最近，我們討論了物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)能使工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)力產(chǎn)生一個(gè)巨大的飛躍。但是，如果沒有分析所有數(shù)據(jù)的方法和工具，物聯(lián)網(wǎng)肯定不會(huì)結(jié)出果實(shí)。云計(jì)算則是這種方法的推動(dòng)者。
在過去的二十多年里，自動(dòng)化提高了制造與過程系統(tǒng)的性能、質(zhì)量和生產(chǎn)率。現(xiàn)在，這種性能保持在一個(gè)平穩(wěn)期。而進(jìn)一步的改進(jìn)需要更多的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這種需求超過了現(xiàn)有系統(tǒng)的能力。
在《自動(dòng)化世界》的一篇文章中，我們討論了物聯(lián)網(wǎng)(IoT)能夠?qū)I(yè)企業(yè)的生產(chǎn)力產(chǎn)生一個(gè)巨大的飛躍。但是，如果沒有好的方法來分析所有的數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)肯定不會(huì)見效。云計(jì)算是這個(gè)拐點(diǎn)的推動(dòng)者與催化劑。
“云計(jì)算”的使用是一種革命性的方法，不僅僅提供了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心模型。它從根本上改變了大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、計(jì)算、分析和洞見。它在基礎(chǔ)設(shè)施層(IaaS)、平臺(tái)層(PaaS)和軟件層(SaaS)提供了不同的按需服務(wù)。把大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和分析相結(jié)合，提供了突破性的生產(chǎn)率解決方案。
在10月份期刊的文章中，大衛(wèi)·格林菲爾德寫道：“數(shù)據(jù)庫是工業(yè)企業(yè)的冰箱?！彼麄兇鎯?chǔ)的信息非常重要，但只有很少的數(shù)據(jù)被使用。主要的問題是沒有一種方法利用這些積累數(shù)據(jù)，使它變得過時(shí)和無用。問題的關(guān)鍵是它沒有真正加以利用。云就是連接這些孤島的橋梁。
云計(jì)算技術(shù)正處在一個(gè)成熟的階段。私有云和公共云系統(tǒng)的發(fā)展，已經(jīng)成為橫跨業(yè)務(wù)供應(yīng)商和用戶的優(yōu)先項(xiàng)目。云計(jì)算非常價(jià)廉和有效，企業(yè)可以充分利用這種服務(wù)，在他們自己的數(shù)據(jù)中心之間移動(dòng)或遷移工作負(fù)載。數(shù)據(jù)中心的有些管理仍然是人工的，但自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)在更寬的應(yīng)用范圍內(nèi)優(yōu)化和動(dòng)態(tài)配制資源。
云把固定的客戶機(jī)- - 服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成了一種分布式體系結(jié)構(gòu)，具有本地和全球的智能。在工業(yè)應(yīng)用中，明確的對(duì)象就是制造執(zhí)行和生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)。當(dāng)執(zhí)行很少的制造功能時(shí)，只需要很少的離散服務(wù)器;當(dāng)這些功能使用云服務(wù)時(shí)，結(jié)果會(huì)更加有效。
在今天的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，我們看到云計(jì)算應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)防性和預(yù)測性維護(hù)，這是一種重大的進(jìn)步。這需要對(duì)每臺(tái)機(jī)器和設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的智能決策，這只在實(shí)時(shí)分析時(shí)才有效果。
云集成
自動(dòng)化供應(yīng)商可以在幾個(gè)方面，把云集成服務(wù)簡化到他們的產(chǎn)品和系統(tǒng)中：消除復(fù)雜和/或?qū)Ｓ械捏w系架構(gòu);使用開放的通信標(biāo)準(zhǔn);考慮的依據(jù)是服務(wù)，而不是離散的產(chǎn)品;并確保系統(tǒng)架構(gòu)適合于云計(jì)算。
在過去幾十年中創(chuàng)建的軟件架構(gòu)和工具，將不再適應(yīng)于新的云基礎(chǔ)設(shè)施。例如，對(duì)開發(fā)組織的管理，在多地的一個(gè)分布式團(tuán)隊(duì)共享應(yīng)用軟件開發(fā)的能力在以前僅能在極少數(shù)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在，分布式存取和版本管理已經(jīng)內(nèi)置，就像遠(yuǎn)程訪問郵件一樣容易操作。
