工四術語(編號126)
英文:Operational Technology
翻譯:運營技術、運維技術
在西方工業(yè)領域,最近出現(xiàn)了一些非常有趣的現(xiàn)象,就是IT和OT部門有相互“打架”的趨勢。企業(yè)的競爭力到底誰更強:是IT?還是OT?
這就讓我們不得不思考,OT技術到底是什么?
而在中國,同樣的命題也在困惑著實踐者和政策制定者。工業(yè)化和信息化的兩化融合,很早就提出來,最新的說法是兩化深度融合。
實際上,兩化融合有一個演化的過程。在十幾年之前,當時只是簡單地稱為用現(xiàn)代技術武裝傳統(tǒng)工業(yè),后來又稱之為用信息技術改造老企業(yè),到最后稱之為兩化融合。
本文闡述的是與兩化融合密切相關的OT技術。
工四術語解讀
什么是OT 運維技術?
OT運營技術(Operational Technology) ,這里的operation,從微觀看可以理解為操作,比如操作一臺設備;從中觀看可以翻譯為運行,比如運行一條生產線;從宏觀看則可翻譯為運營,比如運營一家工廠。而不管采用哪一種層級的含義,其本質都是用特定的硬件和軟件,對物理設備如閥、泵等進行控制,從而導致物理過程與狀態(tài)的變化。
OT技術最為容易被忽視的一個核心基礎,就是:工業(yè)知識的積累和傳遞,將人的隱性知識,轉化為機器語言,成為一種可執(zhí)行的知識體系。
硬件既包括控制層的PLC、SCADA、DCS、CNC、RTU、運動控制、機器人等,也包括底層的傳感器(按鈕、開關、RFID閱讀器、條碼掃描器、各種溫度、壓力、流量、液位變送器等)和執(zhí)行器(繼電器、電磁閥、電機、閥門、指示燈等),還有現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網。嵌入式系統(tǒng)(例如智能儀表)、數(shù)控機床設備等也可以歸于其中。
在軟件方面,除了指按照工藝要求對PLC的編程、DCS組態(tài)、SCADA的圖形頁面繪制、CNC的加工曲線、機器人的動作等,更重要的是它包含了制造過程的技術秘籍、加工過程中的數(shù)據,以及企業(yè)員工的知識和經驗。
OT技術、自動化與工業(yè)知識
OT包括了AT自動化技術,自動化技術在不同的工廠之間水平會相差很大。德國和日本的大多企業(yè)就是因為在自動化方面做得出色,才有今天的成功。實際上許多自動化技術,本身就是從工業(yè)Know-How轉化而來。
從廣義上說,IT是個平臺,是為OT服務的。OT包括數(shù)據、知識、秘籍。有了IT平臺和軟件技術,大數(shù)據可以幫助企業(yè)更快、更好地獲得智慧、智能。工廠數(shù)據、經驗從直覺、隱性知識,向知識轉化對企業(yè)而言很重要。但也要認識到,OT解決知識傳遞問題并不容易,不是有了IT技術就可以解決一切問題。把數(shù)據轉換為執(zhí)行力和知識,這有一個過程,有經驗的積累,而且是要不斷演進、不斷優(yōu)化、不斷完善的。
OT是有企業(yè)氣質的,跟企業(yè)知識傳遞是有關的。正因為如此,OT才成為企業(yè)核心競爭力,這是工業(yè)化的根。
OT與IT信息技術
IT技術的范圍很廣,最重要的兩個節(jié)點是PC和互聯(lián)網的出現(xiàn)。PC的出現(xiàn)、Windows & Intel的崛起改變了整個世界,使計算機成了百姓化的產品;Web技術使互聯(lián)網又極大地發(fā)展起來,網絡和圖形界面大大地方便了每個人的工作和生活。
過去工廠只關心OT,沒有人知道IT。
在IT概念出來之前,企業(yè)核心競爭力就是OT技術,因為這意味著技術秘籍,也就是工業(yè)Know-How,一直處于主導性位置。無論是德國還是日本,OT都是企業(yè)的生存之根。日本企業(yè)提出的即時生產(JIT)、看板管理(KBM),德國企業(yè)提出的柔性制造系統(tǒng)(FMS)等都是例證。
