監(jiān)控和/或?qū)ζ鋵嵤└淖兊挠布�和軟件。直觀來看，OT其實就是工業(yè)控制系統(tǒng)(PLC、DCS、SCADA等)及其應(yīng)用軟件的總稱，但其中顯然隱含了工業(yè)工程技術(shù)(EngineeringTechnology,ET)的豐富內(nèi)容。

　　(3)不直接對工業(yè)物理過程、資產(chǎn)和事件進(jìn)行監(jiān)控和產(chǎn)生影響的技術(shù)，不屬于OT的范圍。因此ERP顯然不屬于OT的范疇，MES/MOM則處于IT和OT之間。(4)OT技術(shù)的承載體是計算機(jī)系統(tǒng)或其它的運用計算技術(shù)的處理系統(tǒng)。不過由于OT直接面對工業(yè)生產(chǎn)的物理設(shè)備和過程，保證其安全穩(wěn)定運行，按質(zhì)按量生產(chǎn)產(chǎn)品是其首要的目標(biāo)，因此長期以來采用專用的系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和軟件。與IT相比，其開放性和標(biāo)準(zhǔn)化均有待于改善和提升。

　　簡而言之，當(dāng)下的工廠有IT和OT之分。處理工廠的數(shù)據(jù)和信息，并以維護(hù)所制造產(chǎn)品的質(zhì)量為目標(biāo)的團(tuán)隊，就叫IT團(tuán)隊;另外的團(tuán)隊控制和分析整個的生產(chǎn)過程以獲得進(jìn)一步的改善，這就是OT團(tuán)隊。歷史上這兩個團(tuán)隊是相互獨立的，一旦它們開始相互融合必然帶來提質(zhì)增效的結(jié)果，不僅使工廠管理者監(jiān)控運行和過程的能力大為增強(qiáng)，甚至可以預(yù)測到可能發(fā)生的意想不到的事件，做到未雨綢繆。它會加速生產(chǎn)節(jié)拍或速度、使能源和時間的消耗最小化，以及降低監(jiān)控資產(chǎn)的成本。

　　它直觀地指出OT包括機(jī)械裝備、物理成套設(shè)備以及對它們進(jìn)行監(jiān)視和控制的工業(yè)硬件和軟件。OT專業(yè)人員偏好使用PLC、DCS、RTU、HMI、SCADA，以及嵌入式計算技術(shù)。而IT包括用于企業(yè)管理的硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)以及存貯、處理和向企業(yè)各個部門傳輸信息的系統(tǒng)。IT專業(yè)人員擅長聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，非常熟悉快速擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、云基礎(chǔ)架構(gòu)、基于web的部署和諸如SQL、Java及Python等技術(shù)。在解決問題的工作和思維方式上OT和IT也往往不同。IT采用自頂而下的方法，慣于從總體需求出發(fā)，劃分為若干子部件，然后針對子部件提出和開發(fā)解決方案。這種解決問題的思路，不僅僅能了解問題的所在，而且也很好地給出了解決問題的方法。

　　OT人員習(xí)慣于自下而上的思路，從個別的部件出發(fā)構(gòu)建復(fù)雜的系統(tǒng)。例如SCADA系統(tǒng)要從工廠層面的不同生產(chǎn)過程采集數(shù)據(jù)，OT人員必須面對如何從不同的專用系統(tǒng)中把數(shù)據(jù)集成起來的問題。而且OT人員時刻面對著以任務(wù)為中心的高風(fēng)險系統(tǒng)的工作，他們最關(guān)注的一定是安全(物理安全、功能安全和信息安全)。這也就是為什么互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)不能在OT范圍內(nèi)直接運用的根源。隨著智能裝備、大數(shù)據(jù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的引入，OT和IT人員都面臨著存取工業(yè)數(shù)據(jù)的同樣需求。偏偏在企業(yè)中OT和IT處在不同的層面，從解決問題的角度來看，他們相互之間并不真正了解對方的需求。IT人員并不理解為什么OT仍然堅持使用傳統(tǒng)的設(shè)備、采用專用的昂貴的解決方案去處理問題。OT人員或許對在IT中廣泛運用的SQL數(shù)據(jù)庫或者信息安全協(xié)議并不深度了解。

