行业与应用
工业自动化正在经历翻天覆地的变化,工业 4.0 有望带来新一代通信技术,做到以近实时的速度收集和处理数据。这些数据的即时可用性推动了一个超高效、高度互连和智能制造的新生态系统成型。针对既有和相关的工业通信协议的扩散和遗留问题,工业 4.0 可能对传统的工业自动化系统(如一些旧版本的现场总线)构成威胁。那么,通往无缝工业 4.0 未来的道路上会遇到哪些障碍?
或许不可避免的是,在任何情况下,过渡时期都会涉及一些自然的心理犹豫因素。对于工业 4.0,多重相互作用的因素会加剧这种情况,尤其是历史上由两个生态系统主导的工业格局,类似于闭源和开源智能手机。进一步类推,开源系统相对于闭源专有系统在本质上更加“开放”,这类似于围绕多种通信“语言”存在的工业自动化现实。无论公司现有通信语言的忠诚度如何,一个无缝运行的工业 4.0 未来堪称是展望以开放性支撑工业 4.0 的全面实现。
近期,Molex 莫仕与第三方研究公司 Dimensional research 联合开展了工业 4.0 现状调查,得出的结论主要是:工业 4.0 尽管已取得一定进展,但重塑制造业格局的最初愿景——通过完全自动化的端到端制造产生数以十亿美元计的收入——尚未实现。该调查考察了工业自动化的商业案例中是否存在根本性缺陷,研究了可能存在的主要障碍。
调查受访者表示“现有通信协议太受约束”,而 39% 的受访者认为目前的远程访问太受限制。但也有 36% 的人认为传统解决方案足以满足当下需求。显然,通信协议、尤其是远程访问表现让人失望,不同回应表明,技术采纳存在明显障碍,IT 和 OT 之间存在某种程度的对峙。
密切合作至关重要
Molex 莫仕经历过引导客户慧眼明选这一严峻挑战,发现密切合作显然大有必要。在实践中,我们发现最大的障碍与特定的长期自动化系统有关。它们与基础设施相关的支持系统甚至这些系统的管理均已成型多年,围绕系统构建的有利可图的业务模型也是如此。如今的问题是,远程访问会被视为对这些模型的威胁。在现实中,许多工业场景仍需人工干预,这意味着纯远程管理操作很有可能还需再待几年。
例如,在汽车自动化领域,当今每种车型所需的大部分技术更新都在于固件和软件。这些可以远程交付,但是转换至支持远程访问模型的流程实际上会减慢采纳速度。
车间本身在通信方面也有类似表现,不同机器使用着多达八种语言。Profinet、EtherNet/IP 等数字语言与传统选项(包括 DeviceNet 和 Profibus)竞争。一大行业挑战集中在当今的新工厂依然沿用传统通信技术。
当业界采纳下一代基于以太网的协议(如 EtherNet/IP)时,鉴于以太网连接在速度和多设备连接能力方面优势显著,人们认为它将为企业带来良好连接。但是,出于多方面原因,整个行业并未看清以太网在服务层面上的成本更高。我们今天看到的局面令人困惑,不清楚谁在什么时候使用哪种技术,也不清楚如何有效地连接一系列协议。我们怎样才能做到不再担心语言,而是关注数据呢?
不可知论的必要性
Molex 莫仕认识到这一困难局面,以技术不可知论回应客户。Molex 莫仕的核心价值帮助我们指导行业部署功能安全的消息传递,无论协议、设备和网络上的其他设备如何。“功能安全”是指来自任何制造商的任何设备都能够安全联网。安全和不安全的输入/输出消息都合并在同一设备和线路上,因此无需单独设备。
实用不可知论意味着能够为组织提供其需要和请求提供的功能安全的技术。例如,作为 Profinet 技术的提供商,Molex 莫仕通过 Molex 莫仕技术资格中心提供工程开发和技术支持,积极促进工程师参与 Profinet 规范流程,在推进工业 4.0 方面发挥了关键作用。
同样,以太网的最新迭代单对以太网 (SPE) 是有意识地尝试建立一项旨在促进工业物联网和工业 4.0 发展的标准。牵头的是单对以太网工业合作伙伴网络,Molex 莫仕是该网络的长期成员。
而不可知论的第二大好处是有自由不使用特定协议,而提供一个允许协议间通信的层。这造就了真正的内建效率,让投资合理化并推动了投资。
为了在全球范围内实现变革,大型制造商必须在影响工业 4.0 未来方面发挥关键作用,并与 Molex 莫仕等不可知论供应商合力塑造技术竞争环境。技术层面不可知的方法对应有真实且可以理解的需求与愿望,在这种方法中,任何设备都可以部署在任何网络上,但也可以在开放环境中配置。乐观地说,我们逐渐看到,在越来越多的情况下,应用的优势开始压倒账户所有权,缓和了对某些通信协议的历史偏见。
工业 4.0 的目标
实现工业自动化通信协议和系统的不可知论方法的第一步在于“煽动”相对根深蒂固的文化立场。后续步骤需要解决几个障碍——可能需要跨越全球边界,定义和完善远程访问,乃至建立新的培训程序和商业模式。当我们沿着工业 4.0 学习曲线跨越任何数量的自动化细分领域时,指引我们的首要需求是与客户建立积极密切的长久关系。这些用例是 Molex 莫仕品牌承诺“为生活创造连接”的最佳具象体现,我们推动持续合作,引领客户走上通往工业 4.0 最终目标的平稳道路。