而隨著PC控制、互聯(lián)網、數(shù)字化等的發(fā)展,IT的介入則是水到渠成。而IT經過一段時間突飛猛進的發(fā)展之后, OT和IT的融合已是大勢所趨。羅克韋爾自動化是在業(yè)界較早提出IT加OT理念的公司之一。十幾年前,該公司提出了集成架構的理念,五年前提出了互聯(lián)企業(yè)的概念,核心就是二者的融合,直接指向如何降低成本、加快上市、提高質量等,這也是智能制造的關鍵因素。
傳統(tǒng)上,OT網絡使用專有協(xié)議來滿足所需的功能,其中一些是已成為“標準”的工業(yè)通信協(xié)議(例如DNP3,Modbus,DeviceNet)。近來,IT標準的網絡協(xié)議也用到了OT設備和系統(tǒng)中,比如EtherNet/IP,就是在IP基礎之上增加了工業(yè)應用層。這可降低復雜性,增加與傳統(tǒng)IT硬件(例如TCP / IP)的兼容性。
除此之外,安全也是OT與IT二者相互融合的一個現(xiàn)實的物理要求。過去,OT的安保幾乎全部依靠OT設施的獨立性(即所謂的自動化孤島)。近來,很多的OT系統(tǒng)連接了IT系統(tǒng)(企業(yè)的目的是擴大監(jiān)控和協(xié)調OT系統(tǒng)的能力),但對OT的安保提出了很大的挑戰(zhàn)。與IT相比,OT有不同的保護優(yōu)先級和不同的基礎架構。典型的IT系統(tǒng)圍繞著“保密性,完整性,可用性”設計(即允許用戶訪問之前保證信息的安全和正確),而OT系統(tǒng)要求“可用性,完整性,保密性”的有效運行(即讓用戶能及時地獲得信息,然后才關心正確或保密)。
比較大的一個困難時,OT系統(tǒng)往往使用大量各種技術設計的硬件和通信協(xié)議。因此對許多企業(yè)而言,更多的是解決的企業(yè)升級過程中,如何支持老系統(tǒng)和設備,以及眾多廠商異構的網絡和標準等問題。
OT與中國的工業(yè)化
回到最早的問題,IT與OT到底誰是主導?
回答這樣的問題并不容易,但最具指導意義的做法是,由企業(yè)一把手帶隊,包括工藝、生產、維護、IT、操作等人員,定義出每個部門的交叉職責,是至關重要的。最后應該明確這一點,IT是為整個企業(yè)生產服務的。
為什么說工業(yè)化和信息化的輪子中,我們會覺得工業(yè)化明顯落后?
在中國,IT一直占有主導力量,而工業(yè)的聲音太弱,研究不足。這也體現(xiàn)在兩化融合GB/T標準中,工業(yè)化部分明顯偏弱。這是當下中國最需要研究的一個問題。
在中國,兩化融合被看成是一種技術。然而,實際上這是一種誤解。這也是為什么我們對ISO(國際標準化組織)提出把兩化融合的推薦性國家標準(GB/T)轉化成ISO標準時,沒有得到國際認可的原因。實際上,只有加強OT技術的發(fā)展,才能真正推動兩化深度融合。
工業(yè)化是一種過程,從某種意義上講,OT則代表了工業(yè)化的一種量度。它意味著知識的大規(guī)模從直覺向機器上的遷移,這是我們當下最需要認證思考的問題。
后記
關于OT的譯法,彭教授給出了自己的意見:
OT技術翻譯成運營技術與運維技術,都各有道理。有一點可以肯定,OT一定與operation相關的,不管運行還是運營或運維,“運”字一定不能少。而且可以包括用于《基于工業(yè)供應鏈的運營周期》這一維度的軟硬件技術。
其實,從歷史發(fā)展來看OT這個詞在2006年前后就開始出現(xiàn)了。只不過開始認同的人不多,使用的圈子很小。從2011年以后,像GARTNER、NIST、ISA等聲名赫赫的這些機構和組織都在文件、白皮書、標準(如ISA 99關于信息安全的標準,又被IEC接受為國際工業(yè)信息安全的標準的基礎)所廣泛使用。而且,更值得注意的是OT與IT的日益融合,成為西方發(fā)達國家工業(yè)發(fā)展的一個主流。在許多文獻中OT經常使用,OT/IT也頻繁出現(xiàn),但沒有人說IT/OT的。說明OT畢竟是基礎性的,IT再強大,也只有附在OT上才能創(chuàng)造更好的價值。
綜上所述,OT或許有一天就像今天人們使用IT一樣,不必翻譯就直接使用,一定要使用中文表述的話,那就是運營技術、運維技術,都可以。
(審核編輯: 滄海一土)
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