　　在工業(yè)3.0時代，OT和IT保持著彼此分離的局面，為了滿足今天數(shù)據(jù)密集型的環(huán)境和進(jìn)入工業(yè)4.0，企業(yè)必須將OT和IT交匯融合，通過提升各自的能力，形成一種真正具有顛覆性的技術(shù)。怎樣可以實現(xiàn)OT-IT融合IT和OT的融合可不是一件輕而易舉的任務(wù)。即使是在提出IT-OT融合概念的美國，現(xiàn)在也還在艱難地探索，至少在當(dāng)下還不存在非常成熟的模式。這里暫不涉及技術(shù)細(xì)節(jié)，更多從組織層面進(jìn)行討論。試想，要使長期獨立行事、互相隔離的IT部門和OT部門融合交匯，需要在業(yè)務(wù)層和技術(shù)層進(jìn)行頂層設(shè)計，包括組織設(shè)計乃至進(jìn)行重組。

　　近兩年美國有三個不同行業(yè)的公司在這方面做了值得稱道的工作，主要是：建立一個新的混合的制造IT的機(jī)構(gòu);制造IT機(jī)構(gòu)率先對工作人員進(jìn)行交叉培訓(xùn)，讓OT人員深度了解IT的同時，也使IT人員深度了解OT;制造IT機(jī)構(gòu)去執(zhí)行一整套協(xié)調(diào)一致的技術(shù)管理流程，以確保建立一個一致性更好的跨IT和OT的架構(gòu)，這個架構(gòu)這個被稱為實現(xiàn)OT-IT融合的操作架構(gòu)。把IT和OT進(jìn)行統(tǒng)盤考慮來設(shè)計路線圖，打破IT和OT之間的技術(shù)隔離和各自為政，是開發(fā)操作架構(gòu)的關(guān)鍵因素。

　　我們還可以從企業(yè)架構(gòu)的角度切入OT-IT的融合。首先要求依據(jù)一系列預(yù)先很好地定義、且可伸縮的標(biāo)準(zhǔn)，其涵蓋的范圍從資產(chǎn)到數(shù)據(jù)中心，反之亦然，即從數(shù)據(jù)中心到資產(chǎn)。確保這些標(biāo)準(zhǔn)的安全是相當(dāng)關(guān)鍵的，否則重要的和價格昂貴的資產(chǎn)容易受到攻擊。所有這些相關(guān)的考慮可被概括為企業(yè)架構(gòu)的概念。這一架構(gòu)采取自頂而下的方法，在傳遞到技術(shù)細(xì)節(jié)之前，包括定義組織的目標(biāo)、策略、遠(yuǎn)景規(guī)劃和業(yè)務(wù)流程等諸方面。

　　這一企業(yè)架構(gòu)允許IT和OT在工作中不致發(fā)生對立和難以協(xié)調(diào)。什么是“企業(yè)架構(gòu)”呢?維基百科的定義是：“企業(yè)架構(gòu)是一種為開展企業(yè)的分析、設(shè)計、規(guī)劃和實現(xiàn)而定義的完善的實踐活動，為了成功地進(jìn)行策略的開發(fā)和執(zhí)行，它在所有的時間內(nèi)采用統(tǒng)盤考慮、全局協(xié)調(diào)的方法。”顯而易見，之所以需要企業(yè)架構(gòu)，是由于需要形成一個綜合環(huán)境，能夠在貫穿整個企業(yè)的范圍內(nèi)，將通常碎片化的已有流程(不論是手動流程還是自動流程)進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到對每一個變化都能作出響應(yīng)，并且支持業(yè)務(wù)策略的良好執(zhí)行。

　　業(yè)務(wù)架構(gòu)(定義業(yè)務(wù)策略、產(chǎn)品/服務(wù)、人員組織和關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程)，應(yīng)用架構(gòu)(提供要部署的的獨立應(yīng)用、這些獨立應(yīng)用之間的交互作用以及與核心的業(yè)務(wù)流程間的關(guān)系)，數(shù)據(jù)架構(gòu)(描述物理資產(chǎn)和數(shù)據(jù)資產(chǎn)的管理邏輯和結(jié)構(gòu))，技術(shù)架構(gòu)(描述支持業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)部署的軟件和硬件能力，包括IT基礎(chǔ)設(shè)施、中間件、網(wǎng)絡(luò)、通信、處理和標(biāo)準(zhǔn)等)。美國的TheOpenGroup為企業(yè)架構(gòu)制定了TOGAF標(biāo)準(zhǔn)，幾經(jīng)更新目前這一企業(yè)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)已是第9版了。