基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，無法提供機(jī)器映像即時(shí)照的塊存儲(chǔ)架構(gòu)會(huì)容易出現(xiàn)各種失效。當(dāng)一個(gè)5秒鐘的失效可能導(dǎo)致數(shù)百萬美元的損失時(shí)，這些影響在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)會(huì)顯得更加突出。
除了出現(xiàn)新的市場和機(jī)會(huì)，云計(jì)算 -- 物聯(lián)網(wǎng)的組合將會(huì)推翻關(guān)于誰是行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者以及如何建立和保持領(lǐng)導(dǎo)地位的各種設(shè)想。
杰里米·波拉德(Jeremy Pollard)富有見地地寫道：“明確用途的設(shè)備已放在我們的軟件和硬件工具箱中幾十年了。云計(jì)算可能會(huì)改變這一切?！彼自捳f：你還啥都沒有見著呢。
云計(jì)算正在成為一種幫助工業(yè)制造企業(yè)的關(guān)鍵因素，能夠幫助他們降低成本、更多的創(chuàng)新、在市場上更有競爭力并實(shí)現(xiàn)高性能。但要通過這一技術(shù)獲得收益還有很多挑戰(zhàn)。
互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬化、硬件商品化、標(biāo)準(zhǔn)化和開源軟件的普及，使云計(jì)算成為一種低成本、靈活的信息技術(shù)(IT)資源，能自動(dòng)適應(yīng)業(yè)務(wù)的需求。但是，像過去的其他技術(shù)進(jìn)步，云計(jì)算帶來了機(jī)遇，同時(shí)也帶來了安全性、私密性、數(shù)據(jù)管理、集成和服務(wù)質(zhì)量等方面的挑戰(zhàn)。
后續(xù)將面對(duì)的六大挑戰(zhàn)：
第一，對(duì)于許多公司來說，安全性是首要問題 -- 即，企業(yè)數(shù)據(jù)在一個(gè)共享的第三方環(huán)境中如何維護(hù)。因?yàn)樗麄兊暮诵臉I(yè)務(wù)是要保護(hù)客戶的數(shù)據(jù)，主要的云供應(yīng)商在這方面已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步。但重要的是，制造商需要仔細(xì)評(píng)估供應(yīng)商，對(duì)潛在安全問題保持清醒。
第二，圍繞數(shù)據(jù)出現(xiàn)的問題，包括數(shù)據(jù)的位置、合規(guī)和集成。目前的云解決方案需要把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端。這種方法假定有時(shí)公司只能依賴于一個(gè)或兩個(gè)供應(yīng)商。
然而，市場仍然相當(dāng)分散，有數(shù)百個(gè)基于云的供應(yīng)商，多數(shù)專門從事特定的垂直細(xì)分市場。雖然對(duì)供應(yīng)商的整合是不可避免的，企業(yè)用戶可能仍然會(huì)使用多個(gè)云。因此，他們將不得不處理分散的云數(shù)據(jù)，以及把數(shù)據(jù)住留在自己數(shù)據(jù)中心的防火墻后面。這種數(shù)據(jù)碎片意味著巨大的集成挑戰(zhàn)，凸顯開發(fā)一個(gè)綜合企業(yè)架構(gòu)的重要性。
第三個(gè)挑戰(zhàn)涉及到服務(wù)水平的保證。許多企業(yè)應(yīng)用需要一定的服務(wù)水平。在傳統(tǒng)的本地設(shè)置中，這些要求非常容易滿足，因?yàn)镮T部門就在現(xiàn)場。但是使用云服務(wù)這就不一定了。云服務(wù)供應(yīng)商擁有對(duì)運(yùn)行環(huán)境的控制，但不能保證響應(yīng)時(shí)間，因?yàn)閿?shù)據(jù)必須通過因特網(wǎng)旅行。盡管云供應(yīng)商的服務(wù)水平在穩(wěn)步推進(jìn)，但缺乏服務(wù)水平的現(xiàn)實(shí)會(huì)阻礙企業(yè)把關(guān)鍵應(yīng)用遷移到云中。
老應(yīng)用是另一個(gè)挑戰(zhàn)。一般情況下，他們不能很好地適應(yīng)云計(jì)算。這種系統(tǒng)往往是核心業(yè)務(wù)功能的關(guān)鍵，但今天的云基礎(chǔ)設(shè)施可能缺乏對(duì)他們的支持。此外，許多老應(yīng)用緊密耦合底層系統(tǒng)的軟件和硬件。如果不能重新設(shè)計(jì)，他們就無法從云的虛擬化和并行化特性中獲益。
第五個(gè)障礙是關(guān)于基于云服務(wù)的購買。使用隨用隨付的IT服務(wù)從采購的角度來看是極具吸引力的 – 支付和授權(quán)流程把資本支出轉(zhuǎn)移到了運(yùn)行成本。但是，云計(jì)算的采購和云環(huán)境中的企業(yè)協(xié)議看上去有些問題，不會(huì)在一夜之間得到解決。
最后，云計(jì)算的固有彈性使其更難以跟蹤與它相關(guān)聯(lián)企業(yè)的軟件許可。 公司應(yīng)該尋找針對(duì)許可證的可移植模式，允許他們在云中轉(zhuǎn)移。他們還應(yīng)該能夠按小時(shí)記錄軟件的使用，開發(fā)多種許可證，支持高水平的升級(jí)處理，包括支持不斷升級(jí)的預(yù)算。
