论IT&OT融合技术在智能制造体系中的重要作用

李铮 陈佳慧

罗克韦尔自动化（中国）有限公司 上海 200030

IT&OT融合的概念是：Information Technology &Operation Technology即是制造类企业运营技术和信息技术的无缝链接，一网到底，从设备，单元，车间，企业，协同的纵向一体化系统中的链接要素和关键节点[1]。运营层级技术：包含底层设备，利用传感器、仪器仪表、机器、装置等，实现实际物理流程并感知和操控物理流程的层级；同样还含有，监测和控制架构，网络传输，以及车间层级生产管理的MES MOM层级；信息层级技术：是企业面向全工厂，供应链，人，机 料 法 环各类要素（工厂层级要素），ERP，财务系统，企业战略决策系统，管理员驾驶舱，实现企业内部外部，生产和销售互动，数字驱动业务和共享过程的层级技术。

1 智能制造

智能制造的关键是实现贯穿企业设备层、单元层、车间层、工厂层、协同层不同层面的纵向集成，跨资源要素、互联互通、融合共享、系统集成和新兴业态不同级别的横向集成，以及覆盖设计、生产、物流、销售、服务的端到端集成。

所以在智能制造架构中，尤为关键的是数据流的走向，包含了数据的采集，整理，呈现，分析，判断，给到企业决策层一个相对准确的趋势判断。如何满足数据流程的闭环过程，考验企业的是数字化转型的基础和程度，而数字化成功与否的关键技术就是IT&OT的融合，打破传统领域信息孤岛的壁垒，使得企业从生产，销售，供应链，企业管理系统，人员，厂区，楼宇等等内外重要元素的有效数据的传递和大数据分析计算。

2 数字化转型

数字化转型包含了IT&OT融合的技术，把OT（自动化层级）运营技术层级所包含的，人员数据，设备数据，物料数据，环境数据，边缘建模数据，通过同一网络链接上来，数据的传输也可以利用5G网络技术作为载体。

人员数据包含：出勤情况，人员健康情况，工作进度，工作负荷等等影响人员安全，可用性，效率的因素。

设备数据包含：各类设备KPI指标，OEE，能耗情况。举例，如电机的震动情况，电流，电压，频率等讯息的采集和传输，又如OEM加工设备的OEE，能源消耗，功耗，产能等数据。

物料数据包含：来料批次，生产日期，需求日和到货日期，入场抽检报告，入库讯息，经办人信息等物料管理相关的输入数据[2]。

环境数据包含：生产企业的厂区温度，人员密度，水，电，动力气的计量数据。

建模数据包含：设备层和边缘层级，数据清洗，整合，提供出有效的分析数据；举例，水泵在运转中，电流，电压，功率的变化数据，根据这些初步的数据，利用失效模型的算法，来计算出水泵的实际扬程和理论扬程的差异化，把这些结构化的数据反馈给DCS，SCADA，MES等生产系统，打通数据末梢神经，给予系统做判断的正确参考数据。

所以满足以上条件我们可以初步判断，企业的数字化已经初步实现，如何完成数字化，就要着重讨论下，IT&OT融合技术上是如何实现的。

3 IT&OT 融合技术介绍

IT&OT，两化融合赋能整个企业系统层级；在整个架构中起着关键性的链接作用。从设备，工作单元，车间层级，再延伸到企业管理层级，各个部门的协同，跨部门的协作，使得产线上的事件变化，可以直接链接到企业供应链，财务，人力资源，市场，进行协调动态调整。

如何实现IT&OT融合：首先要在企业工厂底层全面部署智能数字化设备。有了智能数字化设备，还要用开放的，未经修改的工业以太网（物联网的一种形态）把它们都互联起来。把工厂现场设备都用以太网连接起来后，我们就要用集成架构LOGIX平台来对生产过程，生产设备进行控制，集成架构是集控制及信息一体化的平台，一方面对生产过程进行自动化控制，另一方面，把生产过程中智能设备产生的大量数据进行收集处理，有些数据直接用于控制，有些数据则上传到上层信息化解决方案进一步加以利用。在集成架构控制平台之上是各种的数据处理分析的应用，可以是用于企业进行生产组织的MES生产执行系统，也可以是企业的其他大数据分析挖掘应用，这些应用通过对大数据的分析挖掘，可以帮助提高企业资产利用，能源使用，生产优化，及风险管控等等。赋能设备层级智能化，信息化，数字化，可以具备与IT层级对话的能力，达到自感知，自协调，自适应的目标。

与此同时，数据在MES（MOM）系统中，通过APS先进排程模块，对产线的进度和状态实时反馈与控制；将需要深度分析的数据和状态模型，上传到企业私有云或者集团公有云，利用部署在云平台智能运维系统（Rockii）的算力，进行深度分析与解读，利用AR，VR等人机交互系统呈现出来，在生产现场和企业管理层级有针对性的展示，因地制宜，安全便捷地分享讯息和数据报表[3]。

4 结语

综上所述，智能制造对于制造业企业是终极目标，需要一个中长期的迭代和发展，第一步最重要的过程即使数字化转型，讲底层设备的数据进行提取，让机器设备具自感知，自学习，自诊断，甚至是自维护的能力，之后利用IT&OT融合技术，让所有的数据进行提取，整理，清理，标准化，通过边缘计算能力在设备层级，车间层级进行执行，再把需要进一步处理的大数据，透过同样的网路协议E/IP传输到企业云层级，与IT算法相融合，与企业层级大脑进行反馈和互通。IT&OT融合起到建立通路，打通信息孤岛，将信息正确快速的传导，传输，夯实企业的数字化转型，完成智能制造的第一步，建立物理和虚拟的桥梁，使得智能制造落地，企业价值转型成为现实。