OT与IT融合,制造业发展的新趋势与挑战

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随着工业互联网、智能制造和大数据技术的兴起，传统的操作技术（OT）与信息技术（IT）的隔离状态已不再可行。OT-IT融合已经成为制造业发展的一个重要趋势，它虽然是一个渐进的过程，需要分步骤、分阶段地实施，但其带来的益处是显而易见的。
在当今快速发展的工业环境中，把握时机与获取准确信息变得前所未有的重要。随着工业互联网、智能制造和大数据技术的不断成熟，传统的操作技术（OT）与信息技术（IT）的界限正在逐渐模糊。企业逐渐认识到，通过实现OT与IT的融合，可以显著提升工厂的互联性和企业的运营效率，从而获得一系列显著的优势：

• 数据的深度挖掘与分析：通过整合OT和IT系统，企业能够更有效地收集和分析大数据，从而洞察生产过程中的深层次模式和趋势，为决策提供数据支持。
  
• 决策过程的优化：融合后的系统能够提供实时数据和深入的洞察，帮助管理层做出更加明智和及时的决策，提高企业的响应速度和市场竞争力。
  
• 业务流程的高效整合：OT-IT融合有助于打破信息孤岛，实现业务流程的无缝对接和优化，提高生产效率和产品质量。
  
• 设备维护与故障预防：通过实时监控和预测性维护，OT-IT融合有助于减少设备故障的发生，降低停机时间，确保生产的连续性和稳定性。
  
• 成本的有效控制：通过优化资源分配和减少不必要的浪费，融合可以帮助企业降低运营成本，提高整体的经济效益。
  
• 风险管理与项目加速：整合OT和IT系统有助于更好地识别和管理潜在风险，同时加快项目的实施和交付速度，缩短产品上市时间。
  

此外，OT-IT融合还可以带来以下补充优势：

• 安全性的增强：通过集成的安全解决方案，可以更好地保护关键基础设施免受网络攻击和数据泄露的威胁。
  
• 创新能力的激发：融合的环境鼓励跨部门合作和知识共享，为创新提供了肥沃的土壤，有助于企业开发新的产品和服务。
  
• 人才培养与技能提升：随着OT和IT的结合，员工需要掌握更广泛的技能，这促进了人才的全面发展和技能提升。
  

总之，OT-IT融合是一个持续演进的过程，它要求企业不断学习、适应和创新。通过这一过程，企业不仅能够提高当前的运营效率，还能够为未来的可持续发展奠定坚实的基础。
01
常见诈骗手段操作技术（OT）是一种专门用于监控和/或控制物理设备（如阀门、泵等）以检测或改变物理过程的硬件和软件系统。OT的核心目的是直接管理和控制工业环境中的生产过程，确保生产质量和效率。这与传统的信息技术（IT）系统有所区别，IT系统更多关注于处理和传输数据，以及维护企业信息系统的稳定性和安全性。

在工业领域，OT系统通常包括PLC、SCADA、DCS、CNC等控制系统，以及相关的科学仪器和设备。这些系统通常在较为严苛的工业环境中运行，因此它们需要具备高度的稳定性和可靠性。OT系统的设计和实施通常需要考虑到工业工程技术（ET）的要求，以确保生产过程的顺畅和优化。
IT系统则包括企业资源规划（ERP）、制造执行系统（MES）等，它们更侧重于信息的管理和分析，以及企业内部的通信和协作。IT专业人员通常擅长于网络技术、云计算、Web应用开发以及数据库管理等。
尽管OT和IT在历史上往往是分开的，但随着工业互联网和智能制造的发展，两者的融合变得越来越重要。OT与IT的结合可以带来诸多好处，如提高生产效率、降低成本、增强安全性和预测性维护等。这种融合也有助于企业更好地应对数据密集型的现代工业环境，实现从工业3.0向工业4.0的转变。
为了实现OT与IT的有效融合，需要克服一些技术和文化上的障碍。OT专业人员需要了解IT领域的最新发展，如数据库技术、网络安全协议等；而IT专业人员也需要理解OT系统的特殊要求，如实时性、可靠性和安全性。通过跨领域的合作和知识共享，OT和IT可以共同推动工业自动化和智能化的进步。
OT与IT融合的一个重要方面是确保两个系统之间的通信和数据交换的安全性。随着工业控制系统越来越多地连接到互联网，它们面临着越来越多的安全威胁。因此，需要开发和实施强大的网络安全措施，以保护关键基础设施不受攻击和干扰。
此外，OT与IT融合还需要考虑到标准化和互操作性的问题。通过采用统一的标准和协议，可以确保不同系统和设备之间的顺畅通信，从而提高整体的效率和可靠性。同时，这也有助于降低企业在系统集成和升级方面的成本和复杂性。
02
怎么实现OT-IT融合将信息技术（IT）与操作技术（OT）融合是一项复杂且具有挑战性的任务，它要求企业在组织结构和业务流程上进行深刻的变革。在美国，尽管提出了IT/OT融合的理念，但目前仍在探索阶段，尚无成熟的模式可供借鉴。这一过程不仅涉及技术层面的整合，更需要从组织管理的角度进行深思熟虑。

想象一下，要将长期独立运作的IT和OT部门整合起来，这需要在业务和技术上进行全面的规划和设计，甚至可能涉及到组织结构的重组。近两年来，美国三家不同行业的公司在这方面取得了显著进展，他们采取的主要措施包括：

