如何安全有效地利用工业物联网

来源:荣格

发布时间:2018年9月7日下午 03:09:15

工业物联网是工业领域的物联网技术。从应用形式上,工业物联网的应用具有实时性、自动化、嵌入式(软件)、安全性和信息互通互联性等特点。

工业物联网是工业领域的物联网技术。从应用形式上,工业物联网的应用具有实时性、自动化、嵌入式(软件)、安全性和信息互通互联性等特点。
 
IT/OT Dynamic的三项重要变化

工业物联网(IIoT)的成功需要的不仅仅是传感器和布线。为了让制造商在确保安全和正常运营的同时获得更多收益,信息技术(IT)和操作技术(OT)部门需要有效协作。以下是需要解决的三个主要问题:

1. 作为一个团队工作。不同部门有不同的优先事项。OT技术人员通常将注意力放在生产运行上,以避免停机带来的成本增加,而IT技术人员则致力于保护数据的完整性。尽管这些是不同的角色,但重要的是从整体来考虑制造过程,并集合不同部门的力量,在部门之间建立公开对话。找到两个部门合作的有效途径,将有助于企业充分利用合作带来的优势,并达成业务目标。

2. 确保网络安全。伴随着互联世界的兴起,漏洞和风险也随之增加。在设备网络中,一个隐患系统可能成为催化剂并导致问题的广泛传播,最终威胁整个公司的架构。因此需要结合IT和OT的力量来有效维护网络可用性、机密性和完整性。他们还可以通过合作来执行有效流程,以防止故意攻击和无意的错误的发生。身份验证能阻止没有显示访问网络的设备和用户。将系统的关键部分与非关键部分进行分区,可以避免网络感染的传播。

3. 网络架构的一致。所有组成工业物联网的设备都需要拥有强大的网络互联性。因此就产生了对具有一致性和统一性的以太网通信的巨大需求。应该对这些设备组成的网络进行分层,以简化网络管理和操作。在现场层,应将通信领域划分成能进行有效管理的单元,如机器、生产和其他逻辑或物理单元。在任何工业物联网的规划中,生成和收集的数据量将明显高于以往,这将为IT和OT技术人员带来挑战。两个团队需要联手合作,以简单、经济、高效的方式实现设备的互连,同时还要满足特定应用对性能和可靠性的苛刻要求。

借助工业物联网成功实现工厂可见性的六个步骤
 
当谈到能源可见性和能源管理时,与所做的工作同样重要的是如何做到这一点。光是做出承诺并安装传感器和仪表是不够的。将所有数据记录到中央储存器是无法实现你想要的结果的。你必须有一个具体的目标以及帮助你实现这个目标的策略。按照以下步骤将让您和您的企业走上成功之路。

1. 发现问题。这个过程并不是从数据开始,而是始于一个“痛点”。您试图解决哪些问题?无论是基础设施支出过多、停机时间过长,还是设备的性能不一致,请不要试图掩盖一切。也不要毫无目的地捕获海量数据,仅仅因为有这个能力。要在能管理的范围内确定目标问题,最好是具体到某一点。您需要明确想要解决的问题。最重要的是,在实际获取数据之前就制定一个使用该数据的计划和策略。

2. 深入问题。如果在确定问题范围方面迈出了第一步,那么第二步就是围绕某一个问题大量收集足够精细的数据,以获得有意义的输入信息。就能源管理而言,每月或每季度审查一次水电费账单并不能提供有价值的意见。我们需要以天、班次甚至小时这样的数量级来进行监控。

寻找机会收集设备层或“物”层的数据。例如,是否能安装传感器来更密切地监控和记录您的生产过程?传感器成本的大幅下降,让我们能提高自动化各个方面的可见性。对工厂进行全面考察,并与操作员深入交谈,确定有哪些费力的手动流程,例如用纸笔或Excel电子表格来进行数据输入的工作。那些处于孤立状态的数据虽然目前无法被其他系统和业务决策者使用,但是却可能具有潜在作用,必须把这样的数据找出来,它可能是环境数据、生产数据或与批处理相关的数据。

为了确保数据的有效,数据采集应该不仅仅是简单地跟踪一段时间内的数据。我们可以根据地理区域的因素来分析:不同国家、州、工厂、环境。也可以根据设备层来进行分析:不同设备、生产线、机器,甚至不同的轴。我们还可以从人的因素来分析:不同工厂、班次、操作人员。最后,我们可以通过这些分析来确定最佳的策略,以及哪些人员需要更全面地培训。

3. 集中和分析。确定将数据集合到中央储存器的方法。可能需要某种类型的物联网网关或协议转换器,以及在数据集中后存放信息的数据库,您可以分析各种可能性以优化流程。例如,生成一份报告来交叉分析新出炉的和生产量相关的传感器数据。这个过程中有哪些变量与更高或更低的产量相关?

