工业4.0和OPC UA

作为一项战略性连接IT和自动化的举措,工业4.0将OPC UA等互操作性技术置于前沿和中心位置。

根据中联和acatech对工业4.0平台的调查:BITKOM、VDMA和ZVEI的成员认为标准化是实施工业4.0的最大挑战。
根据中联和acatech对工业4.0平台的调查:BITKOM、VDMA和ZVEI的成员认为标准化是实施工业4.0的最大挑战。

最近有很多关于工业4.0的文章,认为它是通过制造过程的完全数字化推动制造业向前发展的倡议。目前,云计算、大数据和物联网等先进技术和概念的使用,正在推动制造业驱动型经济体出现巨大的潜在增长前景。

但工业4.0和上述所有相关概念的核心是对设备、软件和整个系统的互操作性的需求。

“工业4.0要求分布式智能系统、物理系统和虚拟数字数据融合到网络物理系统中,”汤姆·伯克说,OPC基金会总裁兼执行董事。“这些网络物理系统被连成网络,形成可以组装成智能工厂的智能物体。随着处理能力和通信能力的提高,生产单位能够自行组织起来,变得自给自足。他们拥有或能够独立获取所需的所有信息。这些系统是联网的、自主的,它们可以自行重新配置和优化,无需工程干预或手动安装即可扩展。虚拟形象贯穿于产品的生产、产品生命周期和价值创造链中,总是代表实际产品的当前状态。这些智能产品在物联网中相互联网,并以习得的行为模式回应内部和外部事件。”

实现这一切所需的设备和系统的互操作性是像OPC基金会这样的组织所关注的。他们标准化互操作性的努力并不新鲜,但随着工业界开始更加认真地看待工业4.0和物联网的未来可能性,他们发现自己正日益成为讨论的中心。

OPC UA的一个例子是IT和自动化的交叉点。

”之间的交互的自动化和世界的历史悠久的模型是基于自动化金字塔上层发起一个数据通信(客户端)的水平以下,它响应(如服务器)周期性或基于事件驱动的,”斯蒂芬·霍普说,TwinCAT产品经理Beckhoff自动化也是OPC欧洲基金会主席。“随着工业4.0的到来,这种严格的等级分离和信息流自上而下的方法将开始软化和混合——这意味着在智能网络中,每个设备或服务都可以自主启动与其他服务的通信。”

为了促进这一点,PLCopen(基于IEC 61131-3的控制器制造商协会)已经与OPC基金会合作定义了相应的OPC UA客户端功能块。Hoppe说,这为“PLC与其他控制器水平交换复杂的数据结构或通过MES或ERP系统中的OPC UA服务器垂直交换复杂的数据结构以检索新的生产订单或将数据写入云”铺平了道路。“这使得生产线能够与集成的OPC UA安全相结合,实现自动操作,这是迈向工业4.0的关键一步。”

Hoppe指出,对用户来说,所有这些标准化互操作性的优势在于,在不同制造商的不同控制器上执行的PLC程序,无论OPC UA客户端功能如何,都能实现语义上相同的访问。“数据结构总是相同和一致的,因此大大简化了系统工程。”

这种设备和系统互操作性的简化是工业4.0和物联网概念的核心,但却与许多自动化技术供应商的历史市场战略背道而驰。你总可以让一个供应商的设备与另一个供应商的设备协同工作,但并非没有大量的集成成本和麻烦。这一现实的变化比以往任何时候都要快。在接下来的几年里,这种情况将极大地改变自动化供应商之间现有的伙伴关系和联盟关系,并最终实现制造商几十年来一直要求的轻松互操作性。

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