前言

在工业设施和运营中引入自动化系统，生产率和准确性的提高使得制造商目前从中受益。例如，当应用自动化时，在汽车中手动安装活塞的错误率从1.5％降低到大约0.00001％。尽管不同类型的工业自动化系统的错误率降低了，但仍然存在诸如数据丢失，安全性和维护之类的挑战。这就是工业云计算技术的用武之地。

本文将讨论：
不同类型的工业自动化系统及面临的挑战
工业云计算技术如何帮助缓解这些挑战
云计算技术在增强工业自动化系统中的未来作用

不断上升的工业自动化系统挑战

致力于减少车间事故和提高效率是工业自动化背后的重要推动力。因此，使用控制系统（例如机器人，自动传送带系统和自动设备的使用）被誉为工业4.0的先驱。现如今，存在不同类型的工业自动化系统。这些不同的系统产生数据，包括固定自动化，可编程自动化和集成自动化系统。而且如果工业自动化的目标是提高效率，那么这些系统产生的数据的捕获和分析对于接收业务洞察力和可操作的情报至关重要。云计算技术的集成提供了一个单一的事实来源，可以在其中操纵工业自动化过程中产生的数据。除了需要处理工业自动化系统数据外，工业自动化系统还面临其他挑战。传统上，工业自动化和控制系统仍然依靠传统的安全和通信策略来处理感知到的威胁，并且这种做法已经使用了一段时间。但是，随着在工业环境中引入基于IP的通信，依靠过时的安全工具的风险和脆弱性增加了。增长的部分原因是由于使用了自动网络攻击，可以在任何地方发现基于IP的通信中的漏洞。

例如，2016年对乌克兰一家地区配电公司的工业控制系统的攻击，使225,000名客户陷入黑暗。2009年的马里波萨(Mariposa)僵尸网络事件表明，员工的疏忽也被视为工业自动化系统面临的风险的一个例子。在这种情况下，一个受感染的USB设备的使用劫持了工厂的工业自动化系统，并且系统恢复过程花费了三周时间才完成。

计划外停机对工业自动化系统的影响也是企业面临的重要挑战。据估计，现在（所有企业）平均计划外停机成本约为每小时260,000美元，这也影响使用工业自动化系统的制造商。考虑到这些挑战，对云计算技术在工业自动化中的作用的详细分析必须表明它如何缓解这些挑战。它还必须考虑在工业自动化系统中包括更多工业物联网（IIoT）设备，以及云计算在简化集成过程中的作用。

云计算技术的作用

云计算解决方案的集中特性为应对工业自动化系统面临的许多挑战提供了一个很好的解决方案。云计算在工业自动化系统中的作用包括：

增强数据分析 –工业自动化系统由数据和数据操纵驱动。例如，使用从初始系统产生的历史数据来计算确定在准确时间轴上起作用的系统部分的调度操作。利用云计算技术，可以利用足够的计算资源实时执行调度计算，以迎合大型数据集。因此，无论自动化系统生成的数据有多大和复杂，云计算技术都会扩展其计算资源以处理所需的分析。

加强网络安全措施 –工业网络安全是一段旅程，因为构成工业自动化系统的格局不断变化。IIoT设备，边缘硬件和各种通信协议的使用日益增多，产生了可以利用攻击的各种漏洞。在这种情况下，工业云计算技术提供了可存储最敏感数据集的集中式环境。这意味着IIoT设备，智能技术和边缘硬件必须依靠工业云作为其抵御网络攻击的最终保护。
网络安全是云计算技术供应商擅长的领域之一。这是因为在工业云生态系统中不断进行安全更新，并且可以选择集成第三方安全信息和企业管理（SIEM）工具来增强安全性。云计算提供的数据备份还可以简化因成功违反数据或员工疏忽而导致数据丢失时的恢复过程。

增强工作负载整合 –同样，工业云的集中性在有效的工业自动化中扮演着重要角色。在这种情况下，云计算技术提供了一个绝佳的环境，可以将设施内的多个工业自动化系统组合到一个可扩展且安全的平台中。这导致处理工业运营的许多IT基础架构和网络的减少。这里的好处包括为所有工业自动化系统提供单一的事实来源，并降低维护和管理成本。云计算技术还提供了更简化或更直接的过程，用于将旧设备集成到自动化系统中

定义工业自动化系统的未来–边缘，IIoT，AI和ML等新兴技术推动着工业自动化的未来。为了将这些解决方案成功集成到现有的工业自动化系统中，需要在实施之前模拟它们的效果。在重新设计传统工业自动化系统之前，云计算技术与数字孪生技术一起为测试，分析和仿真提供了直观的环境。

结论

由于全球约有一半的工业自动化系统面临网络攻击，并且IIoT设备在车间中的集成度不断提高，因此，工业云的作用不可低估。这就是工业利益相关者打算从2020年至2021年将其对云计算技术的采用率提高45％的原因。通过正确实施，工业云将有助于减少工业自动化系统当前面临的挑战，并为采用Industrie 4.0自动化模型提供理想的平台。

附录：EXOR统一的整体架构

• 通过配置工具允许PLC通过串口或以太网连接到HMI或eXware
• 使用标准浏览器查看JM4web系统数据
• 使用JMobile Studio升级HMI和eXware上的项目
• 使用JMobile客户端作为远程客户端访问HMI或eXware
• Corvina Cloud内的eXware和eX700可以同时连接到Azure，AWS等公共云服务