發布日期：2022-04-26 點擊率：142
自2011年漢諾威工業博覽會之后，我們就被“工業4.0”這一概念包圍，許多像我們一樣的專業期刊都試圖說明這是什么以及與物聯網(IoT)相關的主題對我們大家來說多么重要，最終的目的是為了讓企業能夠在日益數字化的世界中保持競爭力。傳統的商業領域將會消失，新的領域將會加入，但要利用它們需要技術方面的前提條件，如高速互聯網、云解決方案和快速計算機以及高效控制系統，這樣才能成為徹底的數字化工廠。
企業實施數字化轉型中的絆腳石
雖然這些現在聽起來并不復雜，但實際卻不容易，因為執行過程往往不順利：對此只要想想快速互聯網的擴展不足，特別是農村地區，還有眾多的黑客攻擊，這需要謹慎處理數據，因此企業必須采取相應的安全措施抵御來自外部的攻擊。
調研證實數字化轉型進展緩慢
根據IT服務商DXC Technology 2017年7月通過一家市場研究機構對德國300名高管進行的“數字議程2020”的調研結果，三分之二的人認為，在未來兩到三年中，企業數字化帶來的最大優勢之一是創新的加速，但目前還有60%的德國經理認為，自己公司在數字化項目中的革新成熟度只是中等甚至較弱。
“數字化轉型為開發新思路提供了許多機會-無論是產品、服務還是全新的商業模式?！盌XC技術咨詢公司北歐和中歐負責人Martin Eldracher博士說道：“但正如我們最近的數字議程調研結果顯示的那樣，只有少數經理人認為自己公司的創新能力很優秀：不到10%的人表示他們通過與創新型人才的合作達到了最高的創新成熟度，這不僅是指公司的內部組織，也適用于外部合作伙伴。”
管理人員表示，實施數字化項目最主要的障礙在于領導層缺乏開發新型數字化商業模式的愿景，只有不到50%的專業和管理人員信服(48%)。在數字化項目實際啟動的情況下，傳統商業的領導層對其進行否定的風險很高，因為員工對于未來改變既定流程會非常謹慎，特別是在流程運行順利的情況下，幾乎60%的企業都提到了這一效應。
“為了消除這種傳統的負面影響，應該創建新的組織結構，單獨開發數字化項目?！?Eldracher說道，在這種情況下，企業不能丟失重要的指導方針：大處著眼，從小事做起，及早測試并迅速評定成績：這將確保創新的道路不會走進死胡同。
目前正在世界各地進行的富士通調研“打開一個新窗口”也顯示，其它地方的情況也好不到哪里去，這差不多可以說是我們的幸運。在被調查的1625名高級管理人員中，三分之一(33%)在過去兩年中斷了數字化項目，由此產生了據稱平均為423.534歐元的成本，此外超過四分之一(28%)的企業這類項目失敗，造成了每個項目555.000歐元的成本(德國甚至達到110萬歐元)。但84%的企業確信，他們的客戶希望他們達到更高的數字化程度，然而71%的人認為他們在這方面的競爭落后了，受訪領導人員中的三分之二(66%)擔心這會在中期導致客戶流失。
企業努力實施數字化轉型
數字化轉型不僅需要技術支持，富士通調查了各家企業在員工、主動性、合作和技術等4個關鍵轉型要素方面的情況，簡稱Pact(People, Actions, Collaboration and Technology)：大多數受訪者相信數字化是不可避免的，因此他們中的46%已經啟動了數字化項目，86%計劃在未來十二個月或更長時間中實施這類項目，但在Pact因素方面還存在一些挑戰。
在涉及工業4.0的企業中多數（56％）還沒有利用工業互聯網平臺
