先进的“一体化”系统有助于克服高效使用工业数据的障碍，实现其全部价值。

　　现如今，制造企业正大力投资于构建更智能、更复杂的生产系统。数字化转型创造了具有丰富数据的环境，一层层的设备提供了关于制造商工厂和生产系统的性能、效率、能耗和可靠性方面的关键信息。

　　在每个工业领域，制造商都在扩展其连接不同系统的数字骨干网。在一些企业里，多个生产和网络系统采用了不同时期安装的软硬件组合，这些软硬件配备着不兼容的通信协议。许多工厂仍运行着大量老旧的软件和固件，如可编程逻辑控制器（PLC）和人机界面（HMI）等，这为高效访问和使用工业数据设置了严重障碍。

　　构建强大高效的工业数据系统需要复杂且功能丰富的软件。但是，这样的软件同时还需要更易于实施和配置，并克服工业数据有效利用的障碍。

　　自动化技术供应商开发了广泛的硬件、软件和通信网络，以实现当今先进的制造和流程生产系统。在许多情况下，这种技术是自成一体的，使用专有通信协议和编程工具，需要培训和熟悉才能完成许多常规任务，例如更新包装系统的生产配方或编程和集成新的触摸屏HMI。

　　这些障碍因许多工业应用中存在操作性有限的遗留设备而进一步加剧。虽然很多老旧设备依然可靠，但其过时的通信协议和其他软件功能可能导致数据提取和整合至生产价值链时面临难题。对于某些工业数据平台而言，解决这些兼容性问题可能需要昂贵的硬件投入和耗时的编程工作才能访问和连接数据。

　　自动化、制造和加工行业市场正在推出创新的新方法来应对这些挑战。功能强大且丰富的工业数据平台具备跨行业应用的先进性能，并且比以往更易于实施和使用。

　　与传统专用功能不同，这些“瑞士军刀式”的软件平台通过拖放功能简化工业数据访问，最大限度减少对专业编程技能的需求。此类平台支持从基础到高级的工业应用场景，提供协议转换、边缘计算、高级网络、远程访问、可视化、云集成以及向关系型数据库发送数据等能力。

　　拥有一个具有统一用户界面、标准工具和拖放功能的单一软件平台具有诸多优势。一个通用的环境简化了许多对访问工业数据至关重要的任务，将这些数据连接到工厂内或整个企业的其它系统，并实时可视化数据，以便运行人员和工厂管理人员优化工业绩效。

▲工业数据软件平台需要做的不仅是高效地访问数据并将其连接到整个企业，还需要可视化可操作的数据，并以清晰和显著的格式呈现，为机器和工厂的运营提供有关其系统性能的实时数据。

　　一体化工业数据平台还能够简化一些常见但关键的任务。一个例子是网络组件安装。当向生产线新增配备PLC的设备时，此类一体化软件平台会通过默认设置自动完成与该设备集成相关的所有关键步骤。数据标签的添加已实现自动化，因此将PLC接入工业网络仅需极少的配置操作。

　　同时，有些系统集成商或最终用户，希望根据独特的制造或生产要求进行更多定制设置，这些平台可以为其提供高级功能。

　　选择合适的工业数据软件平台需要仔细评估其功能，以确定哪个平台将为长期成功和增长提供最完整的解决方案。

　　这些一体化工业数据软件平台支持多种功能，其中最关键的一个是协议转换，该平台就像一个友好的翻译器，帮助设备相互通信并将这些数据从这些不同的设备带到一个集中位置。

　　许多工厂的生产制造系统仍在使用10年甚至20年前安装的PLC、传感器、电子阀、伺服驱动器和其它控制设备。这些设备支持的旧式或专有通信协议可能与新技术不兼容。通常，这种传统硬件只支持串行通信，这使得收集数据并通过网络将其发送到SCADA系统或云端变得更加困难。虽然这些设施正在逐步采用OPC UA和消息队列遥测传输（MQTT）等新技术，但安装新硬件并将所有旧设备转换为新设备的成本非常高。

　　应对这一挑战的最有效方案是构建强大的协议转换能力。这正是新型一体化工业数据软件平台的核心优势之一。部分技术供应商已内置了强大的协议转换功能，能够通过包含300多个新旧驱动程序的协议库，同时支持多达20种协议的实时转换。

　　没有两种工业运营是相同的，一旦生产线或制造系统上线，任何工业运营都不会停止。新产品的推出和增长需要扩展或升级现有设施，这意味着工业数据访问和连接需要与新设备一起升级或扩充。

　　先进的工业数据平台将具备适应此类动态生产系统所需的模块化特性。例如，某工厂若需为产线增添无线通信能力，技术供应商提供的模块可通过软件变更实现Wi-Fi或蜂窝网络接口的现场升级，而无需采购新硬件。

　　在某些应用场景中，系统集成商会指定安装协议转换设备以与旧设备连接。随着生产需求的变化或者在网络中添加新的设备，将协议转换器升级到具有更高级网络功能的边缘计算网关可能会更有优势。

