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中文词条】运营技术、运维技术

英文词条】Operational Technology

OT 运营技术——《工业百条》词条正解

广义上,OT实现的是对企业资源、体系、流程、工艺及事件的全面管控,覆盖企业运营的各个层面,包括生产运营、能源运营、设备资产运营以及服务运营等。用一定的管理手段、一定的硬件和相应的软件,对工厂的生产运营、设备运转等进行控制,完成设备或生产线的任务。

在中国多数的工业企业中,一般都会有IT部门和自动化部门,分别负责企业的信息化和自动化。而在西方工业领域,现在出现了一些非常有趣的现象,就是IT和OT部门有相互“打架”的趋势。企业的竞争力到底要依靠谁:是IT,还是OT?这就让我们不得不思考,OT技术到底是什么?而在中国,同样的命题也在困惑着实践者和政策制定者。现在OT越来越多的出现在各种工业的论坛、宣讲和文章中。尤其是随着工业物联网的出现,IT和OT的融合,更成为一种趋势。然而,令企业困惑的是,企业中一般都没有专门的OT部门,那么如何理解OT概念和相关OT技术,成为当下业界的一个热点话题。

OT即应用场景

OT(Operation Technology)一般翻译为运营技术。这里的Operation指的不是操作,而是运营。根据彭瑜教授的看法,从历史发展来看,OT这个词在2006年前后就开始出现了。只不过开始认同的人不多,使用的圈子很小。从2011年以后,像GARTNER、NIST、ISA等这些声名赫赫的机构和组织都在文件、白皮书、标准(如ISA 99关于信息安全的标准,又被IEC接受为国际工业信息安全的标准的基础)所广泛使用。

按照广义的理解,OT实现的是对企业资源(人、机、料、法、环)、体系、流程、工艺及事件的全面管控,覆盖企业运营的各个层面,包括生产运营、能源运营、设备资产运营以及服务运营等。当然,不管采用哪种含义,其本质都是用一定的管理手段、一定的硬件和相应的软件,对工厂的生产运营、设备运转等进行控制,从而满足工厂的经济技术指标,完成产品交付,完成设备或生产线的任务。

首先需要提到的是,企业涉及四大类的运营技术的具体内容。

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图1 工厂四大运营

1、生产运营:以交付为目标,围绕高效、低成本、高质量的运营指标,采用生产数字化&信息化平台,将上层的经济技术指标分解下达给生产执行层,从生产执行层收集生产实际数据,按照既定生产管理逻辑核算生产运营指标,从而为企业管理者提供信息,以便做出正确决策,维持企业的生产运营,实现经营目标;

2、能源运营:在既定的工艺需求及满足生产需求的情况下,做好能源的管控、平衡、调度,实现企业用最小的能源成本、最小的能源浪费、最大化的能源使用效率,生产出目标产品;利用自动化技术和数字化平台从基础仪表、终端设备获取能源数据,采用信息化平台对所获取的能源数据进行分析,为能源运营人员提供信息和决策依据;

3、设备资产运营:设备是企业的重要资源,作为固定资产,设备是需要进行持续不断的维护的,在保证生产正常运行的前提下,延长设备的使用寿命,是固定资产最大化的最佳运营目标;

4、服务运营:当前的企业活动中,从服务中获取利润增长点是企业经营的重要方向。通过数字化平台和智能仪表&终端的使用,企业甚至能够比用户都要更早的发现设备故障,通过工业大数据分析,可以先知先觉的给出客户所需要的服务内容,让企业的服务运营更有针对性,服务更准确,服务更有效,提升企业服务运营的获利能力。

如上所述,OT本质上是一系列应用场景的集合。比如,生产运营技术就是由企业各种生产场景构成的,包括排产、派单、物料调配和质量检验等场景;而设备资产运营就是围绕企业的设备资产构建的一系列应用场景,包括设备维护、合理利用、故障处理等一系列应用场景。 从这个意义上讲,OT即应用场景。

强烈的企业气质

OT往往带有非常强烈的行业特性,不同行业的OT技术在表现上可能会有巨大的差异。比如,一家电子电器类的企业和一家冶金的企业比较,也许使用的是类似的IT产品和技术,在自动化部分使用的也许是同样品牌的PLC或变频器,但是,这两家企业的OT部分,差异极其巨大,很难想象冶金企业的生产负责人去管理一家电子电器类的企业。 即使在同一个行业中,不同的企业之间也会有很大的差异,很少有两家企业的运营方式是完全一样的。

