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真正的万物互联,靠的是什么?

2021年8月25日 17:40  CCTIME飞象网  

一部手机控制全家的电子设备早已经可以实现,但想跨品牌一键控制设备怎么实现?

智能家居中跨品牌“万物不联”的问题依然困扰着消费者,工业设备的互联互通更加复杂,不同品牌、不同协议、不同工况的数万台设备要实现互联互通,中间的工业连接设备不可或缺。

“全能”的工业网关

工业网关是连接互联网/物联网和控制层之间的核心设备,在工业互联网中起着承上启下的作用。上即工业互联网云平台、制造执行系统(MES)等,下即数据采集与监控系统(SCADA)、可编程逻辑控制器(PLC)、数控机床(CNC)、传感器等。在物联网体系架构中,网关既可位于传感器、设备之间,也可位于云端之间,透过边缘节点可以在近传感器端进行大量分析、过滤。

(图片来自网络)

简单来说,如果把家庭想象成一个环境,同一个品牌的电视、空调、灯等设备用同一种语言交流,手机通过App适应他们的语言操控。但换品牌设备就要换一个App语言操控,不同品牌间也是“鸡同鸭讲”。

但在工业生产中,这个情况要复杂的多,一条产线上可能出现不同品牌的数控设备、传感器、PLC,他们可能来自德国、美国、日本,输出的数据格式也就是德式、美式、日式。工业网关就是这样一个让它们同统一的“语言”相互配合,让设备间、设备与控制间数据互通的“万能翻译”。而早在20多年前就提出的“万物互联”(IoE),在工业环境中通过工业网关,借助新一代信息技术真正将设备彼此联通。

(凯文·艾什顿1999年首次提出“万物互联”概念)

现状:逐渐凸显的重要性

数据就是资产。传统互联网消费者数据是各科技公司的重要资产,在工业领域生产数据就是资产。只有打通产品全生命周期数据链条,基于工业互联网平台挖掘数据要素价值,才能将数据作为资产进行开发和运营。工业网关,作为信息技术(IT)网络和操作技术(OT)网络融合的关键节点设备,承担着物理空间向数字空间的“连接器”的作用,完成数据的交互和翻译。可以说,没有工业网关实时的数据交互、解析、融合、转发的基础工作,工业互联网的数据驱动只能够停留在概念层面。

(新一代智能工业产线)

现阶段国内的工业发展极不均衡,一部分数字化程度高的工厂已经实现无人化”黑灯工厂“,足以数据实时采集,数据自驱。一部分停留在机械化时代,还停留在靠人工经验调试记录。而更大部分的生产企业在两者之间。多种条件设备、系统、监控设备并存,输出数据格式、接口协议多种多样,需要一个“标准”的数据格式对“不标准”的生产环境数据进行规整,尤其是对于与生产任务密切相关的工业控制类设备,更需要通过工业网关进行互联互通,帮助企业从“黑盒运行”走向“透明工厂”。

在市场方面,工业网关的重要性实时反映到市场判断,根据MarketsandMarkets发布的新的市场研究报告("IoT Node and Gateway Market"),到2026年,全球物联网节点和网关市场规模估计将从2020年的3871亿美元增长至5637亿美元。在国内,工业互联网技术与产品测评实验室等一批专业机构通过标准研制、测试验证等手段推动工业网关领域的良性发展。

随着边缘计算、工业互联网应用的不断深入,对工业网关的重视程度也在明显增加。在2020年初,第一批13家网关企业主动测试,到2021年6月3日第三批《工业连接关键技术与产品白名单》结束时,已经累计30余款网关产品主动测试,工业互联网技术与产品测试实验室总工张娟娟说到。在工业网关领域,现阶段还是“百花齐放”的阶段,虽然没有传统消费互联网“赢者通吃”的残酷竞争,但是在细分行业中还是有越来越多的领头羊出来,经过权威机构的测评认证,一方面可以进一步优化产品,另一方面可以获得更大的竞争优势,更有希望在行业中成为龙头,享受优势效应。

政府同样高度重视工业网关的作用,根据2018年工业和信息化部发布的《工业互联网平台建设及推广指南》中,着重强调“工业互联网平台是面向制造业数字化、网络化、智能化需求,构建基于云平台的海量数据采集、汇聚、分析服务体系,支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置。”工业互联网平台设备管理能力是其中重要发展方向,设备互联才能工业互联。

前景:从复杂走向规范

行业发展都会经历从混乱到规范的过程,但市场竞争并不能起到全部的作用,相关政府单位就发挥了重要的作用,最为重要的就是对“合格”的标准进行统一。国家工业信息安全发展研究中心系统所测试部主任栾燕说到:“虽然市面上的工业网关服务商都会强调自己产品的优势,但真正需要的核心指标是否能够满足工业现场要求,是否达到了行业平均水平,需要有统一的标准作为衡量标尺。行业要保证良性的发展,就要在关键指标设立技术门槛,才不会出现劣币驱逐良币的情况,避免把客户现场当做产品试验基地”。

反观应用侧,因为工业网关的采购选用强烈依赖前期调研工作,但用户企业对工业网关技术指标可验证的手段有限,所以在应用企业选择的时候,也逐渐开始采信国家机构测评结果。“为了减少工业网关前期调研的投入成本,在采购时我们要求设备必须经过国家单位测评认证,在能满足合格的基础功能情况下,再进行成本和操作上的考量”,三一重工设备互联互通负责人说到。“场景化应用的前提是合格的基础功能,否则不仅数字化升级不能完成,连正常的生产都会受到影响”。

作为数字经济中“数”的基底支撑,工业网关已经成为“万物互联”中的核心设备之一,良好的应用将会带来巨大的价值。而整个行业的良性发展需要政府机构、科研机构、设备生产商、应用企业多方共同配合,在规范的竞争环境下不断实现技术应用创新。

编 辑:王鹏
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