長期以來信息技術(InformationTechnology,IT)和操作運營技術(OperationTechnology,OT)是相互隔離的。它們各自有著不同的目標，沿著不同的路徑發展，同時在不同的生態系統中運行。它們之間的鴻溝實際上阻礙了制造廠充分利用尚待發掘和已經掌握的必要信息。眾所周知，如果在合適的時機卻缺乏合適的信息，會導致決策錯誤和產生不可靠的行動。隨著工業互聯網、智能制造和大數據的出現和運用，它們不可能永遠保持著老死不相往來的局面。

　　我們應該看到OT-IT融合是一個需要分階段實施、逐步提升層次的相當緩慢的過程，不過制造廠已經開始認識到在一個互聯的工廠和企業中把OT-IT結合，會取得許多意想不到的利益，例如：•使突發的設備故障最小化;•為更好的決策獲得信息;•優化業務過程;•削減運營成本;•降低風險，縮短項目的時間進程。

　　關于OT的定義維基百科對OT的定義：“專門用于直接監控和/或控制物理設備(諸如閥門、泵等)來檢測物理過程，或使物理過程發生變化的硬件和軟件”。簡單地說OT是用計算機(或其它處理設備)監控或改變一個系統的物理狀態，例如電站的控制系統或鐵路的控制網絡。創建OT這個概念的初衷是用來體現傳統IT系統與工業控制系統在不同環境下的技術性和功能性差異。工業控制系統所處的環境是所謂“非鋪地毯區域”，OT設備即在嚴酷的工業環境中直接監控和控制生產的IT設備，例如PLC、SCADA、DCS、CNC系統(包括數控機床)、科學設備(如數字式示波器)等。Gartner關于OT的定義則是：“直接監控和/或控制工業設備、資產、流程和事件來檢測物理過程或使物理過程產生變化的硬件和軟件”。

　　在網上還可以檢索到一些其它的定義，但基本上離不開上面兩種定義的范疇。歸納起來關于OT的概念有著以下幾點基本內容：(1)OT和在工業企業用的IT系統都是為工業企業服務的，這些工業企業是指流程工業、離散制造業、批量制造業等，將其它類型企業的運營技術納入OT的概念只是一種引申，并非原意。(2)OT技術是直接對工業物理過程、資產和事件進行監控和/或對其實施改變的硬件和軟件。直觀來看，OT其實就是工業控制系統(PLC、DCS、SCADA等)及其應用軟件的總稱，但其中顯然隱含了工業工程技術(EngineeringTechnology,ET)的豐富內容。

　　(3)不直接對工業物理過程、資產和事件進行監控和產生影響的技術，不屬于OT的范圍。因此ERP顯然不屬于OT的范疇，MES/MOM則處于IT和OT之間。(4)OT技術的承載體是計算機系統或其它的運用計算技術的處理系統。不過由于OT直接面對工業生產的物理設備和過程，保證其安全穩定運行，按質按量生產產品是其首要的目標，因此長期以來采用專用的系統、網絡和軟件。與IT相比，其開放性和標準化均有待于改善和提升。

　　簡而言之，當下的工廠有IT和OT之分。處理工廠的數據和信息，并以維護所制造產品的質量為目標的團隊，就叫IT團隊;另外的團隊控制和分析整個的生產過程以獲得進一步的改善，這就是OT團隊。歷史上這兩個團隊是相互獨立的，一旦它們開始相互融合必然帶來提質增效的結果，不僅使工廠管理者監控運行和過程的能力大為增強，甚至可以預測到可能發生的意想不到的事件，做到未雨綢繆。它會加速生產節拍或速度、使能源和時間的消耗最小化，以及降低監控資產的成本。

　　它直觀地指出OT包括機械裝備、物理成套設備以及對它們進行監視和控制的工業硬件和軟件。OT專業人員偏好使用PLC、DCS、RTU、HMI、SCADA，以及嵌入式計算技術。而IT包括用于企業管理的硬件、軟件、網絡、通信技術以及存貯、處理和向企業各個部門傳輸信息的系統。IT專業人員擅長聯網技術，非常熟悉快速擴展網絡規模、云基礎架構、基于web的部署和諸如SQL、Java及Python等技術。在解決問題的工作和思維方式上OT和IT也往往不同。IT采用自頂而下的方法，慣于從總體需求出發，劃分為若干子部件，然后針對子部件提出和開發解決方案。這種解決問題的思路，不僅僅能了解問題的所在，而且也很好地給出了解決問題的方法。

　　OT人員習慣于自下而上的思路，從個別的部件出發構建復雜的系統。例如SCADA系統要從工廠層面的不同生產過程采集數據，OT人員必須面對如何從不同的專用系統中把數據集成起來的問題。而且OT人員時刻面對著以任務為中心的高風險系統的工作，他們最關注的一定是安全(物理安全、功能安全和信息安全)。這也就是為什么互聯網和局域網不能在OT范圍內直接運用的根源。隨著智能裝備、大數據和工業互聯網的引入，OT和IT人員都面臨著存取工業數據的同樣需求。偏偏在企業中OT和IT處在不同的層面，從解決問題的角度來看，他們相互之間并不真正了解對方的需求。IT人員并不理解為什么OT仍然堅持使用傳統的設備、采用專用的昂貴的解決方案去處理問題。OT人員或許對在IT中廣泛運用的SQL數據庫或者信息安全協議并不深度了解。

