数据作为工业数字化的基础

数据采集洞察

• 数据在数字化自动化中起着基本作用，有三个主要的发展，使正在实施和优化新技术的工厂受益。第四次工业革命期间建立的信息带来了诸多好处，包括获得全面数据、降低成本利润率和更好地利用现有数据。智能现场设备的发展是该领域能够大大提高透明度和可追溯性、便利性和安全性并降低成本的一种方式。
• 我们如何使用数据决定了我们是否能够为数据增加价值。标准化数据通过帮助提供诊断和过程值来增加价值。提高工厂的可用性，即使在现场没有维护人员的情况下，也是以最聪明的方式获取数据的另一个好处。数据是至关重要的，因为它有助于产品质量，生产力和有效的维护策略。

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将工厂所有者的最高目标从30年前与今天进行比较，可以得出相当稳定的结果——生产率、成本效率和工厂可用性。

但是，第四次工业革命中的新技术使这些目标成为可能，包括灵活性、网络、透明度和对使用人工智能的支持。

这种两重性清楚地反映在当前的建议中，例如，NAMUR，一个过程工业自动化技术的兴趣小组。例如，NE 175 NAMUR开放架构- NOA概念描述了如何将来自智能现场设备的数据传输到监控和优化领域而不产生影响，同时保留了传统自动化结构的普遍接受的优点，并实现了新的用例。

此外，在数字化自动化世界的无数领域中，数据都扮演着重要的角色。这一角色的三个总体发展——数字化的“三级跳”——包括:

1. 该领域数据的生成日益全面得益于智能现场设备．
2. 以更低的利润成本传输数据。
3. 在网络系统中使用数据，无论是在现场(边缘)还是在云端，都有助于创造价值。

智能现场设备

智能现场设备或执行器可以以数字方式处理数据并记录(模拟)过程值，但也可以生成额外的重要数据(例如，关于自身及其直接环境的服务、质量和生产相关信息)。通过传输基于雷达的液位测量中的回波信号质量或阀门磨损等数据，它们在透明度和可追溯性方面具有显著优势。

很难理解为什么这些数据在该领域的许多地方仍然未被使用。智能的，通常基于平台的现场设备在所需的通信形式方面非常灵活。为了有效地进入自动化工厂的数字化，广泛使用的没有任何通信的4-20 mA设备可以被具有额外HART协议的设备所取代。

现有的行业标准(如Profibus)也提供了对重要数据的便捷访问。然而，随着Profinet或以太网高级物理层(以太网APL)等新标准的出现，数字化将得到巨大的推动，因为这些标准将使传输带宽增加数倍。

但也有其他的发展——设备现在使用无线连接(包括蓝牙)进行安全参数化和远程监控。这一切所需要的是一个商业上可用的移动设备(如智能手机)和下载相应的应用程序。

这对现场设备意味着什么?如果控制按钮和大型显示器被淘汰，它们的制造成本就会低得多。设备操作员在便利性和安全性方面也得到了提高——维护技术人员不再需要在物理设备本身上工作，而是可以方便地从短距离连接到设备。

数据传输

使工业4.0成为可能的数字化的第二个发展现象是降低成本。今天，以边际成本传输和存储数据是可能的，而且自动化的主要任务——安全的工厂运行——不会受到损害。

然而，有一个重要方面必须强调。更多的数据并不一定意味着更多的知识。尽早选择“正确的”数据非常重要，理想情况下，实际上只传输这些数据。

此外，今天的数据因仪器的不同和制造商的不同而不同。尽管如此，为了能够合理地使用它们，需要标准化，例如，在基于OPC UA的NOA信息模型(noah - im)或PA-DIM (Process Automation - Device Information Model)的基础上，未来将在其中映射所有设备的对象模型。

在云计算或内部解决方案的连接元素的帮助下，今天仍然隔离的测量点可以安全、经济地进行访问和联网。

数据的使用

在生成数据并以标准化的方式提供数据之后，我们可以从中产生附加价值。除提供工艺值外，还提供诊断数据。数以百计的设备的重要价值，不需要在现场单独读取，用户可以在维护和服务方面建立全新的策略。

即使在没有自己的维护人员或操作人员的工厂，也可以提高工厂的可用性。这要求系统能够聚合和分析这些数据，并将其与参数、提供算法的工具联系起来，并以特定于用户的方式可视化信息。西门子可以提供越来越多的应用程序来利用数据，这些应用程序是与共同创造的合作伙伴共同开发的——可能性是多种多样的。

过程传感器技术和仪器仪表在数字化工作中发挥着核心作用。智能现场设备在现场生成的数据，通过连接元素持续收集，并以标准化方式传递，通过物联网生态系统中的应用程序进行处理、可视化和集成，将成为21世纪的新石油。

经过适当的处理和系统化，数据有助于提高生产率，改善产品质量，提高工厂可用性和更有效的维护策略。在敏捷开发环境中，运营商、用户、信息技术(IT)和运营技术(OT)专家共同致力于解决方案，这将在未来发挥潜力，并实现新的业务模式。

-这最初出现在欧洲控制工程的网站。由CFE媒体与技术杂志副主编摩根·格林编辑，mgreen@cfemedia.com．

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