智能傳感器是任何自動化系統(tǒng)的前線。然而，自動化意味著運(yùn)動，傳感器只觀察、捕獲和報(bào)告有關(guān)周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)用于使用的責(zé)任落在了影響者身上。

重新關(guān)注數(shù)據(jù)

根據(jù)定義，效應(yīng)器會給周圍環(huán)境帶來傳感器只能觀察到的變化。這些可以是電機(jī)，螺線管，閥門或任何其他“影響”現(xiàn)實(shí)世界變化的模擬組件。例如，在工業(yè)自動化中，效應(yīng)器負(fù)責(zé)將運(yùn)動、溫度、壓力和其他物理轉(zhuǎn)換應(yīng)用于傳送帶、機(jī)械臂、壓力機(jī)、風(fēng)扇等系統(tǒng)。

如今，大多數(shù)效應(yīng)器的運(yùn)行完全獨(dú)立于物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)。當(dāng)然，工業(yè)4.0和智能工廠概念的目標(biāo)是利用傳感器捕獲的數(shù)據(jù)來調(diào)整這些效應(yīng)器，以提高產(chǎn)量，增加正常運(yùn)行時(shí)間，降低成本，降低能耗等。這可能表現(xiàn)為直接控制效應(yīng)者的數(shù)據(jù)分析形式;或者更有可能在運(yùn)行高度結(jié)構(gòu)化程序的電機(jī)控制等場景中，通知命令的參數(shù)，該命令定義效應(yīng)器如何激發(fā)機(jī)器到達(dá)某個設(shè)定點(diǎn)。

在任何一種情況下，傳感器數(shù)據(jù)分析都會將大量原始傳感器數(shù)據(jù)細(xì)化為信息，一個或兩個命令可以使用這些信息來影響效應(yīng)器（以及隨后的設(shè)備）操作。但是，我們必須記住，工業(yè)4.0部署的最終目標(biāo)是將工廠車間與IT運(yùn)營中心統(tǒng)一起來，重點(diǎn)是優(yōu)化整個生產(chǎn)線的編排。

基于作業(yè)的自動化和工廠 IT 運(yùn)營中心

對于具有 IT 數(shù)據(jù)建模背景的外行自動化利益相關(guān)者來說，這種粒度級別無助于實(shí)現(xiàn)他們確保生產(chǎn)高效發(fā)生和發(fā)生的目標(biāo)。對于負(fù)責(zé)在生產(chǎn)線上跨設(shè)備實(shí)施配置文件以幫助實(shí)現(xiàn)IT運(yùn)營中心設(shè)定的目標(biāo)的工廠工程師來說，它甚至不是特別相關(guān)。它更準(zhǔn)確地描述了對控制系統(tǒng)專家等人來說有用的數(shù)據(jù)，他們會根據(jù)應(yīng)用要求調(diào)整控制器以一定的速度或位置過沖運(yùn)行電機(jī)。

但這種專業(yè)化水平正是我們希望在新的智能工廠中擺脫的。相反，未來將集中在基于作業(yè)的編排上，IT運(yùn)維人員可以查看傳感器和效應(yīng)器，并監(jiān)督設(shè)備控制的更基本方面，如系統(tǒng)初始化、錯誤狀態(tài)管理，甚至從自己的本機(jī)環(huán)境中有序地關(guān)閉設(shè)備。因此，與其將自動化目標(biāo)視為“該電機(jī)必須沿Z軸重新定向10度”或“此液壓活塞必須延伸100厘米”之類的術(shù)語，他們可以通過說“我希望這臺機(jī)器生產(chǎn)六個小工具然后關(guān)閉”來解決問題。

為此，智能工廠中的工作必須向這些用戶顯示為一系列步驟，這些步驟在一個或多個效應(yīng)器之間協(xié)調(diào)，以達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。這種基于作業(yè)的調(diào)度在最高抽象級別上提供了工廠自動化，這在理論上很棒，但目前在大多數(shù)工廠設(shè)置中還不可能實(shí)現(xiàn)。

造成這種情況的原因有很多，但幾乎所有原因都是由于來自不同制造商的不同機(jī)器彼此之間不能很好地溝通。這不僅給IT運(yùn)營中心工程師帶來了重大挑戰(zhàn)，也給工廠車間的工程師帶來了重大挑戰(zhàn)，他們的職責(zé)是解釋運(yùn)營中心的工作，并將相應(yīng)的順序大規(guī)模傳達(dá)給生產(chǎn)線上的所有效應(yīng)器。

一個數(shù)據(jù)模型統(tǒng)治所有數(shù)據(jù)

統(tǒng)一整個智能工廠（從自動化工程師到運(yùn)維中心，從最小的OT執(zhí)行器到最抽象的IT編排系統(tǒng)）的唯一方法是通過通用數(shù)據(jù)模型。如本系列的第 2 部分所述，“數(shù)據(jù)模型。..是一種結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)組織方式，其中包含有關(guān)如何打包數(shù)據(jù)的特定規(guī)則或說明。簡而言之，數(shù)據(jù)模型為數(shù)據(jù)如何與制造系統(tǒng)中的特定狀態(tài)相關(guān)聯(lián)提供了一個結(jié)構(gòu)。

然而，在更廣泛的工廠環(huán)境中，通用數(shù)據(jù)模型提供了跨所有層次結(jié)構(gòu)級別的接口，以便自上而下和基于工作的水平通信更加透明。顯然，出于安全性、可靠性和隱私原因，在新集成的IT/OT工廠中，與不同部門共享的數(shù)據(jù)和數(shù)量可以根據(jù)具體情況來確定。

但是，在統(tǒng)一的模型中將抽象的傳感器數(shù)據(jù)與抽象的效應(yīng)器數(shù)據(jù)相結(jié)合，這一事實(shí)對系統(tǒng)的數(shù)字建模等事情具有更大的影響，因此您可以在物理工廠生產(chǎn)線通電之前模擬其性能。而且，與智能傳感器供應(yīng)商一樣，它允許智能效應(yīng)器供應(yīng)商指定精確的參數(shù)要求，而無需執(zhí)行太多（如果有的話）特定于應(yīng)用的編碼。

用于為智能傳感器生成數(shù)據(jù)模型的相同PICMG配置器可以以類似的容量用于創(chuàng)建與此類狀態(tài)控制兼容的智能效應(yīng)器。

審核編輯：郭婷