• 建立一个新的、融合了IT和OT的制造IT机构；
  
• 该机构优先对员工进行交叉培训，使OT人员深入理解IT，反之亦然；
  
• 执行一系列统一的技术管理流程，以确保构建一个更加一致的IT和OT跨领域架构。
  

这种操作架构的建立是实现OT-IT融合的关键，它打破了两个领域之间的隔阂，促进了资源和信息的整合。
从企业架构的角度来看，OT-IT融合要求建立一系列既定的标准，这些标准从资产层面延伸至数据中心，并且从数据中心再回到资产。确保这些标准的安全性至关重要，以防止关键和高价值资产受到攻击。企业架构的概念涵盖了这一过程的所有方面，采用自顶而下的方法，从组织的目标、战略、愿景和业务需求出发，确保IT和OT的工作协调一致。
企业架构，根据维基百科的定义，是一种完善的实践活动，旨在为企业的分析、设计、规划和实施提供支持。它采用全局协调的方法，确保战略的成功开发和执行。企业架构的目的是创建一个综合环境，优化企业范围内的流程，无论是手动还是自动，以支持业务战略的有效实施。
在当今的商业环境中，CEO们深知有效管理和利用信息是企业成功的关键，也是获得竞争优势的重要手段。企业架构在这一过程中发挥着至关重要的作用，它为企业提供了一个战略背景，以应对不断变化的业务环境，并通过促进IT与OT的融合来应对挑战。
企业架构通常由四个构成域组成：

• 业务架构：定义业务战略、治理、组织结构和关键业务流程。
  
• 应用架构：描述独立应用程序及其相互作用，以及它们与核心业务流程的关系。
  
• 数据架构：描述组织的逻辑和物理数据资产结构，以及数据管理资源。
  
• 技术架构：描述支持业务、数据和应用服务部署的软件和硬件能力，包括IT基础设施、中间件、网络、通信、处理和标准等。
  

The Open Group组织制定了TOGAF标准，这是一套广泛认可的企业架构框架，目前已经更新至第九版。
在IT和OT集成的实施阶段，制造商必须从一开始就投入大量努力。例如，IT和OT部门可以共同创建一个实时反映生产状况的看板系统，向各级管理人员报告关键信息，如产线负载不平衡或潜在的故障风险。这些信息通常属于IT范畴，但通过传感器捕捉并在生产线出现问题之前进行检测和预测，这是OT的职责所在。只有当信息流与操作运行相结合，并在生产线上得到实际应用，制造商才能真正从中受益。
03
充分运营IIOT促使OT-IT融合在当今工业环境中，将传统的工厂生产管理经验和知识通过数字化转型转化为“数字原生”资产，是一项至关重要的任务。这不仅涉及到操作技术（OT）与信息技术（IT）的融合，而且关乎如何将这两个领域的“神经突触”紧密相连，以创造更大的价值。在这方面，日本横河电机公司通过工业互联网（IIoT）实现了流程工业中OT与IT融合的解决方案，为我们提供了一个值得借鉴的范例。

横河电机的解决方案强调了将企业内部各个工厂积累的控制、管理和优化经验整合起来，形成一个以生产任务为核心的优化系统。然而，这些解决方案主要体现了局部优化的系统思维，并没有完全实现全局优化。在一个拥有多个工厂的企业中，每个工厂的局部优化运营也需要服从于整个企业的全局优化运营。从更广泛的社会生产角度来看，一个企业只是整个生产链条中的一环，与其上下游环节存在着众多的联系。因此，一个企业的IIoT不仅要服务于内部工厂间的生产协调和优化，还必须服务于企业间的优化协调。
横河电机的IIoT解决方案包括以下几个方面：

• 效率提升与产出最大化：通过实施先进的IIoT技术，提高生产效率，确保产出最大化。
  
• 生产性能优化：利用过程数据分析，优化生产性能，提升产品质量和生产效率。
  
• 云端库存管理：实现库存的可视化和协调能力，优化供应链管理，降低库存成本。
  
• 实时过程数据共享：通过远程监控过程数据，确保设备运转时间最大化，提高生产连续性。
  
• 运营管理目标服务：基于云计算的性能跟踪和管理，提升运营效率和响应速度。
  
• 区域能源管理：通过云计算协调区域能源管理，降低能源成本，实现可持续发展。
  
• 集中的过程数据管理：采集和利用大量的过程数据，改善运营效率和安全性能。
  
• 工厂或过程仿真：使用CPS（Cyber-Physical Systems）技术对相关工厂或过程进行行为预测，优化生产计划。
  
• 设备状态监测：对重要设备进行振动检测，提高状态监测效率，降低维护成本。
  
• 运营人工智能分析：利用IIoT数据和分析，确保过程的安全运行和信息安全，预防突发事件和外部攻击，减少非计划停车事件，提高可用性和可靠性，消除人为错误。
  

除此之外，横河电机的IIoT解决方案还包括全厂范围内的温度检测，以实施预测性维护，降低突发停车风险和维护成本；利用增强现实技术进行智能维护和实时决策支持等。
通过这些综合性的措施，横河电机的IIoT解决方案不仅促进了OT与IT的融合，还为企业带来了全局优化运营的显著效益。这种融合不仅提高了生产效率和产品质量，还增强了企业的竞争力和市场适应性。随着IIoT技术的不断发展和完善，我们可以预见，未来的工业生产将更加智能化、自动化和高效化。
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