　　在工業3.0時代，OT和IT保持著彼此分離的局面，為了滿足今天數據密集型的環境和進入工業4.0，企業必須將OT和IT交匯融合，通過提升各自的能力，形成一種真正具有顛覆性的技術。怎樣可以實現OT-IT融合IT和OT的融合可不是一件輕而易舉的任務。即使是在提出IT-OT融合概念的美國，現在也還在艱難地探索，至少在當下還不存在非常成熟的模式。這里暫不涉及技術細節，更多從組織層面進行討論。試想，要使長期獨立行事、互相隔離的IT部門和OT部門融合交匯，需要在業務層和技術層進行頂層設計，包括組織設計乃至進行重組。

　　近兩年美國有三個不同行業的公司在這方面做了值得稱道的工作，主要是：建立一個新的混合的制造IT的機構;制造IT機構率先對工作人員進行交叉培訓，讓OT人員深度了解IT的同時，也使IT人員深度了解OT;制造IT機構去執行一整套協調一致的技術管理流程，以確保建立一個一致性更好的跨IT和OT的架構，這個架構這個被稱為實現OT-IT融合的操作架構。把IT和OT進行統盤考慮來設計路線圖，打破IT和OT之間的技術隔離和各自為政，是開發操作架構的關鍵因素。

　　我們還可以從企業架構的角度切入OT-IT的融合。首先要求依據一系列預先很好地定義、且可伸縮的標準，其涵蓋的范圍從資產到數據中心，反之亦然，即從數據中心到資產。確保這些標準的安全是相當關鍵的，否則重要的和價格昂貴的資產容易受到攻擊。所有這些相關的考慮可被概括為企業架構的概念。這一架構采取自頂而下的方法，在傳遞到技術細節之前，包括定義組織的目標、策略、遠景規劃和業務流程等諸方面。

　　這一企業架構允許IT和OT在工作中不致發生對立和難以協調。什么是“企業架構”呢?維基百科的定義是：“企業架構是一種為開展企業的分析、設計、規劃和實現而定義的完善的實踐活動，為了成功地進行策略的開發和執行，它在所有的時間內采用統盤考慮、全局協調的方法。”顯而易見，之所以需要企業架構，是由于需要形成一個綜合環境，能夠在貫穿整個企業的范圍內，將通常碎片化的已有流程(不論是手動流程還是自動流程)進行優化，從而達到對每一個變化都能作出響應，并且支持業務策略的良好執行。

　　業務架構(定義業務策略、產品/服務、人員組織和關鍵業務流程)，應用架構(提供要部署的的獨立應用、這些獨立應用之間的交互作用以及與核心的業務流程間的關系)，數據架構(描述物理資產和數據資產的管理邏輯和結構)，技術架構(描述支持業務、數據和應用服務部署的軟件和硬件能力，包括IT基礎設施、中間件、網絡、通信、處理和標準等)。美國的TheOpenGroup為企業架構制定了TOGAF標準，幾經更新目前這一企業架構標準已是第9版了。

　　在實現方法上，在IT和OT集成的初期制造廠就必須下力氣。譬如讓IT和OT一起建立一種實時反映各個車間生產狀況的看板，這些看板向預設的各級主管人員報告重要信息，例如產線的負載不平衡、分析產品可能會因某個工段有故障而發生問題等等。產線是工廠最關鍵的區域，它門隨時隨地產生大量的數據，從監控車間中形成高效利用的信息。雖然信息通常是IT的范疇，但是通過傳感器捕捉數據形成信息，在產線發生不良事件之前加以檢測并預測，這恰恰是OT的范疇。

　　只有當這些信息流能與操作運行相結合并在產線中得以執行，制造廠才會從中得到客觀的利益。ET必須納入OT-IT融合的進程由于在制造業中集成產品和流程設計的重要性大為增加，促使企業在數字化轉型過程中將工業工程技術ET納入IT-OT的融合進程。在ARC給出的概念中，ET包括了虛擬模型的建模技術，形成了流程工藝工程師必須與IT軟件開發人員一起工作，工業安全專家必須與IT信息安全專家協同，自動化專家必須與IT數據科學家協同的局面。

　　在制造業中由于智能設備的復雜度增加，相應的軟件推動IT和OT緊密地集成，于是創造了在原有的知識上獲得新的觀察視角和洞察的機會。只有在IIoT的數字化環境中，將ET中那些建立虛擬模型的技術納入OT-IT融合的進程中，才能真正發揮作用。或許過去ET已經被隱含在OT-IT的融合中，但是它的作用被低估了，在現在和將來的工作環境中必須改變這種觀念，原因在于建模已成為管理決策或技術決策中的基礎和必備的環節。