　　在實現(xiàn)方法上，在IT和OT集成的初期制造廠就必須下力氣。譬如讓IT和OT一起建立一種實時反映各個車間生產(chǎn)狀況的看板，這些看板向預(yù)設(shè)的各級主管人員報告重要信息，例如產(chǎn)線的負(fù)載不平衡、分析產(chǎn)品可能會因某個工段有故障而發(fā)生問題等等。產(chǎn)線是工廠最關(guān)鍵的區(qū)域，它門隨時隨地產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，從監(jiān)控車間中形成高效利用的信息。雖然信息通常是IT的范疇，但是通過傳感器捕捉數(shù)據(jù)形成信息，在產(chǎn)線發(fā)生不良事件之前加以檢測并預(yù)測，這恰恰是OT的范疇。

　　只有當(dāng)這些信息流能與操作運行相結(jié)合并在產(chǎn)線中得以執(zhí)行，制造廠才會從中得到客觀的利益。ET必須納入OT-IT融合的進(jìn)程由于在制造業(yè)中集成產(chǎn)品和流程設(shè)計的重要性大為增加，促使企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中將工業(yè)工程技術(shù)ET納入IT-OT的融合進(jìn)程。在ARC給出的概念中，ET包括了虛擬模型的建模技術(shù)，形成了流程工藝工程師必須與IT軟件開發(fā)人員一起工作，工業(yè)安全專家必須與IT信息安全專家協(xié)同，自動化專家必須與IT數(shù)據(jù)科學(xué)家協(xié)同的局面。

　　在制造業(yè)中由于智能設(shè)備的復(fù)雜度增加，相應(yīng)的軟件推動IT和OT緊密地集成，于是創(chuàng)造了在原有的知識上獲得新的觀察視角和洞察的機(jī)會。只有在IIoT的數(shù)字化環(huán)境中，將ET中那些建立虛擬模型的技術(shù)納入OT-IT融合的進(jìn)程中，才能真正發(fā)揮作用�；蛟S過去ET已經(jīng)被隱含在OT-IT的融合中，但是它的作用被低估了，在現(xiàn)在和將來的工作環(huán)境中必須改變這種觀念，原因在于建模已成為管理決策或技術(shù)決策中的基礎(chǔ)和必備的環(huán)節(jié)。

　　由于ET需要利用IT來改善OT，所以ET處于IT和OT的中間。隨著獲取實際狀態(tài)和對實際狀態(tài)進(jìn)行可視化的技術(shù)不斷在改進(jìn)，ET為用戶提供了更好了解資產(chǎn)在實際運用中的表現(xiàn)的能力。這三個領(lǐng)域之間的關(guān)系應(yīng)該超越“和平共存”，通過合作與融合，最終產(chǎn)生大于其各自部分總和的結(jié)果。在虛擬環(huán)境下對新產(chǎn)品、新系統(tǒng)，甚至新的生產(chǎn)工廠進(jìn)行設(shè)計和測試，將會創(chuàng)造一種令人耳目一新的效果，特別是從成本的視角來看可以獲得前所未有的增益。虛擬模型可以在資產(chǎn)整個生命周期中將IT/ET/OT聯(lián)系起來，僅從資產(chǎn)管理的角度來評價，可以做到在問題發(fā)生之前進(jìn)行預(yù)測，并能夠以優(yōu)化的速度和成本對可能發(fā)生的問題進(jìn)行避免。

　　舉例來說，制藥行業(yè)有對制造過程進(jìn)行合規(guī)驗證的強(qiáng)制要求，一旦不合規(guī)就會影響制造商的聲譽。當(dāng)驗證的要求發(fā)生變化時，接下去就要改變控制規(guī)程，如果能在專業(yè)的規(guī)程實踐的指導(dǎo)下運用制造IT自動地保證所需要結(jié)果的一致性，問題就容易解決。還有一個依靠資產(chǎn)信息進(jìn)行能源管理的案例。加拿大最大的集成能源公司SuncorEnergy,其運營卓越管理系統(tǒng)(OEMS)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型平臺的基礎(chǔ)就是資產(chǎn)信息。從2004年開始OEMS的目標(biāo)就是高效率地改善工廠的可靠性、風(fēng)險管理和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。為了獲得良好的效果，資產(chǎn)信息必須是完整的、可存取的、適時的和可信賴的。良好的資產(chǎn)信息保障了按許可證運行來改善風(fēng)險管理、減少非計劃停車和非計劃降低運行速度、提高生產(chǎn)率、削減供應(yīng)鏈成本，以及削減資產(chǎn)投運的調(diào)試時間。

