32、工业4.0数据解决方案：技术与应用解析

工业4.0数据解决方案：技术与应用解析

工业4.0（I4.0）旨在通过工业控制系统（ICS）和信息通信技术（ICT）等传统孤立技术的融合创造新机遇。不过，实现这一目标面临诸多要求和限制，对于非ICT背景的传统工业工作者而言，定义和选择解决方案是一项繁琐的任务。

1. 工业4.0应用的主要技术

工业4.0的变革与多种ICS和ICT技术直接相关，只有当工业制造过程中的各方在这些技术上达到一定水平，才能推动行业标准向前发展。

1.1 通信

在工业环境中，不同元素和设备需相互通信以交换信息并确保正常运行。传统的ICS通信协议是专有的，基于未公开的规范，不同制造商的设备之间无法互操作。近年来，人们认识到了设备互操作性、远程访问和通信安全等需求，标准制定工作为工业4.0的互操作性和通信奠定了基础。主要的通信协议有：
- OPC - UA（开放平台通信统一架构） ：由OPC基金会创建和支持，是经典OPC的演进。OPC是工业过程控制和监控的通信标准，但基于微软DCOM技术，存在局限性。OPC - UA克服了这些弱点，基于服务导向架构（SOA），具有中立平台、满足安全和互操作性要求、易于配置和维护、高性能以及提供安全机制等特点。其与经典OPC的对比如下：
| 对比项 | OPC经典（DA） | OPC - UA |
| — | — | — |
| 架构 | 基于DCOM的客户端/服务器 | 基于SOA的客户端/服务器 |
| 访问控制机制 | 无 | 有 |
| 平台 | 仅Windows | 任何平台 |
| 受限环境配置 | 困难且受限 | 容易 |