　　由于ET需要利用IT來改善OT，所以ET處于IT和OT的中間。隨著獲取實際狀態和對實際狀態進行可視化的技術不斷在改進，ET為用戶提供了更好了解資產在實際運用中的表現的能力。這三個領域之間的關系應該超越“和平共存”，通過合作與融合，最終產生大于其各自部分總和的結果。在虛擬環境下對新產品、新系統，甚至新的生產工廠進行設計和測試，將會創造一種令人耳目一新的效果，特別是從成本的視角來看可以獲得前所未有的增益。虛擬模型可以在資產整個生命周期中將IT/ET/OT聯系起來，僅從資產管理的角度來評價，可以做到在問題發生之前進行預測，并能夠以優化的速度和成本對可能發生的問題進行避免。

　　舉例來說，制藥行業有對制造過程進行合規驗證的強制要求，一旦不合規就會影響制造商的聲譽。當驗證的要求發生變化時，接下去就要改變控制規程，如果能在專業的規程實踐的指導下運用制造IT自動地保證所需要結果的一致性，問題就容易解決。還有一個依靠資產信息進行能源管理的案例。加拿大最大的集成能源公司SuncorEnergy,其運營卓越管理系統(OEMS)和數字化轉型平臺的基礎就是資產信息。從2004年開始OEMS的目標就是高效率地改善工廠的可靠性、風險管理和環境的可持續發展。為了獲得良好的效果，資產信息必須是完整的、可存取的、適時的和可信賴的。良好的資產信息保障了按許可證運行來改善風險管理、減少非計劃停車和非計劃降低運行速度、提高生產率、削減供應鏈成本，以及削減資產投運的調試時間。

　　Suncor公司從企業的視角設計資產信息管理系統，設置了四大支柱：標準和過程、內容、人與企業文化、技術工藝。先對所采集的五花八門的信息按一定的數據格式加以標準化，接著按照工業標準建立工具，并通過業務情況和實例加以提升和改進。建立一種可管理的結構確保呈現來自所有業務單位的數據。除非標準、業務情況和實例已經被批準，否則是不允許進行客制化的。過程按不同的人員即工程師、操作人員、維護人員予以實現。

　　充分運營IIoT促使OT-IT融合怎樣把老一輩在工廠生產管理的經驗和積累的知識，通過數字化轉型成為“數字原生”的知識財富，并被年青一代繼承和發展?這一挑戰也可理解為如何將OT與IT交匯融合，使得OT和IT各自的“神經突觸”緊緊相連，從而為創造更多價值提供保證。OT實現流程工業的OT和IT融合的解決方案。原來在本企業內各個工廠積累了豐富的控制、管理和優化的經驗，形成了一套以生產任務優先的解決方案。

　　不過這些解決方案充其量體現了操作運營管理和控制的局部優化的系統思維。如果在一個企業中有許多的工廠，它們各自的局部優化運營需要服從于該企業的全局優化運營。從社會大生產的全局而言，一個企業只不過是這一大生產鏈條中的一環，與其生產的上游和下游存在著諸多的關聯因素。因此一個企業的IIoT不僅僅要服務于該企業各個工廠間的生產協調和優化，還必然要為企業與企業間的優化協調服務。在橫河的方案中，邊緣設備的解決方案作為IIoT的一部分，執行過程優化和分析功能;并通過與云基的解決方案的通信，實現企業間供應鏈的協調和優化，同時還通過遠程解決方案實現各種工程化、運營和維護的需求。

　　橫河的IIoT的解決方案包括如下特點：•實現云端庫存管理，提高庫存的可視化和協調能力，以優化供應鏈;•運用實時的過程數據共享服務，遠程監控過程數據，從而達到設備運轉時間最大化的目的;•提供運營管理目標服務，實現云基的性能跟蹤和管理;•通過區域能源管理協調，利用云計算使區域能源成本最低;•工廠或過程仿真，使用CPS對相關工廠或過程進行近期行為的預測;•對重要設備進行振動檢測，以改善狀態檢測的效率，達到降低成本的要求;•利用IIoT采集的數據和分析，確保過程的安全運行和信息安全，杜絕非計劃停車的可能性，消除人為的出錯而導致的人因可靠性失控。•利用增強顯示技術進行智能維護和實時決策支持等等。

　　云計算論文范文：云計算基礎上的農業機器人路徑規劃與實時定位

　　下面文章首先闡述了云計算的的特點和工作原理，然后結合農業機器人運動特性，采用螞蟻算法，搭建了由農業機器人、云計算平臺、ARM開發板、圖像處理、攝像頭和無線路由器等模塊組成的云系統架構，實現了一套基于云計算的農業機器人路徑規劃與實時定位的系統。結果表明:采用云計算平臺調用蟻群算法效率高、可行性強，高效解決了農業機器人路徑規劃與定位問題，具有一定的實際應用前景。