4. 让数据易于访问。传统的节能评估能提供一些有用的信息,但它们只是一个时间点的简要说明。只能定义系统现在的行为方式,而不是将来的方式。例如,它们并不能用于对监视设备执行预测性维护。如果想要进行机器运行状况的监控,您需要能实时提供数据的可视化和分析软件。它应该可以被整个组织的成员同时访问,而不仅仅是管理人员在隔夜的离线整批处理后来访问。

我们需要能够快速处理数据的可视化和分析软件,这些软件让用户能访问预先配置的数据图和报告,并组装控制面板。它还应该让用户能使用过滤器并自己定制交叉关联关系,这样,具有不同工作任务的人员可以利用结果来达成他们的目标任务。联网的应用程序可以为生产车间的工作人员、办公室的管理人员以及不在现场但是随身带有便携设备的任何人员提供最新的数据。

5. 不止是监测和分析。在收集数据并将其转换为可操作信息后,您的下一个目标应该是建立可以应用这些信息的程序。这就像在超过预设阈值时发送警报一样简单。系统可以通过控制面板或人机界面上的类似警报功能来实现,它会向维护人员或工厂管理人员发送信息,或是电子邮件。更复杂和有效的方法是实现系统的自动化,这样,当到达触发点时,控制器会识别出问题,并实施无需人工介入的纠正措施。最终目标是让设备自身降低能耗。

6. 求助于专家。如果能实现上述这种工厂可见性,将能给您带来巨大的收益,但这并不是一项简单的任务。借助专门设计的应用程序,您不再需要开发人员和软件架构师团队来助您达成这个目标。您需要的是一个经验丰富的集成商,指导您完成整个过程,并尽快实现价值。或者可以与供应商合作,他们的专业知识会为系统的建立提供帮助。您还可以利用能实现可视性的云服务。即使是最敏感的数据和系统,现在的连接工具也可以保护它们不受外界侵扰。

在竞争激烈的复杂全球市场中,您需要尽可能获取更多竞争优势。能源的监控、分析和管理能减少浪费,大大地节约成本。按照上述简单的六个步骤,可以在六个月内顺利实现价值和投资回报。

本地数据存储是释放物联网潜力的关键

为什么工厂网络架构距离的增加和复杂性的上升会带来潜在的故障点或数据丢失点?这可能会限制物联网的最终价值。



物联网(IoT)正在接近其临界点。Juniper Research的数据显示,物联网市场预计将从2013年的330亿美元增长到2018年的710亿美元。根据思科(Cisco)的预测,到2020年将有500亿台设备被连接。物联网将实现更智能的自动化,让“物”彼此共享信息,还能根据周围环境来自动调整,以实现最佳的生产量和最少的停机时间。

对于从恒温器到管道的所有和连接及通信相关的问题,大多数人所关注的是:我们如何收集并利用所得到的大量机器数据?

但在开始思考如何处理所有这些数据之前,首先了解,工业物联网在楼宇自动化、Wi-Fi和中央数据存储之外的应用扩展将给我们的遥测系统带来带宽和连接性方面的哪些挑战。远程设备通信通常会综合利用无线、无线电、光纤、卫星和电话服务。这些不同技术的带宽限制可能会减少通过的传输数据。其他因素如物理障碍、天气和环境因素也可能导致连接受到影响,从而使得数据丢失。

在对收集数据的存储和通信进行相关的优先排序时,行业也面临着挑战。毕竟并非每个设备都能生成足够的数据或高优先级数据,并保证持续、实时地传输到中央存储器。因此,在收集点保存数据至关重要。这可以防止在连接失败的情况下丢失数据。它也能确保优先级较低的机器数据在一段时间之后被打包编译和通信。

设备或传感器上收集的数据在进入企业存储库进行深入分析之前,通常会经过一定距离和数量的路径及元件来传输。随着距离的增加和架构复杂性的上升,会出现更多的潜在故障点或数据丢失点,这可能会限制物联网最终价值的实现。考虑到这些因素,我们就能理解为什么本地数据存储或许是成功实现物联网并将其商业化的关键所在。分层的架构非常适合支持本地数据的收集、存储和通信,我们可以将其视为多个小型数据中心。

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