90%的企業證實，他們渴望增加數字化專業技術員工的人數，70%看到了自己員工在數字化能力方面的明顯缺陷，對于80%的企業來說，這種缺陷是網絡安全方面的最大障礙，而這種能力會變得越來越重要：對于93%的企業而言，這種能力在未來三年會成為決定成功的因素，此外還有83%的受訪者確信，到2020年人工智能會使要求發生根本改變。
許多企業已在實施數字化戰略
就推動數字化轉型的方法和關鍵流程而言，大多數(90%)受訪者已經制定了相應的戰略，83%的人認為行業內的其它企業也是如此，但近四分之三(74%)的人表示，單個項目并不總是符合商業戰略，72%的人認為“影子項目”是企業實施真正有意義和有價值的創新的唯一途徑。另一方面，三分之二(66%)的受訪者認為，失敗的高昂成本使人們對復雜的轉型項目望而卻步。
該項調研還表明，領導層非常愿意與其它企業進行合作，其中63%已計劃或實現了共同創新項目。首選合作伙伴主要是技術專家(64%)和現有客戶(42%)，79%的企業甚至會在共同創新項目的范圍內對合作伙伴開放敏感數據。對企業而言，重要的還有快速的成果，如果沒有這些，近四分之三(73%)的受訪者會結束合作關系。
受訪管理人員中的一半希望在未來12個月內實施新系統，包括網絡安全(52%)和物聯網解決方案(51%)，緊隨其后的是云計算(47%)和人工智能(46%)。決策者深知這一技術發展的破壞性，對于86%的企業而言，這個問題將在未來五年內決定存在與否，為此還有很多事情要做，因為目前還有71%的人非常懷疑自己的企業是否能夠有價值地利用人工智能。
“我們的調研表明，企業已經認識到數字化的機會，并準備投資相應的項目。”富士通中歐負責人Rolf Werner博士解釋說，“為了使這些投資獲得長期成果，企業不僅需要適當的技術，而且還需要將其整合到業務流程中的戰略，包括為員工提供全面的數字化創新培訓，并在企業內推廣創新文化。如果企業只仰仗其中一個因素，那么很多數字化項目就會注定失敗，因此找到Pact要素之間的正確關系非常重要。幾乎沒有公司能夠單獨應對這種轉型，強大的合作伙伴有助于找到合適的技術，并根據企業的具體需求進行調整?！?/p>
對于今天的大型軟件項目而言，從一開始就考慮安全問題是不言而喻的，但如果人們規劃一臺新機器或一個新鋼廠，情況又會怎樣呢?生產技術受現代化網絡系統的影響越來越大，物聯網系統使我們的工業發生了革命，但這也開啟了全新的安全漏洞，工業設備在開發時就必須考慮安全性，來自維也納科技大學信息與軟件工程組的網絡安全專家Edgar Weippl說，他在SPSIPC Drives專業博覽會上介紹其針對生產技術中IT安全的戰略。
“在生產技術領域人們對于IT安全問題依然過于大意”Weippl警告說，“許多客戶和供應商都相信，為他們開發軟件的IT人員誠實可信，但可惜這點永遠都無法肯定，”如果有人在開發軟件時就故意在大型生產設備中安裝了漏洞怎么辦?如果有人發現了錯誤但卻不報告，而是后期對此加以利用又該怎么辦?“這些不是陰謀論，而是人們必須問自己的問題，尤其是在很多人共同完成一個大項目的時候?！?Edgar Weippl解釋道，在IT行業多年來都是這樣，他和他的小組在這一領域已為許多公司提供了成功的咨詢，現在這一知識也將用于生產技術領域。
工業互聯網聯盟的T5N測試平臺在巴塞羅那IoT解決方案世界大會上獲得測試臺獎
網絡物理系統提出了額外的安全問題
在工業領域中，區分IT部件和機械部件越來越不可能，人們會稱之為集成系統或“網絡物理系統”，這意味著在安全性方面這兩個部分也無法再分開，只分析軟件是不夠的，人們必須查看整個設備?？刂齐娐肥鞘裁礃拥?哪些傳感器能夠在哪些情況下提供哪些數據?這會產生什么效果?
