为了成为地球上最负责任的食品公司之一，通用磨坊开始了一项大规模的全球使命，生产更有营养的产品，减少公司的环境足迹，并提高关键成分的安全性和可持续性。
通用磨坊的技术总监Jim Wetzel说，在整个计划中有许多移动的部分，但是正在进行的一个项目是让IT和制造团队把从田地到叉子的供应链拼接在一起，也就是说，“信息流和原料的属性从农场到生产，再转化成成品并放到杂货店的货架上。”
鉴于传感器和设备在不断增长的智能对象集合(即物联网)中大量使用，人们可能会认为从企业外部收集信息很容易。但事实并非如此，特别是在试图保持数据完整性的同时与无数外部系统进行接口时。Wetzel还是智能制造领导联盟(SMLC)的主席，这是一个由制造商、技术公司、学术界和美国政府机构和实验室组成的非营利性组织，他领导着另一项重要任务:解决整个制造价值链的底层互操作性问题。
根据Wetzel的说法，SMLC正在开发一个开放的、无处不在的制造平台，该平台可以完全集成——并使知识成为可能——以满足跨行业的业务案例目标。他说:“我们正在寻找一种架构，它不是物联网，而是制造互联网，可以连接和应用各种解决方案。”
SMLC并不是唯一一家致力于打造智能制造生态系统的公司。从工业互联网联盟(IIC，其创始人包括AT&T、思科、通用电气、IBM和英特尔)到AllSeen联盟(一个Linux基金会的合作项目)，再到德国政府发起的工业4.0计划。每个集团的做法都略有不同，但都有一个目标，那就是利用全球物联网市场来推进制造业。根据国际数据公司(International Data Corp.)的数据，到2020年，全球物联网市场将从2013年的1.9万亿美元增长到7.1万亿美元。
试点项目和测试平台正在进行中，以证明每个小组各自的参考架构的可行性，并创建一个连接框架，关闭工业自动化和企业之间的循环。从大局来看，所有企业都着眼于改善全球运营，提高竞争力，甚至通过简化在当地设立制造基地来创造就业机会。
此外，智能制造的生产力效益与减少停机时间和提高敏捷性直接相关。“在当今世界，一个种植杏仁的农民会给我们传真一份产品测试属性的文件，比如湿度、重量、味道，这就成为我们的分析证书，我们会把它放在一个文件柜里，”韦泽尔说。“在未来的智能制造世界中，我们将通过OCR(光学字符识别)技术运行传真，将数据存储在云端，并将其推入MES(制造执行系统)，以便该系统了解(产品)属性，并相应地调整生产配方。”
当然，拥有这种级别的互操作性需要从控制系统中提取数据，这些控制系统传统上是在工厂内部的闭环中运行的。因此，当SMLC和其他行业组织致力于开放、灵活的框架时，自动化社区正在解决通信问题，希望这将产生工业物联网标准。
当涉及到将信息从控制系统传递到云端时，“我们希望以一种标准的方式来做，”PI北美执行董事兼OPC基金会行政总监迈克·布莱恩特说。需要有一种共同的语言，而“这一点现在缺乏”。
发展工业物联网的通用语
要在如此大的范围内实现互操作性，需要一种双管齐下的方法，即从云端向下观察企业，从控制器向上观察制造。通用电气全球研究院实时嵌入式系统实验室的首席工程师Wesley Skeffington说:“我们正从两个方面着手。”GE开发了一个名为Predix的软件平台，可以将工业资产与云连接起来。此外，该公司正在努力将知识嵌入到控制器中，以便它们知道当接收到一条信息时该做什么。
这里的关键是环境。
斯基芬顿说:“除了基本的互操作性，你还必须让这些盒子使用相同的语言来利用数据。”为此，该行业需要新的语义标准。“语义互操作性是通过嵌入上下文实现的，因此当数据通过系统聚合时，你不必试图找到Modbus寄存器列表来识别数据是什么。”
为此，负责开发和维护OPC UA(工业自动化开放平台互操作性标准)的OPC基金会正在研究物联网语法模型是什么样子的。更重要的是，OPC基金会和其他机构正在努力利用现有的自动化标准，以避免制造商重新发明轮子。
除了OPC UA，还有许多网络、现场总线和机器通信协议和标准提供了工厂层的互操作性。行业专家表示，这为物联网提供了坚实的基础。
博世力士乐(Bosch力士乐)自动化产业部门经理彼得•菲施巴赫(Peter Fischbach)表示:“工业4.0的目标不是(把一切都转移到)IT世界，而是让机器更高效、更容易维护。”为此，该公司的开放核心工程产品通过开放标准、功能工具包和支持多种编程语言的接口连接了PLC和IT世界，实现了智能设备和自动化系统的集成。“PLC的基本架构不需要改变，但数据交换的方式必须改变。”
换句话说，下一场工业革命的关键是将信息与行动结合起来，在这场革命中，大型机器和大数据将跨越互联网进行融合。更重要的是，IT和自动化系统需要使用同一种语言。
工业物联网行动喜忧参半?
