常聽說“軟件定義無線電”(SDR)、“軟件定義網(wǎng)絡(luò)”(SDN)、SD…。最近，智能制造如火如荼時，蘇州點邁軟件系統(tǒng)有限公司提出了”軟件定義工業(yè)架構(gòu)”，真新奇！怎么回事？下面小編為您詳細(xì)解說。
數(shù)字工廠的挑戰(zhàn)
現(xiàn)代制造流程日趨復(fù)雜，因此需要利用新一代信息技術(shù)(IT)、操作技術(shù)(OT)，對企業(yè)所有的資源進(jìn)行集成管理，及時識別并處理制造過程中的波動，實現(xiàn)對制造過程“4M”(Man-Machine-Material-Method，人-機(jī)-料-法)要素的實時控制與優(yōu)化，以維持制造過程的穩(wěn)定性，提高企業(yè)關(guān)鍵績效水平以降低制造成本。
當(dāng)我們開始建構(gòu)這種數(shù)字工廠時，需要克服眾多技術(shù)挑戰(zhàn)，例如以合理的成本、靈活、高效而安全地部署復(fù)雜系統(tǒng)(如圖1)，為此，需要以“軟件定義”創(chuàng)建開放、安全的工業(yè)自動化系統(tǒng)，“軟件定義工業(yè)架構(gòu)”應(yīng)運而生。
圖一：數(shù)字化工廠
“軟件定義工業(yè)架構(gòu)”
昂貴的價格，而且欠缺靈活性，這是當(dāng)今許多工業(yè)自動化解決方案的主要問題，其中的部分原因在于他們屬于非開放的專有解決方案，不具備互操作性，所以無法與市場中的其他產(chǎn)品協(xié)同工作。蘇州車間管理軟件開發(fā)公司
完整工業(yè)控制系統(tǒng)的構(gòu)成部件通常包括：數(shù)字控制器、可編程邏輯控制器或分布式控制系統(tǒng)(PLC、DCS)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)軟件、人機(jī)界面(HMI)、流程歷史、應(yīng)用服務(wù)器等等。這些部件來自市場中眾多的提供商，但專有/私有的解決方案把工業(yè)企業(yè)鎖在一個狹小的窠臼之中，使他們無法選擇希望使用的部件。
在另一個市場有個成功的榜樣——電信服務(wù)業(yè)也曾面臨著專有設(shè)備的壟斷，但世界上最大的電信運營商中有十多家已經(jīng)開始采取行動。他們合作推進(jìn)轉(zhuǎn)型，走向可互操作的解決方案，這就是基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器的方法，稱為網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)。在短短幾年之后，電信設(shè)備供應(yīng)商現(xiàn)在已經(jīng)開始提供基于軟件的網(wǎng)絡(luò)功能，這些功能可以運行在商業(yè)現(xiàn)成的(COTS)服務(wù)器上，從而實現(xiàn)了規(guī)模經(jīng)濟(jì)性、廣泛的供應(yīng)商選擇和互操作性。
圖二：軟件新定義
“軟件定義工業(yè)架構(gòu)”的優(yōu)點
基于開放標(biāo)準(zhǔn)和開放平臺，“軟件定義工業(yè)架構(gòu)”允許工業(yè)企業(yè)免于供應(yīng)商鎖定以及專有解決方案的相關(guān)缺陷。因此有助于大幅降低CAPEX和OPEX(資本支出和運營支出)，提高靈活性，提高安全性，加速創(chuàng)新。
尤其值得一提的是在安全性方面，由于有了“軟件定義工業(yè)架構(gòu)”，主要的硬件平臺就只是服務(wù)器，它比在一個專有的工業(yè)自動化解決方案中實現(xiàn)安全性所花費的成本努力要少得多。IT行業(yè)已經(jīng)開發(fā)了各種硬件和軟件技術(shù)，用來對服務(wù)器實時保護(hù)，這些措施都可以被應(yīng)用到“軟件定義工業(yè)架構(gòu)”，從而創(chuàng)建健壯的分層安全機(jī)制。
另外，“軟件定義工業(yè)架構(gòu)”在虛擬化功能方面還包括一流的網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制(工業(yè)自動化安全功能)，很容易即可被納入系統(tǒng)，而且成本也不高，這與電信業(yè)的NFV相當(dāng)類似。這些功能包括防火墻、VPN集中器、入侵檢測系統(tǒng)(IDS)和入侵防御系統(tǒng)(IPS)、SIEM，甚至可包括尚待開發(fā)的安全功能。蘇州點邁發(fā)布新版本工廠管理軟件
圖三：軟件定義工業(yè)架構(gòu)
對“軟件定義工業(yè)架構(gòu)”的要求
“軟件定義工業(yè)架構(gòu)”解決方案必須可靠且安全地運行，能夠?qū)崟r收集真實的工業(yè)數(shù)據(jù)并及時做出響應(yīng)。為了實現(xiàn)這一點，它的基礎(chǔ)設(shè)施必須將操作和控制功能合并起來，并滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：
- 1.低延遲的虛擬化;
- 2. 高度確定性的網(wǎng)絡(luò)互連;
- 3. 高可用性;
- 4. 增強(qiáng)的安全性;
- 5. 全生命周期管理;
- 6. 增強(qiáng)的平臺感知與監(jiān)控等。
在應(yīng)用方法方面，可基于開放的x86虛擬化架構(gòu)，采用COTS硬件，“軟件定義工業(yè)架構(gòu)”解決方案必須支持IT技術(shù)的輕松集成，例如Hadoop、Apache Storm、Java分析引擎、Linux和Linux容器。同時，這些解決方案必須實現(xiàn)OT技術(shù)，能夠滿足實時需求，因此這比一般的IT系統(tǒng)更為嚴(yán)格。其解決辦法可以通過Linux或VxWorks等操作系統(tǒng)中的硬實時性(Hard Real-Time)來實現(xiàn)。
數(shù)字工廠中的IT和OT系統(tǒng)需要對接、融合。“軟件定義工業(yè)架構(gòu)”可以基于COTS服務(wù)器硬件和軟件平臺，方便、靈活、快速地啟動工作。蘇州車間生產(chǎn)管理軟件定制常見問題
蘇州點邁軟件系統(tǒng)有限公司有針對工業(yè)云、網(wǎng)絡(luò)和邊緣豐富的OS，例如針對網(wǎng)絡(luò)的Titanium Control，針對云的Helix Device，針對邊緣的VxWorks、Linux，以及看起來在邊緣、實際虛擬在云端的Helix Device Cloud等。