　　领先的工业数据平台通过软件变更即可支持此类升级——这种能力已成为平台的标准内置功能。然而，有些自动化网络供应商仍坚持以新设备替换原有模块，并要求用户同时承担软硬件更换费用。

▲将可视化功能集成到工业数据软件平台中，可以更容易地部署新一代可视化技术。操作员和生产线人员可以更快地响应问题，并立即处理关键信息。

　　工业网络现在已成为网络攻击的重要目标，这一现实令人担忧。黑客和勒索软件犯罪分子会研究工业系统漏洞，以便通过工业数据系统访问企业IT网络——这是因为在过去，很多公司并没有像保护主要计算机网络那样来严格的保护工业网络。

　　评估工业数据软件平台的网络安全能力至关重要。现代工业网络通常基于开箱即用的以太网网络。如果没有安全措施，系统很容易受到攻击，并大大增加关键系统组件不受控制访问的风险。

　　从设计层面上看，大多数网络硬件都可以进行适当的网络分段，以限制网络访问。强化网络边界防护可限制进出车间层设备的访问路径。此外，对网络进行分段，还可以防止工厂车间的设备访问其它系统。

　　为了支持这种“纵深防御”的分段方法，工业数据平台必须集成最新的安全功能，如状态检测防火墙、访问控制列表功能、数据包过滤和安全的虚拟专用网络连接。

　　这些功能需具备高度灵活性，使网络管理员能微调安全策略以平衡数据安全与网络性能。具体措施包括设置密码有效期规则、实施访问控制列表和防火墙规则，确保特定端口仅在特定时段开放，从而最大限度降低非授权访问的风险。甚至还有一些网络安全功能可以采用未加密的传统数据协议，并在数据通过网络中的节点时对其进行加密，从而消除其他漏洞。

　　许多工业企业将关键运营数据存储在基于云的平台中，以便在其系统上获得复杂的报告和分析。此类平台不仅提供高度灵活性，更使制造商得以接入功能强大的尖端平台，轻松整合与管理来自成百上千个生产节点的制造数据，并通过实时数据挖掘洞察提升生产效率、优化资本回报率。

　　制造商面临的一个关键挑战是管理海量的数据，以免推高带宽成本并拖累云服务。许多生产系统所配备的设备会持续生成有关设备性能、报警等数据流。根据系统特性，可能无需全时段采集所有数据。

　　工业数据平台可以在优化这一过程方面发挥重要作用。最有效的平台不是捕获和交付每个设备和系统生成的所有数据，而是可以轻松区分和管理云数据使用情况。这类平台支持按需设定各系统数据上传频率——关键参数高频传输，非实时更新的一般性能数据低频传输。

　　制造商需要能够灵活地定义机器和生产线上的数据点，例如关于执行器过热或线性系统未能完全完成每个工作周期的报警。基于云的分析能力可跨系统关联分析模式与异常事件，进而优化预防性维护策略、规划设备升级或调整生产工艺。

　　设计良好的工业数据软件平台支持MQTT协议，该协议可以实现“异常报告”。这意味着只有在事件发生变化时，才会传输数据。工业数据软件平台还应使数据缓冲变得容易，即使连接中断关键数据也不会丢失。制造商正在寻求最大限度地提高生产系统的效率。配备完善工具的优质数据平台，可助其优化和精简云端系统的使用效能。

　　工业数据软件平台不仅需实现高效数据访问与企业级互联，更要将可操作数据以清晰且具驱动力的形式可视化呈现，为设备与工厂运营者提供系统性能的实时洞察。

　　最新的HMI和操作面板旨在以符合每条生产线、机器或流程的特定作要求的方式在工厂车间提供数据。它们包含允许用户集成来自多个设备的数据的功能，并与边缘计算平台结合使用，获取和显示从多个传统协议转换的数据。传统的HMI和面板仪表通常是独立的产品，其编程配置工具独立于工业数据软件平台之外。这意味着原始设备制造商（OEM）、系统集成商和最终用户必须学习一整套独立的可视化软件。

　　不过，领先的工业数据技术供应商已将可视化编程集成到软件平台中，以简化和加快将重要的工厂车间系统上线的过程。最新的面板仪表和触摸屏HMI配备大尺寸和易于阅读的显示器，内置用户可选的图形库与直观界面模板，可快速按工厂及产线需求完成定制化配置。

　　将可视化功能深度集成至工业数据软件平台，有助于加速新一代可视化技术的落地。操作员与产线人员能快速响应异常事件、即时处理关键信息，甚至通过无线平板式HMI实现单人多机监控。这些工具不仅使操作员及时获取信息，还有助于了解这些数据背后的意义，在采取正确步骤的同时更快地做出响应。

　　■ 拥有一个具有一致用户界面、标准工具和拖放功能的单一软件平台具有显著优势。

　　■ 了解在保持数据安全和易于访问方面，模块化灵活性和网络安全是如何发挥作用的。

　　一体化自动化平台如何助您改善运营？