工业控制体系的IT与OT融合发展趋势

目前，我国的工业控制相关产业面临着诸多挑战，如传统有线网络控制方式难以应对未来移动化场景下的高质量联网需求；面对智能化控制场景的增多，工厂需要具有低延时、高稳定网络以及强大的算力作为支撑，当下主流工业控制体系难以满足低延时智能化场景应用需求。

在此背景下，新技术的不断融入为工业控制技术的发展注入了新的元素，工业控制系统的发展必须满足新型工业化时代的生产需求。当前，这种需求的驱动给工业控制体系的技术发展带来了三点变化：

首先，体现在工控技术的软件化，从传统的基于硬件向软件驱动转变。例如PC-Based和可编程自动化控制器（PAC）作为软件化工控的典型技术，推动着工业控制技术的软件化进程。与传统的工业控制设备相比，基于PC体系的控制系统的优势在于其灵活性和可扩展性，可以实现更为复杂的运动控制。如倍福TwinCAT3软件是基于Windows软硬件平台的实时控制软件，它通过内部对Windows底层的更改，实现了对IO模块和驱动器的实时控制。

PAC是将PLC型的确定性控制与基于PC系统的灵活组态和企业继承功能相结合，所形成的新型控制系统。PAC具有模块化设计和构造，并使用开放式体系结构以提供可扩展性和与其他设备及商业系统的互联。目前，PAC已应用于制造业、能源、物流等多领域的自动化生产线、分拣系统的多工业控制场景中。

其次，工业控制领域对于网络通信的要求越来越高，基于串口通信的传统工业通信网络，由于其传输速率慢、扩展性差、稳定性低、可靠性差等缺点，已难以满足工业控制需求。目前，以太网已逐渐渗透到各领域，尤其是工业自动化领域。在工业通信网络中，工业现场总线占比由2017年的48%逐年下降至2022年的27%，出现了负增长。随着5G技术应用的成熟，5G网络具有更高的数据速率、更高的连接数密度和更低的空口时延，能为工业控制带来更大的优势。

例如，在面对轨道机器人、巡检机器人、单兵移动设备、起重运输设备、AGV物流等移动化场景以及多品种小批量的离散制造等柔性化场景时，与以太网和现场总线相比，5G网络能够充分发挥其无线组网免布线的优势，大大减少布线成本，提升生产效率，更好地满足移动化及柔性生产场景。

在面对AI机器视觉、AR/VR、远程集控、无人巡检等智能化控制场景时，需要提供低时延，高稳定的算力网络，与WiFi、4G等无线网络相比，5G网络的连续性、稳定性更强，时延更低，结合边缘计算技术提供近端算力平台，打造集实时控制和非实时数据分析一体化的工控系统，契合工业控制向智能化发展的趋势。

第三，计算机技术的迅猛发展以及工业控制领域对实时性要求越来越高，传统的操作系统难以应对工业高实时场景需求，保证多任务高实时、高安全性、高稳定性运行的实时操作系统成为了业内主流选择。技术服务商需要打造面向X86架构、支持多个实时任务和非实时任务同时运行的通用型实时操作系统，该操作系统基于虚拟化技术，通过将硬件资源虚拟化，实现了软硬件的解耦，大幅提升了服务器等资源利用率。

IDC研究表明，OT基础设施正在从专有系统转向建立在开放行业标准上的系统，这有助于IT和OT工作负载的融合，并降低客户的成本。

Stratus近期发布的《边缘计算助推IT/OT融合，加速共享数字计划》白皮书对于IT/OT融合有更全面的解读和更多的应用案例介绍，想要了解的朋友请注册下载：https://www.e-works.net.cn/Editorial/Paper.aspx?pid=176

成立40多年来，Stratus以为客户关键应用提供连续并且高可靠的解决方案而著称于世，不断为提高关键业务系统可靠性进行研究，并将其先进的容错科技和维护服务技术巧妙地融入了向客户提供的每一个解决方案之中，使其超越99.9999%的极高可靠性令所有其他系统厂商望尘莫及，并越来越多地被工业企业所采用。

目前，Stratus提供两款硬件级容错服务器平台，其中ftServer专为大型数据中心或类似数据中心中严格的数据和事务密集型工作而设计；ztC Edge则部署在工厂边缘位置，安全地运行关键任务应用，使企业免受停机困扰，并将数据转化为可执行的情报。

从硬件的角度看：

Stratus服务器均采用英特尔至强处理器以及标准化内存和硬盘，能处理大容量的事务工作以及人工智能和物联网应用。无论是ftServer还是ztC Edge，产品都能很好地支持通用的OT和IT协议，使之更易于集成到现有的工业自动化环境中。客户可以利用OPC UA属性或REST API在大多数第三方系统管理工具和仪表板中显示相关的系统数据。

从网络的角度看：

ftServer服务器最高支持10Gb以太网端口，能提高SAN带宽以更流畅地访问中央数据存储库，以及支持铜缆和光纤网络。ztC Edge边缘计算平台基于主机的防火墙、受限制的USB端口、基于角色的访问控制与Active Directory集成、安全通信协议以及安全可信的启动，所有这些均可协同工作，以最大程度地降低安全风险。

从操作系统角度看：

ftServer服务器支持Windows Server、Red Hat Enterprise Linux和VMware vSphere虚拟化系统环境。ztC Edge边缘计算平台附带自己的操作环境Stratus Redundant Linux。借助直观的管理控制台，本地和远程员工均可轻松设置、配置、导入和管理虚拟机。

实际上，工业数字化转型是极其复杂的系统工程，需要对IT和OT两套体系的深度理解和融合打通，在核心部件、整机系统、软件应用等方面拥有完整的设计研发与生产制造布局，具有信息产业和制造业的双重属性，这也是Stratus自主研发高可用性容错服务器的根本原因。

作为工业数字化转型的坚实底座，Stratus产品将IT和OT技术深度融合起来，利用标准化的IT硬件，通过冗余化的硬件架构设计，融合通用化的OT与IT协议，“屏蔽”掉底层复杂的IT与OT技术，以99.9999%的赋能工业数字化转型和智能化升级。