破局数字化通讯?看看西门子怎么说

中国工业全面数字化转型已成为必然趋势,这是一个公认的判断。正所谓“要致富,先修路”,首先我们要看到,数字化需要一整套复杂的数字化基础设施或者说高速“路网”,才可以为数字化服务和数字化生产提供实现的基础。

中国工业全面数字化转型已成为必然趋势,这是一个公认的判断。正所谓“要致富,先修路”,首先我们要看到,数字化需要一整套复杂的数字化基础设施或者说高速“路网”,才可以为数字化服务和数字化生产提供实现的基础。数字化基础设施既包括为应用程序提供运行环境,为数据存储提供“数据湖”的平台层,也包括连接现场传感器和云端应用的网络层。

 

专家估计,到2020年将有150亿台连接智能机器。与此同时,数据量将大幅增加,只有高性能的数据通讯才能实现数字化。可靠的通讯网络是每个数字化解决方案的基础。也就是说,对数字化工厂而言,面向未来的强大网络构成了数据通讯的核心。

那么作为工业通讯领域的领先技术提供者,西门子工业通讯业务无疑成为西门子工业“布道”数字化的重要“排头兵”和开拓者。在日前召开的西门子“2019工业网络专家计划论坛”上,西门子不但对外宣布了其在诸如工业5G、基于TSN的Profinet工业以太网等方面的最近进展,更重要的是进一步雄心勃勃地继续缔造其工业网络生态圈。

 

ITOT的融合 

ITOT的融合是当前是企业数字化乃至智能制造实现过程中的一个重要课题和客户挑战,也是西门子工业网络通讯认为未来数字化应该突破的重点方向之一。

制造业ITOT的融合方向,其实早已有之。不过在最近几年,随着TSN时间敏感网络、OPC UA等技术的广泛应用才开始真正进入用户的视野。当然,这个融合并不是一件太容易的事情,也不是仅仅局限于技术层面的事情,譬如还需要考虑ITOT部门团队之间的跨领域协作。但是至少目前在技术上,已经逐步走向了落地应用。

IT和OT融合的过程中,通常会面临两个问题:在IT一侧需要连接企业网和控制网时,通讯标准可能不统一,需要解决通讯标准在连接性上的互通的问题;在OT一侧,当平台接入更多的终端时,通讯会受到激增流量的挤压而受到干扰,需要保证控制器间通讯的实时性。要解决这些问题,TSN是一个很好的选择。在2018年的汉诺威工业博览会上,西门子就将TSN列为未来重要的通讯技术之一。TSN最大的优势是在高网络负载条件下也能实现可靠的通信,预留带宽和可预测的等待时间确保每个应用都获得所需的通信渠道。同时,TSN能承载各种通讯标准的通讯协议,与现有的工业通讯协议之间没有任何冲突。

 

TSN的帮助下,OPC UA将具备实时性,可以在控制器和控制器之间、控制器以上乃至到云端发挥重要作用。而在控制器内部,基于TSN的Profinet将实现现场级的循环和实时I/O数据交换。

延伸数字化“触角”

识别和定位实际上属于数据的采集,是工业通讯中的网络数据来源之一,与通讯网络共同构成工业物联网(IIoT)架构下数据采集与传输这一核心层级。在IIoT的通信过程中,现场层数据经常会丢失。但是,对于制造流程及其供应链和销售链来说,这些基础数据不可或缺。事实上,工业物联网的整体理念就是由这些数据实现的。

西门子SIMATIC RF600SIMATIC RTLS实时定位系统,则代表了西门子向更大范围内延伸数字化“触角”的努力。

以SIMATIC RF600为代表的下一代RFID技术,可实现内置 OPC UA互操作性,为新应用开启了大门。通过西门子Mind Sphere物联网操作系统平台, OPC-UA可跨越更广的地理区域,并添加云端分析以提高预测能力。

 

无线定位技术和方案其实很多,常用的定位技术包括红外线、超声波、射频信号等,各有利弊。随着定位技术的发展和定位服务需求的不断增加,无线定位技术必须克服现有技术的缺点,满足高抗干扰能力、高精度定位、高信息安全性、低能耗及低发射功率等要求。基于超宽带(UWB)技术的SIMATIC RTLS实时定位系统则能够基本满足上述要求,因此成为未来无线定位的首选。更重要的是,通过RFID与RTLS技术的结合,可全面满足工业生产过程中自动识别、追踪与追溯的多种级别需求。RFID标签可储存被追踪物体的特征、状况与信息数据,能标记物体的状态;工业定位技术如RTLS则可即时辨识物体及其所在位置,提高生产透明度。两者结合对工厂生产进行透明化管理,对库存和在制品进行透明化监测,打通价值链的各个环节,对工业生产过程进行完整的追踪追溯。

构建网络生态圈

在笔者看来,“西门子工业网络专家计划”包括了专家级的工业通讯与识别产品、专家级的工业网络行业经验与知识、一站式工业网络专家服务、工业网络专家合作伙伴开发计划和培训与认证体系五大模块,其本质是打造一个生态圈,圈内的玩家包括了西门子、行业客户、OEM厂商、西门子的合作伙伴和分销商等。

对于希望打造数字化的企业来说,网络通讯架构显得更为复杂,的确需要这样一个生态圈来助力他们更快更好地进入“状态”。对客户而言,目前需要的不再是一个简单实现数据传输的通道,而是要对其进行充分的规划和定义,建立起一个能够有机融合企业和工厂生产系统的通讯平台。这其中需要工业通讯技术和设备的加持,更需要专业知识与经验来构建以客户行业需求为导向的、灵活多变的,并且适应企业自身现状以及未来发展需求的整体解决方案,才能真正成就数据和实体运营的全面连接。

 

对于西门子经销商合作伙伴来说,随着市场竞争越发激烈,用户对于解决方案的需求决定着未来的发展,单一的硬件销售已经不能为用户带来更多价值。该计划能够帮助他们拓展业务模式并成为解决方案供应商,赢得更多竞争优势。

此计划还致力于为业内专家提供完整的工业通讯网络培训和认证体系,使他们具备为各领域企业量身打造工业通讯网络的强大能力。据介绍,该计划面向不同级别的业内人员提供三种培训课程:面向初学者的西门子工业网络基础课程(Siemens ITIN)、西门子工业网络认证专业课程 (Siemens CPIN)和西门子工业网络认证专家课程(Siemens CEIN),自该培训2018年引入中国以来,已经有近百人获得了相关的资质认证。

事实上,数字化转型过程中的工业通讯是一项复杂而系统性极强的基础建设内容,需要接轨最新的网络通信技术,需要分层次分网段的系统性设计,需要考虑纵深防御的安全体系,更重要的是如何打破OTIT的藩篱。西门子,在这方面至少是一个值得信赖的专家。

 

 

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