工業(yè)4.0中包含了物聯(lián)網(wǎng)以外哪一些技術(shù)

將IT與OT域進(jìn)行合并的挑戰(zhàn)是在一處組裝四種必需的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)，處理，用戶界面和安全性。

在稱為工業(yè)4.0的轉(zhuǎn)型中，精明的制造商正在忙于構(gòu)想并創(chuàng)建未來的智能工業(yè)企業(yè)。通過合并信息技術(shù)和運(yùn)營技術(shù)領(lǐng)域，他們正在構(gòu)建下一代智能系統(tǒng)，以優(yōu)化可制造性，改善運(yùn)營，增強(qiáng)客戶支持并分析由工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)概念，以其最簡化的形式，是關(guān)于將嵌入式系統(tǒng)連接到更廣闊的世界。更廣泛地說，它包括數(shù)據(jù)分析，人機(jī)交互和安全性。挑戰(zhàn)在于將四種必需的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集中在一處：網(wǎng)絡(luò)，處理，用戶界面和安全性。

時(shí)間敏感的網(wǎng)絡(luò)

IT和OT的合并只有通過調(diào)整綁定每個(gè)域的網(wǎng)絡(luò)才能實(shí)現(xiàn)。由于域的功能差異很大，因此它們的網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上也有所不同。IT領(lǐng)域包含將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有用信息的系統(tǒng)。對于制造商而言，它包括諸如會計(jì)，電子郵件和客戶關(guān)系管理之類的通用系統(tǒng)，并且還包括針對計(jì)劃和物流的特定制造系統(tǒng)。這些是基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)，沒有嚴(yán)格的實(shí)時(shí)限制，可以使用常規(guī)以太網(wǎng)的盡力而為方法。

OT域包括用于將材料制成產(chǎn)品的系統(tǒng)，用于過程控制，工作流管理和過程監(jiān)控的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)。工廠可以使用適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，以提供實(shí)時(shí)響應(yīng)并使用傳統(tǒng)的工業(yè)通信協(xié)議。不幸的是，許多工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議既不能相互配合，也不能與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)互操作，從而限制了技術(shù)供應(yīng)商的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，從而減緩了創(chuàng)新速度。工廠中的一臺機(jī)器可以連接到不同的工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都運(yùn)行其特定的協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。制造商必須部署網(wǎng)關(guān)以在不同網(wǎng)絡(luò)之間或向IT系統(tǒng)傳遞數(shù)據(jù)。

由于它們的互操作性有限，因此工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議不太適合工業(yè)4.0。同時(shí)，面向IT的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)無法提供控制系統(tǒng)所需的實(shí)時(shí)性能。

處理

正如網(wǎng)絡(luò)必須支持實(shí)時(shí)功能，因此必須處理。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）有助于確保當(dāng)CPU到達(dá)啟用了TSN的端口時(shí)，它們可用于接收和處理控制數(shù)據(jù)包。響應(yīng)控制數(shù)據(jù)包的能力還有助于CPU處理從其他輸入進(jìn)入處理器的事件，并執(zhí)行控制處理器所屬系統(tǒng)的循環(huán)。這些循環(huán)可能需要每30微秒或更短的時(shí)間運(yùn)行一次，這是傳統(tǒng)的IT操作系統(tǒng)無法滿足的精確度。

對更高自動化的需求要求嵌入式控制器中增強(qiáng)處理能力?？梢允褂酶咝阅艿奶幚韥頊p少控制回路的時(shí)間，更快地移動機(jī)械臂和裝配線并增加工廠產(chǎn)量。它還可以增加由單個(gè)運(yùn)動控制器管理的軸數(shù)，從而使機(jī)器人具有更多的關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)，從而可以在更狹窄的空間中操作或執(zhí)行上一代工廠機(jī)器人無法解決的任務(wù)。可以從操作員那里學(xué)習(xí)任務(wù)的機(jī)器人將需要圖像處理以及新的機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

隨著工業(yè)級Linux的出現(xiàn)，開源替代方案是另一種選擇。這些為工業(yè)企業(yè)和OEM提供了向其系統(tǒng)添加新功能的敏捷性。如果有足夠強(qiáng)大的處理器，不僅可以在工廠現(xiàn)場的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分析，甚至可以在生產(chǎn)機(jī)器內(nèi)進(jìn)行分析。除了分析之外，還將使用工業(yè)4.0體制中的處理能力來遠(yuǎn)程管理操作，使機(jī)器能夠相互之間進(jìn)行自動協(xié)調(diào)，并通過將生產(chǎn)數(shù)據(jù)和IT系統(tǒng)鏈接起來來提高效率。

人機(jī)界面

另一個(gè)要求處理能力的功能是人機(jī)界面。受智能手機(jī)啟發(fā)的界面將日益滲透到工業(yè)設(shè)備的僵硬世界。易于使用的可視界面簡化了操作員對機(jī)器的控制。高分辨率的屏幕使您可以查看高清相機(jī)的輸出，從而檢查制造出來的商品。驅(qū)動這些屏幕的是智能手機(jī)中使用的相同類型的圖形處理單元。盡管將這些GPU的3D性能從智能手機(jī)中縮小以降低成本和功耗，但它們將支持大尺寸高分辨率屏幕。圖形，視頻和文本的疊加；和光滑的用戶界面。

安全性

OT和IT的安全融合將增加安全威脅的風(fēng)險(xiǎn)。過去，運(yùn)營是孤立的，幾乎是外界無法理解的。黑客需要物理鏈接來攻擊計(jì)算機(jī)。融合的工業(yè)環(huán)境侵蝕了隔離操作的障礙，因此可以在系統(tǒng)之間共享信息以提高效率。

必須建立新的屏障，以確保系統(tǒng)的完整性，同時(shí)保持對數(shù)據(jù)流的滲透性。設(shè)備制造商的第一步是確保設(shè)備中的處理平臺安全。他們必須確保其系統(tǒng)僅執(zhí)行批準(zhǔn)的軟件并安全地連接到其他系統(tǒng)。這些系統(tǒng)必須進(jìn)行安全調(diào)試和定期更新，并且不得篡改其硬件和軟件在工業(yè)環(huán)境中，財(cái)務(wù)和安全風(fēng)險(xiǎn)較高，從而擴(kuò)大了對安全系統(tǒng)的需求。

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