从这个意义而言,OT是带有强烈的企业气质的,最能够体现一个企业的文化特质,跟企业知识传递是有关的。正因为如此,OT才代表着企业核心竞争力,这是工业化的根。OT技术的核心基础是企业的知识管理、应用和传承的能力,将人的隐性知识,转化为企业经营的逻辑和机器语言,成为一种可执行的知识体系。

OT与IT的融合

从技术层级来看,OT技术要分出3个层级。

在最底层的是设备层级。 包括各种现场的设备和执行机构,如传感器、机器人、变频器、继电器和执行器等硬件产品。在这个层级,核心的挑战是设备之间的高效互联。

中间的是边缘控制层,及自动化传统的控制层,除了指按照工艺要求对PLC的编程、DCS组态、SCADA的图形页面绘制、CNC的加工曲线、机器人的动作等,更重要的是它包含了制造过程的技术秘籍、加工过程中的数据,以及企业员工的知识和经验。

最上面是运营层,这个层面是生产数字化平台的核心,一方面,需要将复杂的OT能力与自动化层对接;另一方面,需要和企业的IT层及ERP层对接,将企业的宏观管理和微观执行有效的连接起来。

而对于IT技术而言,主要是关于信息的采集、传递和处理。从产业来看,包括计算机硬件、通信设备、软件、计算机及通信服务等行业。近些年来,随着互联网、数字化技术的发展,以及物联网技术的日趋成熟,IT技术从刚刚引入时的企业级应用,开始慢慢向运营领域渗透。不过,由于IT人员缺乏企业运营的专门知识,导致IT与OT之间的分立,无法为企业带来真正的收益。

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表1 OT和IT对比 

(引自Ryane Bohm的图书,Wiley出版社,2017年11月)

经过近20年的发展,目前来看,OT和IT的融合已是大势所趋。没有IT技术的支持,OT将停留在纸张作业的阶段,仅强调IT,忽视OT所关注的企业运营的逻辑和要求,IT系统也不能满足生产所需,无法有效提高企业运营水平,提升企业获利能力。

从这个角度来看,OT是业务根本,IT是工具平台。OT包括管理逻辑、数据、知识、秘籍等组成部分。而IT,作为工具平台,通过采用先进的工业软件以及大数据应用,可以帮助企业更快、更好地获得智能。但也要认识到,OT解决知识传递问题并不容易,不是有了IT技术就可以解决一切问题。把数据转换为执行力和知识,这有一个过程,在恰当的管理方法论的指引下,还需要经验的积累,而且是要不断演进、不断优化、不断完善的。

当然,比较大的一个困难是,OT系统往往使用大量各种技术设计的硬件和通信协议。因此对许多企业而言,更多的是解决企业升级过程中,如何支持老系统和设备,以及众多厂商异构的网络和标准等问题。

除此之外,安全也是OT与IT二者相互融合的一个现实的物理要求。过去,OT的安保几乎全部依靠OT设施的独立性(即所谓的信息孤岛)。近来,很多的OT系统连接了IT系统(企业的目的是扩大监控和协调OT系统的能力),但对OT的安保提出了很大的挑战。与IT相比,OT有不同的保护优先级和不同的基础架构。典型的IT系统围绕着“保密性、完整性、可用性、可扩展性”设计(即允许用户访问之前保证信息的安全和正确),而OT系统要求“可用性、完整性、可扩展性、保密性”的有效运行(即让用户能及时地获得信息,然后才关心正确或保密)。

小记

工业化是一种过程,从某种意义上讲,OT代表了工业化的一种量度。它意味着知识的大规模从直觉向机器上的迁移,而IT是一种重要的手段。OT技术IT化,是当下需要认真思考的问题。

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《智能制造术语解读》图书封面

注:本词条入选《智能制造术语解读》一书,由中国电子信息产业发展研究院编,即将由电子工业出版社出版,敬请关注。

《工业百条》是《知识自动化》一个常设的栏目,收集新工业浪潮中值得解读的概念,包括新老术语。旨在“用科普精神解读专业术语”。如果大家发现值得解读的术语或者概念,欢迎推荐。

作者

李凯:施耐德智能制造业务负责人

编审

林雪萍:南山工业书院发起人,北京联讯动力咨询公司

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