秦凱運
在建設冶金行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺過(guò)程中，在核心的制造環(huán)節，以生產(chǎn)廠(chǎng)部為中心的邊緣數據節點(diǎn)起到了非常關(guān)鍵的作用。冶金行業(yè)傳統的自動(dòng)化和信息化系統架構是L1-L4分層結構模式，從機組級的基礎自動(dòng)化、過(guò)程自動(dòng)化，到廠(chǎng)級制造執行系統，再到全廠(chǎng)的產(chǎn)銷(xiāo)系統，數據是分層傳遞的，相關(guān)業(yè)務(wù)系統的數據覆蓋范圍由窄到寬，數據的顆粒度也由細到粗，這種模式在過(guò)去幾十年基本能夠滿(mǎn)足各個(gè)層面業(yè)務(wù)系統的需求。
隨著(zhù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧制造在冶金行業(yè)的落地、推進(jìn)，云、邊、端的三層架構被提出，有關(guān)邊緣數據節點(diǎn)的建設逐漸被鋼企用戶(hù)所認可。但關(guān)于邊緣數據節點(diǎn)的功能和定位，當前業(yè)內普遍存在著(zhù)兩種不同的觀(guān)點(diǎn)。
第一種觀(guān)點(diǎn)認為，邊緣數據節點(diǎn)僅僅作為數據的采集、整理和應用平臺而存在，在保證現有各控制系統、業(yè)務(wù)系統正常運行的前提下，從現有業(yè)務(wù)系統中采集和抽取數據，解決某一方面的特定需求，例如設備診斷、質(zhì)量分析、模型優(yōu)化等。
第二種觀(guān)點(diǎn)認為，邊緣數據節點(diǎn)應該以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的模式對傳統的業(yè)務(wù)系統進(jìn)行重構，例如使用微服務(wù)、大數據、云計算技術(shù)，對已有控制系統和業(yè)務(wù)系統進(jìn)行全面升級改造，從而徹底優(yōu)化原有的控制和管理功能。只有這樣，才能徹底打破原有的數據孤島和數據分層模式，實(shí)現數據的統一存儲和數據服務(wù)的統一調用。
筆者認為，以上兩種觀(guān)點(diǎn)各有其道理，鋼企應結合企業(yè)和產(chǎn)線(xiàn)的具體情況，選擇適合自身的方式進(jìn)行建設。但在建設邊緣數據節點(diǎn)和改造現有自動(dòng)化、信息化系統時(shí)，應當注意以下幾個(gè)方面問(wèn)題：
第一，多重數據采集的風(fēng)險性。目前一個(gè)比較普遍的現象是，針對某一條產(chǎn)線(xiàn)，企業(yè)往往會(huì )因不同需求，先后策劃多個(gè)獨立的智慧制造相關(guān)項目，從而造成了重復的數據采集。而高頻的數據采集會(huì )大量占用PLC（可編程邏輯控制器）的通信資源，對在線(xiàn)控制系統形成明顯的通信負荷增長(cháng)，嚴重影響系統的可靠性和穩定性。例如，設備診斷和工藝診斷系統通常需要采集大量的毫秒級數據。
第二，高頻數據采集的可行性。由于智能工廠(chǎng)相關(guān)數據創(chuàng )新功能對數據采集的頻度提出了更高的要求，傳統的以太網(wǎng)、基于PLC驅動(dòng)或者OPC等方式，往往無(wú)法滿(mǎn)足毫秒級高頻數據采集的需求。特別是針對西門(mén)子、三菱TMEIC（東芝三菱電機產(chǎn)業(yè)系統株式會(huì )社）、日立、西馬克等品牌的控制系統和特殊儀表設備，實(shí)現高頻無(wú)擾的數據采集，通常有一定的技術(shù)門(mén)檻，往往會(huì )成為項目實(shí)施過(guò)程中的難點(diǎn)。
第三，數據治理的規范性。通常原有生產(chǎn)自動(dòng)化系統是面向機組的，數據在邊緣節點(diǎn)乃至今后的大數據中心匯聚以后，需要有統一規范，進(jìn)行統一治理。即將不同量綱、不同業(yè)務(wù)屬性、不同頻率的數據按照標準和規范進(jìn)行建模，才能形成數據資產(chǎn)，真正實(shí)現數據的有效利用。這就對各種異構數據的長(cháng)期存儲和高效查詢(xún)提出了更高的要求，包括高頻的時(shí)序數據、多源的結構化數據、海量的視頻圖片數據等。
第四，對外發(fā)布數據的方式和性能。不同于傳統定制電文的數據交互模式，邊緣數據節點(diǎn)在將數據匯聚整理后，應當具備強大的數據供應能力，滿(mǎn)足不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求。一個(gè)強大的邊緣數據節點(diǎn)，應能實(shí)現高頻數據的實(shí)時(shí)轉發(fā)，具備通用的數據服務(wù)接口、可配置的數據采集轉發(fā)參數等。
第五，數據及網(wǎng)絡(luò )的實(shí)時(shí)性和安全性。由于部署位置的特點(diǎn)，無(wú)法對邊緣數據節點(diǎn)實(shí)現數據云中心那樣的集中管控，不管是物理環(huán)境的安全還是網(wǎng)絡(luò )的安全，都將是邊緣節點(diǎn)需要面臨的重要問(wèn)題。對于承載了傳統控制系統功能的邊緣節點(diǎn)，為了保證網(wǎng)絡(luò )的實(shí)時(shí)性和安全性，建議獨立規劃和部署配置有工業(yè)防火墻的全廠(chǎng)控制網(wǎng)，同時(shí)要考慮緊急情況下的異地災難備援等措施。
?。ㄗ髡呦祵毿跑浖詣?dòng)化研究所所長(cháng)）