有些公司已经拥有技术解决方案，可以将工厂的系统与企业联系起来。除了博世力士乐，Kepware Technologies和Opto 22也在努力减轻将异构设备和机器直接或通过云连接到企业系统的编程痛苦。
不幸的是，许多生产管理人员，包括加拿大魁北克的包装和纸巾公司Cascades的MES协调员Benoit Lapensee，仍然不接受工厂车间之外的互操作性的想法。Cascades在整个北美有许多地点，由于收购的结果，已经获得了各种设备和工厂地面软件。在安全的公司广域网(WAN)内部，Lapensee使用Kepware的KEPServerEX通信平台将不同的生产系统连接到公司的中央MES，即GE的Proficy。Kepware的KEPServerEX通信平台可连接各种设备接口，包括OPC和专有协议。
这是从PLC到Kepware，然后到历史学家和MES的单向数据收集，用于OEE和停机时间的计算。然后，数据被汇编成报告，供主管和高管查看世界各地的运营状况。
Kepware最近与运营情报提供商Splunk Inc.结盟，有能力帮助Cascades从传感器、设备和控制系统的工业数据中提取更有意义的信息。通过Kepware为Splunk提供的工业数据转发器(IDF)，所有的信息都可以发送到云端应用大数据分析，提供实时的运营洞察。
但拉彭泽对生产数据持谨慎态度。他说:“我每天面临的挑战是根据来自不同设备的数据构建新的报告，但我们还没有达到想要将数据从一台机器传输到另一台机器的程度。”“我的担忧与过程的控制有关。远程操作可能会导致安全问题。”
事实上，许多制造商不愿意以牺牲生产工艺为代价来测试新技术。但Opto 22的Benson Hougland表示，安全问题不应该被担心。像谷歌、苹果和Facebook这样的公司都在IT技术的基础上建立了自己的业务，大多数人都很乐意在网上办理银行业务。当然，互联网上的交流与工厂车间有很大的不同。它是通过超文本传输协议(HTTP)完成的，信息可以通过具象状态传输(REST) api被拉入应用程序的“mashup”中。
这使得Opto 22在工业物联网方面采取了略微不同的立场。该公司已经转向现有的互联网架构，如REST，用于其名为groov的新产品。在Opto 22的SNAP PAC系统的基础上，groov提供了一种创建不同数据源的可操作视图的方法。从web浏览器中拖放图标可以在移动或桌面系统上显示现场设备信息。
“在grov的后端，我们正在与OPC UA或Modbus TCP进行协商，”Hougland说。“在未来，当物联网腾飞，标准化的通信方式以RESTful方式实现时，groov也将与这些设备对话。”他说，想象一下，如果你可以快速地将工厂地面数据与能源使用情况甚至天气模式融合在一起，从而创建一个更有价值的全局视图。
尽管Hougland把赌注押在REST和HTTP的未来上，但现在出现了许多连接工厂车间的机器和物联网的方法。
Kepware的产品经理埃里克•德林杰(Erik Dellinger)表示:“不同的团体制定了不同的标准，他们都说自己的标准是最好的。”“但我不知道是否会出现一个人统治所有人的情况。”
很可能会有一些标准在物联网沙盒中共同发挥作用。但有一件事似乎是明确的:OPC UA也将在这个沙盒中。
物联网背后隐藏着什么
SMLC的Wetzel正在研究一个框架，该框架位于现有的工业自动化投资之上。“我们从数据开始，我们的任务是根据数据采取行动，”他说。但是，这些数据如何从传感器和其他智能设备到PLC或历史学家，以填充智能制造平台呢?“我们没有在这方面做研究。”
这属于OPC基金会，该基金会的任务是创建一个由来自供应商和终端用户社区的行业专家组成的“梦之队”，该团队将把物联网互操作性的所有碎片放在一起——从物理网络基础设施到现场总线到工业网络，再到云。
美国国家仪器公司(National Instruments)产品营销经理卡洛斯•帕佐斯(Carlos Pazos)表示:“挑战在于，如何在所有不同级别之间共享数据，同时仍能获得有意义的信息。”
“而且，从Profinet和OPC的角度来看，我正试图弄清楚未来五年对我的要求是什么，”PI北美公司的布莱恩特说。“控制系统需要提供什么，格式和速度如何。这些都是我一直在思考的事情，因为我不希望有人回来告诉我，我必须改变格式，这行不通。”
此外，人们真正担心的是，网络中大量的新智能设备产生的信息涌入可能会给基础设施带来压力。“我不关心以太网的速度;我们在网络性能方面有很大的发展空间，”Fluke Networks首席技术官大卫·科芬说。“但我们需要确保在恶劣环境下连接传感器的可靠性。”例如，机械、入口、化学/气候和电磁条件都可能影响无线网络性能。
Kepware的德林杰也认为，包括带宽在内的网络需要被考虑到整个等式中。德林杰表示:“Kepware内部正在努力向边缘迈进”，包括在该领域安装数百万个传感器。“但所有这些设备不能同时与Splunk这样的应用程序通信，所以需要有一个中间层来聚合通信并管理网络带宽。”
这些都是需要考虑的因素，这就是为什么创建下一代制造模式可能需要数年时间。
OPC基金会总裁兼执行董事汤姆•伯克表示:“目前，围绕物联网的宣传铺天盖地。“每个人都在谈论这样一个事实:我们将能够获得以前无法获得的数据，但之后我们该如何处理这些数据呢?”
OPC基金会已经在石油和天然气等行业开展了一些工作，该组织正致力于创建一组特定于行业的对象，用于描述数据信息——就像位于云中的设备库一样。这是正在进行的语义标准化工作的一部分，以确保所有各方使用同一种语言。
虽然这只是整个物联网架构的一小部分，但这样的设置可以非常容易地将数据移交给智能制造、互联网4.0或工业互联网框架。
但这一切仍处于发展的早期阶段，它将如何发展仍然是一个谜。
斯基芬顿说:“这就像试图预测1985年的互联网会是什么样子。”“(当时)没有人能预测到它会变成什么样子。”
Kepware
www.kepware.com
了下:技术+产品，所有行业，绿色工程
告诉我们你的想法!