雖然具有各種各樣的挑戰(zhàn)，但云計(jì)算為工業(yè)制造商提供了一種在商業(yè)環(huán)境中的高級(jí)競爭工具。公司可以利用合適的云計(jì)算能力，提高推出新產(chǎn)品的能力，更快地進(jìn)入市場，改進(jìn)生產(chǎn)效率，不斷創(chuàng)新，吸引高端人才 -- 幫助企業(yè)在激烈的市場中保持競爭力。
云運(yùn)營
對(duì)歷史數(shù)據(jù)的收集和分析，增加預(yù)防和預(yù)測維護(hù)數(shù)據(jù)，合并更大更多的位置服務(wù)，這對(duì)跨國公司特別有利。這些不同位置在云基礎(chǔ)架構(gòu)中才真正具有了意義，因?yàn)槊總€(gè)工廠可以將數(shù)據(jù)上傳到云中，減少對(duì)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的依賴。
自動(dòng)化產(chǎn)品和系統(tǒng)的供應(yīng)商，使用云顯著地獲得了效率、成本和能力，因?yàn)楫a(chǎn)品變得更加智能，并能通過云連接。關(guān)鍵的轉(zhuǎn)變點(diǎn)是把多個(gè)孤島轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆?lián)網(wǎng)的企業(yè)，因而大大提高了生產(chǎn)效率。
對(duì)分布式云架構(gòu)有了一些新的需求。數(shù)據(jù)不再局限在本地，它應(yīng)該是隨時(shí)可用的，它的質(zhì)量影響整個(gè)過程。服務(wù)需要從離散系統(tǒng)擴(kuò)展成智能分布式系統(tǒng)，通過對(duì)工作負(fù)載的整合，使成本最佳化。
對(duì)自動(dòng)化供應(yīng)商非常有益是：不僅要考慮離散的盒子，更要想到完整的服務(wù)。使用簡單開放標(biāo)準(zhǔn)通信的云服務(wù)必然會(huì)淘汰和整合專有架構(gòu)。
工業(yè)控制應(yīng)用強(qiáng)烈依賴于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，使用云計(jì)算完成實(shí)時(shí)控制在不遠(yuǎn)的將來似乎不太可能。然而，控制制造商將會(huì)仿效其他領(lǐng)先的企業(yè)，在制造任務(wù)中使用云，特別是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程訪問。
現(xiàn)在還沒有提供對(duì)自動(dòng)化控制器的雙向訪問，但是這種情況也正在改變，因?yàn)橄到y(tǒng)集成商開始與OEM合作，設(shè)計(jì)基于云的訪問和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的雙向通信。在一些應(yīng)用中，云將成為最終用戶關(guān)鍵路徑的一部分。
云未來
在制造業(yè)中，對(duì)于云計(jì)算的目標(biāo)非常明確，包括了IT相關(guān)的應(yīng)用，如制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和生產(chǎn)規(guī)劃系統(tǒng)(PPS)。
控制室的空間有限，特別對(duì)于那些老廠和海上設(shè)施。在云服務(wù)器上運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用，諸如人機(jī)界面(HMI)和工程工作站，除了節(jié)省空間還有許多優(yōu)點(diǎn)。
2012 年在紐倫堡舉行了工業(yè)過程控制驅(qū)動(dòng)器展會(huì)，弗羅斯特與蘇利文(Frost&Sullivan)公司展示了其“工業(yè)地圖2.0”，標(biāo)識(shí)產(chǎn)品創(chuàng)新、協(xié)作和流程優(yōu)化為工業(yè)未來的三個(gè)最重要的元素。關(guān)于功能或技術(shù)方面的考量，認(rèn)為以下內(nèi)容是重要的：
● 無線智能;
● 分布式生產(chǎn);
● 協(xié)同IT的解決方案;
● 集成企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(ERP，PLM，MES)和智能云。
根據(jù)弗羅斯特與蘇利文公司的介紹，這些關(guān)鍵元素?zé)o縫集成了各種學(xué)科。每當(dāng)互動(dòng)延伸到本地站點(diǎn)之外，云計(jì)算就有了施展自己能力的平臺(tái)。
綜觀許多公司提供的產(chǎn)品和服務(wù)，引人注目的東西是弗羅斯特與蘇利文公司被稱為“智能云”的東西。隨著生產(chǎn)設(shè)施的全球化，例如，需要對(duì)各工廠的機(jī)器和生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和評(píng)估時(shí)，運(yùn)行數(shù)據(jù)需要加以說明。這可以通過一種集中云的解決方案來實(shí)現(xiàn)，確保信息可用，隨時(shí)更新，傳給特定的人群。這種架構(gòu)也能在遠(yuǎn)程監(jiān)視和條件監(jiān)測方面很好的工作。
