OT-IT融合促进企业数字化发展
文/ 毕得
清华大学互联网产业研究院
OT-IT 全面融合是工业企业数字化建设的重要内容。大量工业企业在数字化转型中面临挑战，比如：数据获取不全面、数据孤岛严重、应用开发达不到预期效果等。要提升企业数字化转型效能，推进企业 OT 和 IT 全面融合是重要的基础性工作。推进企业数字化转型、建设智能化工厂，需要的不仅仅是简单地开发某个软件（如ERP、MES、CRM），而是一套具备应用数字技术解决生产、经营问题的能力且能够持续发展和创新的数字化、智能化系统。OT 和 IT 融合将促进工厂业务资源与工业互联网的资源对接，支撑企业将自己的资源和能力有效地与产业链上下游的需求对接起来。OT 和 IT 融合将加强制造业企业数据的价值化应用，提升企业应用数据赋能生产制造等多方面的能力，用数据驱动企业创新发展。
采用覆盖全流程的自动化工艺，提升产线主体设备基础自动化覆盖率，对整厂“人、机、料、法、环”五大工业制造企业管理要素进行系统的数据采集，包括制造进度、现场操作、质量检验、设备状态等信息，实现对物流、能源流、信息流以及资产的全流程监控，从工厂建设伊始，就避免传统企业存在的“信息孤岛”痛点的出现。
通过基于 OPC UA、TCP/IP 协议的多源异构自动化设备弹性接入对工业大数据进行全面采集，通过私有云 PaaS 实现底层数据与企业私有云的对接与存储，使数据从底层传感器和自动化设备到工艺流程、生产运营、市场营销、供应链等环节，实现企业内部的垂直打通和企业外部的横向打通，实现 APP 与业务之间的高效耦合。
当前很多企业的 OT 和 IT 融合不全面，IT 系统架构面对新的需求和变化显露出发展弹性和创新性不足等问题。通过软硬件结合的方式建设智能工厂，将新的数字技术和方案引入到智能工厂的软件系统建设中，突破传统信息化建设方式，构建敏捷的数字化系统，支撑智能工厂系统化、高效化、模块化建设。构建基于工业互联网架构的 IaaS、PaaS、SaaS 一体化工厂操作系统，实现数据的横向和纵向打通和企业资产的互联互通，针对业务需求灵活开发 App，保障和实现工厂高效、可靠、稳定、安全的生产和运营。此外，还要加速工艺、装备、流程的协同和融合，提升企业资产数字化率和资产利用效能。
OT 和 IT 融合将在如下四个方面为企业数字化建设提速：
1. 推进企业数据的全面采集和合理应用
OT 和 IT 融合能够优化传统企业内部数据的采集、存储、应用结构，优化传统工厂信息化建设中典型的设备层、控制层、操作层、管理层、决策层的 5 层结构方案。OT 和 IT 融合需要高度对接多源异构的设备，承载更多的数据采集、分析与处理工具以及数据的业务应用，支撑数据驱动 App 开发与业务创新的架构和逻辑实现。通过对“人、机、料、法、环”的全面数据采集，提取设备状态、现场操作、制造进度、质量检验等信息，实现对物流、信息流、能源流、资产的全流程监控，避免“信息孤岛”痛点。
OT 和 IT 融合能够提升企业数据治理能力，助力企业数据的合理应用。以数据支撑企业供应链优化为例，通过对供应链数据进行分析和预测，能够更好地优化库存管理，避免库存积压或断货情况的发生，降低库存成本，提高资金利用效率，还能准确预测市场需求，调整生产计划和供应计划，确保供应链的稳定和高效运转。通过数据对产业链的优化作用，加强企业对供应链各环节的协同管理，包括供应商、生产商等各方之间的协同合作，提高供应链的系统协同效能。
2. 为企业工业互联网建设提供支撑
打造基于工业互联网架构的企业数字化系统有助于开发出更丰富的应用系统。OT 和 IT 融合将加速企业工业互联网建设，助力基于工业互联网架构的 App 的开发，推出物料管理、需求服务、生产管理、质量管理、设备运行维护、物流管理、能源环保管理等各种业务模块，形成以采购、生产、营销、物流、财务为主线的集成应用系统。如：通过基于大数据的关键装备服役质量预警与管控技术，对工厂关键装备的温度、振动、运行工艺、性能变化参数等状态数据进行采集、获取与分析，研发出设备运行状态的算法与模型，构建用于故障诊断的故障知识库，开发基于数据的设备监控与管理系统，打造集成统一的设备管控云平台，通过平台的设备基准管理、点检管理、异常故障管理、装备停机管理、备件协同管理等功能，使工厂对设备信息的分析利用更加快捷，管理水平更加高效。
3. 助推数字化供应链建设
数字化供应链业务从需求提出到需求满足的全流程各环节全面上线，为供应链端到端全程可视奠定基础。全业务流程线上化是实现供应链全程可视的基础，通过各环节业务在线、全品类在线、全组织在线，实现全业务数据化，通过交易看板、销售看板等实现数据共享，最终实现供应链端到端的全程可视，实时跟踪其供应链各个环节的运行状态。OT 和 IT 融合加速企业推进供应链业务全面上线运行，以订单在线为基础，逐步扩展至采购全流程、全组织线上化，实现采购业务全面数据化，全流程更透明。数字化让供应链环节连接起来，为在数字空间中进行应用集成化和协同化奠定基础。
4. 支撑企业更高效开发App
首先，OT 和 IT 融合为制造业企业以高度精简的方式开发应用 App 提供了基础。第二，OT 和 IT 融合支撑企业的生产经营软件系统构建，最大程度实现应用软件部署对平台的无依赖性，低成本、更加灵活和柔性的开发应用 App。第三，OT 和IT融合为 App 的优化与迭代提供有力支撑，有效应对工况的调整和变化，加速优化工艺与流程，最大程度推进工厂的核心资产和业务的优化。
以 MES 为例，MES 系统以实现制造过程的整体优化来帮助企业完成效能的提升，能够实现的基本功能有：
（1）生产管理：订单接收、排产、订单跟踪、生产任务完成情况的报工统计；
（2）精益化管理：实时物料消耗、半成品消耗等物料管理和即时成本核算，记录生产过程各环节工艺、质量情况等生产质量跟踪管理，物料、生产过程及成品批次信息记录管理等；
（3）数据自动采集管理：人工录入、批量文件导入、工控设备接口获取、条形码扫描、与其他生产/检验系统接口获取等多种数据采集方式；
（4）看板管理：车间设备状态、质量情况、订单情况等车间信息的看板管理。
OT 和 IT 融合将提升 MES 系统业务构架之上的作业层、管理层、运营层、决策层 4 个层面的建设与集成效能：
（1）在作业层，通过对生产设备数据进行系统采集，进一步提升生产数据的及时性、有效性、准确性；
（2）在管理层，通过建立自动排程、品质管理、执行管理、设备管理、人员管理等系统标准模块实现对生产全过程的管控；
（3）在运营层，以生产运行系统的业务流程、业务逻辑为基础，结合现有的生产管理流程，再结合公司 ERP 等信息化系统，对公司的生产经营进行优化与管理；
（4）在决策层，通过对生产经营数据进行综合统计分析，对业务体系进行优化管理，实现公司决策层对生产经营情况的全面管控。
