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如何应对设备的OT运维挑战?

发表时间:2024-10-17 17:21

一、背景

PLCHMI、数控机床等工业设备是企业执行生产的物质基础,设备运营管理水平与生产任务是否能按期完成密切相关。在经济高速增长的推动下,中国工业领域的转型升级步伐加快,智能化趋势发明显。工业设备智能运维,作为产业升级的重要标志,正成为推动工业生产效率提升的新引擎。

工业设备运维紧贴时代的发展,18年至21年期间,随着数字孪生、边缘计算等技术的广泛应用,工业设备运维正朝着实时监控和决策的方向发展。随着5G技术的商用化,为智能运维的进一步发展注入了强大新动力,这一趋势使工业运维向更加高效和成本效益的预测性维护推进。

二、主要痛点

工业现场包含大量的生产设备,包含了PLCHMI设备、工业机器人、智能机床、检测设备等,这些设备均有广泛的运维的需求。

然而,传统的生产设备种类繁多、数量大、地理位置分布广泛,运维面临着数据获取、操作系统、运维效率、低成本高、网络安全5方面的痛点亟待攻克。

在数据获取方面,数据获取难。生产设备中存在一定的“哑设备”,数据上不来,即使已实现联网设备也存在通信协议“七国八治”、各说各话”的问题。

在操作系统方面,存在设备智能化不足的问题。部分传统存量设备无操作系统,缺少标准化接口,难以满足实时性、可靠性、互操作性强的运营维护需求。

在运维效率方面,存在运维效率低下的问题。传统的工业设备维护以劳动密集型为主,现场排查费时,故障风险、异常难以在第一时间发现并排除;同时,传统依赖人工定期巡检,安全预警、隐患排查不足,存在盲区,传统人工巡检存在安全隐患的漏查问题;此外,制造业的维修人才严重短缺,难以保证每台设备都能得到正确的维修,对于原始设备制造商和技术供应商的依赖更加频繁。

在成本方面,人工差旅、点检和定期维护影响生产作业,造成产能浪费,运维成本高;非计划性停机造成产能严重损失;设备故障排查不及时,降低设备使用年限,增加隐形成本。

在网络安全方面,数字化进行的推进,工业生产设备的连接性也越来越强,制造商面临的网络风险也愈来愈大。

同时,随着工业4.0的持续推进,也对工业设备运维提出了更高的智能化、协同化要求。首先,更广泛的物联场景,要求装备采集更多数据。

三、工业运维趋势:智能化远程运维

立足工业运维的当前需求与痛点、面向未来数字化应用场景的拓宽加深,我们给出了“数字化OT远程运维”解决方案。为工业制造提供智能、安全、高效、稳定的解决方案。方案功能包括了主要解决工业现场边缘物联以及设备远程运维的问题。

1)工业现场边缘物联

首先要解决工业设备连接问题,为设备的远程运维构建物理基础。存量设备根据场景的需求选择合适的链接方式,通过以太网、光纤、WIFI4G5G等形式进行链接。其次要解决通信协议的兼容性问题,才能实现让联网的设备“都说普通话”。通过米态互联智能网关、工控设备、智控终端、远程设备等智能设备与工业设备(PLCHMIWindows等)相连接,实现工业设备“上网”,智能设备支持丰富的协议集,有效解决了设备连接与“各说各话”的问题。

2)工业设备远程运维

再者,工业设备OT远程运维,需要解决远程运维能力的问题,通过软件,实现对各类生产设备、PLCHMI等设备的控制;此外,需要保障远程运维通道的安全问题,增强运维的安全韧性。米态互联远程运维软件,可实现对PLCHMI、摄像头、Windows等进行远程设备、远程穿透、VNC访问、远程装机、远程部署等;另,特色非VPN安全运维通道,无需IP公网IP地址,动态建立链路,用后不留痕,解决VPN映射烦恼,为远程运维安全加上硬保险。

四、案例参考

案例1-运维改造:某集团为响应国家产业升级号召,计划对下属多个工厂进行数字化以及远程运维体系进行改造升级。由于厂区、车间之间距离远、跨度大,工业生产设备设施之间距离远、布线难,当出现故障时,需要投入大量的人力、时间进行现场排查,运维综合成本高居不下,缺乏高效的手段对厂区、车间内的PLC等设备进行统一管理、数据采集以及控制;此外该集团还提出,除了需要实现厂区内设备远程运维,对于生产、办公网络的安全性也提出了一定要求。为此,米态互联使用“软件+硬件”的非VPN安全远程运维方案对厂区设备进行运维改造,为该企业构建了安全高效稳定的远程运维体系。


需求

l 废水处理系统进行自动化改造

l 通过PLC自动控制水处理设备的运行

l 实时监测水质及系统运行状态

l 实现废水达标排放

l 安全需求

解决方案

l 通过米态互联数字化智能网关与PLC连接,以Wifi4G/5G、有线等方式上网

l 以网关为入口,通过特色非VPN安全运维通道进行对PLC远程下载、维护、监控

l 通过数字化智能网关将生产网和办公网进行组网

l 采集的PLC及其他工业数据通过米态骨干网络汇聚到办公网的服务器,实现设备的远程控制

优化效果

l 工厂内各种设备的远程控制、远程穿透、运维需求的整合管理

l 有效节约人员外勤成本/运维时间成本,实现了异地运维高效协作

l 方案实现了跨部门、跨区域、跨平台,灵活部署,精细化权限管理,进一步强化了企业对于远程控制的管理触达

l 采用特色的非VPN安全技术方案,避免了因暴露公网IP导致的针对网络边界的DDOS攻击,还完全屏蔽了内网的设备及服务信息,从底层之上实现了防扫描、防攻击的安全防护能力

案例2-工控设备远程装机:某工厂为解决工控设备运维需要供应商和运维技术人员远程访问工控设备,以进行安装、配置或故障排除,但传统的远程VPN访问方案存在固有的风险,容易遭受攻击,安全问题有待提升;由于控机系统定制化,无法兼容其他软件,常规监控视频方案成本较高,希望整体的升级能够尽可能的降低后期运维成本;此外,该企业需要实现对工厂内众多品牌的工控设备进行统一监管。

需求

l 降低后期运维成本

l 实现设备统一监管

l 实时监测水质及系统运行状态

l 安全需求

解决方案

l 米态互联离网控制网关与该厂的工控设备间通过HDMIUSB相连接,建立远程控制通道,离网控制网关以4G/有线等方式实现上网

l 通过米态互联平台,实现多台工控机集中监管,实时动态监测工控机运行状况

l 设备与网关、平台连接后,实现通过电脑对工厂内的工控机进行远程装机(故障排查、系统升级、远程开关机)

l 米态互联特色非VPN安全运维通道与离网链接方式,保障工厂工控系统安全

优化效果

l 通过米态互联解决方案,实现了场内设备在不连接外网的前提下进行远程装机,实现了对工控设备的远程开关机、系统升级、故障排查。

l 实现了工控机即插即用的远程运维服务,操作界面简单可用性强,节省大量运维时间,降低非计划性停机,节约运维人员差旅费。

l 特色非VPN安全组网+离网链接,双重保障工厂数据安全,增强该厂的工控设备安全韧性。



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