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隨便問誰：我們正處于第四次工業(yè)革命之中。它不像第一個那樣由蒸汽驅(qū)動，也不像第二個那樣由裝配線提供動力，甚至不像第三個那樣只由信息技術提供動力。這種范式轉(zhuǎn)變是由一系列智能技術推動的，從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)到人工智能支持的分析再到創(chuàng)新的網(wǎng)絡框架。當然，在工業(yè)4.0的核心，你會發(fā)現(xiàn)自動化。
但對于制造商來說，致力于工業(yè)4.0是一回事。實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變完全是另一回事。全球燈塔網(wǎng)絡(GLN)是麥肯錫和世界經(jīng)濟論壇(WEF)的研究伙伴關系，研究全球工業(yè)4.0的發(fā)展。截至2022年，GLN只確定了103座“燈塔”，即據(jù)說已經(jīng)完成了工業(yè)4.0轉(zhuǎn)型的工業(yè)設施。與此同時，世界經(jīng)濟論壇表示，超過70%的公司“仍被困在‘試點煉獄’中”。
對制造商來說，挑戰(zhàn)尤其嚴峻。技術更新可以關閉生產(chǎn)線。新的作戰(zhàn)裝備貴得令人難以置信。最糟糕的是，目前的計算架構并不是為廣泛集成而構建的，而廣泛集成是任何智能工廠的基本前提。
行業(yè)4.0的前景是巨大的：更快的上市時間、更低的生產(chǎn)成本、更好的資產(chǎn)利用率、實時的業(yè)務洞察。所有這些好處都依賴于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的命脈：大數(shù)據(jù)。但是，即使制造商能夠收集到這些數(shù)據(jù)，他們也往往很難將其塑造成一種可用的形式。
以下是制造商在過渡到工業(yè)4.0時面臨的關鍵挑戰(zhàn)-以及如何解決這個問題。
制造業(yè)工業(yè)4.0的挑戰(zhàn)：實現(xiàn)IT/OT融合
操作技術(OT)包括管理和控制工業(yè)過程的所有硬件、軟件和通信協(xié)議。另一方面，信息技術(IT)涵蓋了傳輸和處理數(shù)據(jù)的計算系統(tǒng)和網(wǎng)絡。幾十年來，這些領域一直被困在各自的豎井中，由于不兼容的協(xié)議、高延遲網(wǎng)絡和不同的數(shù)據(jù)處理范例而彼此隔離。
為了實現(xiàn)工業(yè)4.0的目標，OT必須與IT共享數(shù)據(jù)。收集前線信息--IIoT的一個特殊優(yōu)勢--屬于OT的任務范圍。將這些信息轉(zhuǎn)化為洞察力，使其在更廣泛的業(yè)務意義上可用，而不是純粹控制機器，這是IT的工作。如果雙方不能溝通或互動，為公司創(chuàng)造價值，行業(yè)4.0項目就不可能實現(xiàn)。
傳統(tǒng)的OT架構是為監(jiān)督和控制工業(yè)過程而構建的，而不是廣泛共享數(shù)據(jù)。他們使用幾種通信協(xié)議(MODBUS、OPC-UA、BACnet)，將他們的數(shù)據(jù)隔離到獨立的孤島中：技術專家所稱的數(shù)據(jù)水坑。即使您可以連接OT和IT系統(tǒng)，基于云的高延遲網(wǎng)絡與中介流量系統(tǒng)也無法進行實時分析。
不過，也有好消息：IT/OT融合是可能的。您只需要一種新的聯(lián)網(wǎng)方法，一種在兩個系統(tǒng)中無縫流動的通信協(xié)議，以及一個共享和交換數(shù)據(jù)的通用模型。兩種技術協(xié)同工作以實現(xiàn)所有三個目標：邊緣計算和MQTT協(xié)議。
制造業(yè)中的IT/OT融合：IIoT邊緣數(shù)據(jù)庫和MQTT協(xié)議
IT/OT融合的新方法必須同時解決兩個問題。首先，它必須允許IT和OT系統(tǒng)自由通信。其次，它必須實現(xiàn)對實時智能至關重要的低延遲數(shù)據(jù)傳輸。以下是針對每個挑戰(zhàn)的解決方案。
使用MQTT協(xié)議橋接OT和IT
第一個問題可以歸結為通信協(xié)議、文件格式和允許一臺機器與另一臺機器“對話”的正式規(guī)則。正如我們提到的，傳統(tǒng)的OT協(xié)議被鎖定在它們自己的域中。幸運的是，一個更好的選擇已經(jīng)到來。
對于IIoT系統(tǒng)，MQTT是理想的消息傳遞協(xié)議，它迅速成為各種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的事實標準。MQTT足夠輕巧，可以滿足物聯(lián)網(wǎng)設備的低占用空間數(shù)據(jù)需求，包括那些帶寬不可靠的設備。而且您不必關閉生產(chǎn)來進行切換：MQTT客戶端可以安裝在現(xiàn)有的OT(包括IIoT)系統(tǒng)上。在IT方面，MQTT代理可以與傳統(tǒng)的云服務器或內(nèi)部部署服務器一起工作。
這就解決了IT/OT融合問題。接下來，您需要一個能夠可靠、安全、快速地處理所有MQTT流量的網(wǎng)絡體系結構。
借助邊緣計算實現(xiàn)實時業(yè)務洞察
請記住，Industry 4.0不僅僅是IIoT或生產(chǎn)線上的自動化設備。它還涉及可以顯著改善工業(yè)環(huán)境的創(chuàng)新技術：例如，大數(shù)據(jù)分析、機器學習和人工智能。這些新技術帶來了預測性維護和更智能、更快速的決策等優(yōu)勢。您獲得的數(shù)據(jù)饋送越接近實時，您的業(yè)務響應速度就越快。
問題是，數(shù)據(jù)傳輸?shù)迷竭h，你的數(shù)字工具響應就越慢。邊緣計算--在原點附近收集、組織和處理數(shù)據(jù)--通過限制距離來提高速度。而速度并不是將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫置于邊緣的唯一優(yōu)勢。物聯(lián)網(wǎng)邊緣集線器是一項在Industry 4.0拓撲中變得越來越常見的新技術。IoT Edge Hub使不同的數(shù)據(jù)源和目標能夠無縫交互，為作為這一新環(huán)境的主干的通信層提供穩(wěn)健性和彈性?；谶吘壍奈锫?lián)網(wǎng)集線器還可以：
降低帶寬需求。
降低云存儲成本。
最大限度地減少云數(shù)據(jù)處理方面的支出。
用更少的IT占用空間做更多事情。
通過將相同數(shù)據(jù)存儲在多個位置來支持數(shù)字雙胞胎。
準備好為您的制造設施獲得Industry 4.0的優(yōu)勢了嗎？這一切都始于正確的計算基礎設施：支持MQTT協(xié)議的邊緣物聯(lián)網(wǎng)集線器。這些系統(tǒng)是制造業(yè)IT/OT融合的關鍵，有效地消除了智能工廠實施的最后絆腳石。