“比如黑客可能從外部攻入系統并改變某些物理參數，從而導致其它問題?！?Weippl說。這時人們可以通過運行某些組件，故意在一段時間內提高用電量，導致系統出現故障。人們必須對控制回路適當建模并仔細檢查，以便作出相應安排。
這對于使用壽命長的工業設備尤為重要，一部新手機的使用時間可能為幾年，但一個新建的生產設備應該運行50年都沒有安全漏洞，因此工業過程必須巧妙規劃并保證安全，人們必須清楚說明以后的改變如何完成，在機器和設備的整個生命周期內，信息處理和數據的安全性都必須得到保證，防止操縱和盜竊。
銷售產品時也有新的途徑，Staufen Digital Neonex GmbH咨詢公司的專家接受委托對此進行了調研，他們評估了未來互聯網平臺在銷售和支持自身價值鏈方面的重要性。
專家警告舍棄數字平臺銷售的行為
“拒絕使用數字平臺的公司可能會完全錯過對成功至關重要的發展，”Staufen Digital Neonex的董事總經理Thomas Rohrbach說?！斑@樣的平臺解決方案變得日益重要，企業要生存就必須參與其中，這些都只是時間問題。“這項調研表明，許多企業低估了這一趨勢，一方面在評估發展速度時，44%的人承認平臺主題的高度重要性，還有38%的人至少認識到了這種潛力，但另一方面這些公司仍然明顯處于模擬時代：五分之四的人懷疑未來兩年工業互聯網平臺會給自己的行業帶來明顯變化，即使說到五年時間，還有近一半的人無動于衷。
“鑒于目前這類提議正在蓬勃發展，人們必須明確強調虛假的安全性，”數字化專家Rohrbach警告說，“十年后大多數人才會期待工業互聯網平臺的統治地位，在數字化轉型時代這是一個永恒的話題。”
盡管許多企業已經在采購方面使用數字平臺，但銷售領域仍然十分猶豫，主要是害怕，當然這也不是完全沒有道理，平臺供應商可以擠進企業和客戶之間，鑒于目前訂單充足，可以觀察到某種漫不經心，但現在人們已經發現，投資產品的購買已經穩定在現有的平臺上，而以前人們更愿意將其歸為消費領域。
資本投資行業的企業不應該重復B2C行業的錯誤，拒絕銷售和服務領域的數字化趨勢，相反要將數字化工業平臺的發展視為一個機會。
“盲目行動不合適，首先必須徹底分析自己的服務組合，在這個基礎上才能開發平臺戰略和可能的新商業模式“，Rohrbach建議說。此外還有一點很關鍵，那就是應在多大程度上利用現有的服務或開發自己的平臺，具有工業4.0經驗的調研參與者傾向于自己內部的解決方案，“但這種情況很快就會改變，”Rohrbach說，“特別是銷售領域建議多樣化，企業不應在此進行不必要的自我限制，而是應該從獲得新客戶的角度出發審視眾多的可能性”。
當然人們不能忘記技術，如果人們想從工業4.0的角度出發將所有東西數字化，那么就會涉及每個角落，只有這樣才能實現徹底的網絡化生產，而且這還需要實時功能，也就是說數據必須以相關應用需要的速度提供，對此就是人們已經說了一年的三個字母：TSN(Time Sensitive Networking)，它可使開放協議OPC UA變得實時，并且連接經典的專有現場總線(Profinet，以太網/ IP，Powerlink，Ethercat，Profibus，Modbus或CAN)。
通過測試臺檢驗TSN的開發
為了檢查適用相關要求的條件，人們提供了所謂的測試臺，工業互聯網聯盟(IIC)的TSN測試平臺在巴塞羅那2017年10月3日至5日召開的物聯網解決方案世界大會上推出，獲得試驗臺獎。該獎項從2016年開始每年分為四大類(行業獎、創新獎、業務轉型獎、試驗臺獎)，評審團將今年新建的TSN測試平臺評為十一個提名測試平臺中的最佳平臺。
Bosch Rexroth參與了工業互聯網聯盟的TSN測試平臺，2016年該財團在美國National Instruments首次建設了TSN測試平臺，今年決定在德國建立第二個測試平臺，為快速增長的歐洲區域設立一個附近的測試點，Bosch Rexroth為此提供場地和基礎設施。
如今在Erbach的Rexroth會定期舉辦所謂的插接節，屆時控制系統、現場設備和網絡基礎設施組件生產廠家的研發人員都會聚集一堂，檢驗其當前TSN的配合，這樣以OPC UA TSN為基礎，不同生產商的控制系統之間的實時數據交換可以迅速實現和驗證，目前Bosch Rexroth正與IIC TSN測試臺的其它公司合作，為簡單且用戶友好的配置奠定基礎。聯合成員制未來可以讓企業不受IIC會員身份限制在TSN測試平臺上測試其產品。