　　Suncor公司從企業(yè)的視角設(shè)計資產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，設(shè)置了四大支柱：標(biāo)準(zhǔn)和過程、內(nèi)容、人與企業(yè)文化、技術(shù)工藝。先對所采集的五花八門的信息按一定的數(shù)據(jù)格式加以標(biāo)準(zhǔn)化，接著按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立工具，并通過業(yè)務(wù)情況和實例加以提升和改進(jìn)。建立一種可管理的結(jié)構(gòu)確保呈現(xiàn)來自所有業(yè)務(wù)單位的數(shù)據(jù)。除非標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)情況和實例已經(jīng)被批準(zhǔn)，否則是不允許進(jìn)行客制化的。過程按不同的人員即工程師、操作人員、維護(hù)人員予以實現(xiàn)。

　　充分運營IIoT促使OT-IT融合怎樣把老一輩在工廠生產(chǎn)管理的經(jīng)驗和積累的知識，通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為“數(shù)字原生”的知識財富，并被年青一代繼承和發(fā)展?這一挑戰(zhàn)也可理解為如何將OT與IT交匯融合，使得OT和IT各自的“神經(jīng)突觸”緊緊相連，從而為創(chuàng)造更多價值提供保證。OT實現(xiàn)流程工業(yè)的OT和IT融合的解決方案。原來在本企業(yè)內(nèi)各個工廠積累了豐富的控制、管理和優(yōu)化的經(jīng)驗，形成了一套以生產(chǎn)任務(wù)優(yōu)先的解決方案。

　　不過這些解決方案充其量體現(xiàn)了操作運營管理和控制的局部優(yōu)化的系統(tǒng)思維。如果在一個企業(yè)中有許多的工廠，它們各自的局部優(yōu)化運營需要服從于該企業(yè)的全局優(yōu)化運營。從社會大生產(chǎn)的全局而言，一個企業(yè)只不過是這一大生產(chǎn)鏈條中的一環(huán)，與其生產(chǎn)的上游和下游存在著諸多的關(guān)聯(lián)因素。因此一個企業(yè)的IIoT不僅僅要服務(wù)于該企業(yè)各個工廠間的生產(chǎn)協(xié)調(diào)和優(yōu)化，還必然要為企業(yè)與企業(yè)間的優(yōu)化協(xié)調(diào)服務(wù)。在橫河的方案中，邊緣設(shè)備的解決方案作為IIoT的一部分，執(zhí)行過程優(yōu)化和分析功能;并通過與云基的解決方案的通信，實現(xiàn)企業(yè)間供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)和優(yōu)化，同時還通過遠(yuǎn)程解決方案實現(xiàn)各種工程化、運營和維護(hù)的需求。

　　橫河的IIoT的解決方案包括如下特點：•實現(xiàn)云端庫存管理，提高庫存的可視化和協(xié)調(diào)能力，以優(yōu)化供應(yīng)鏈;•運用實時的過程數(shù)據(jù)共享服務(wù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控過程數(shù)據(jù)，從而達(dá)到設(shè)備運轉(zhuǎn)時間最大化的目的;•提供運營管理目標(biāo)服務(wù)，實現(xiàn)云基的性能跟蹤和管理;•通過區(qū)域能源管理協(xié)調(diào)，利用云計算使區(qū)域能源成本最低;•工廠或過程仿真，使用CPS對相關(guān)工廠或過程進(jìn)行近期行為的預(yù)測;•對重要設(shè)備進(jìn)行振動檢測，以改善狀態(tài)檢測的效率，達(dá)到降低成本的要求;•利用IIoT采集的數(shù)據(jù)和分析，確保過程的安全運行和信息安全，杜絕非計劃停車的可能性，消除人為的出錯而導(dǎo)致的人因可靠性失控。•利用增強(qiáng)顯示技術(shù)進(jìn)行智能維護(hù)和實時決策支持等等。

　　云計算論文范文：云計算基礎(chǔ)上的農(nóng)業(yè)機(jī)器人路徑規(guī)劃與實時定位

　　下面文章首先闡述了云計算的的特點和工作原理，然后結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)器人運動特性，采用螞蟻算法，搭建了由農(nóng)業(yè)機(jī)器人、云計算平臺、ARM開發(fā)板、圖像處理、攝像頭和無線路由器等模塊組成的云系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)了一套基于云計算的農(nóng)業(yè)機(jī)器人路徑規(guī)劃與實時定位的系統(tǒng)。結(jié)果表明:采用云計算平臺調(diào)用蟻群算法效率高、可行性強(qiáng)，高效解決了農(nóng)業(yè)機(jī)器人路徑規(guī)劃與定位問題，具有一定的實際應(yīng)用前景。