数字化转型和工业4.0带来的利润效益

数字化转型洞察

• 工业4.0旨在利用网络物理系统，通过将数据转化为信息，然后转化为某种类型的行动，实现新的生产能力，创造价值，并增强实时操作。
• Profinet是一种OT协议，通过确保速度和确定性来克服工业4.0的挑战，提供警报和诊断以保持自动化设备的运行，并支持可靠通信的拓扑。

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工业4.0对很多人来说意义重大。问别人工业4.0的愿景是什么，你可能会得到和人们问的一样多的答案。当我们在工厂数字化转型的背景下考虑工业4.0时，人们可能会认为，大的愿景是利用网络物理系统来实现新的生产能力，创造价值，并增强实时操作。不过，这一愿景不会在一夜之间实现。它会慢慢地、有条不紊地发生。

实际上，工业4.0是制造业的数字化转型，因此我们可以将数据转化为信息，并将信息转化为某种类型的行动，改进流程或提高产品质量。我们将制造环境视为人员、流程、数据和服务的连接环境，而不管我们使用的是哪种自动化类型。通过这种视图，我们可以将数据转换为操作，例如管理资产、跟踪停机时间或根据预测性维护信息更改生产计划。我们还可以使用数据来控制过程，优化机器效率，或最大限度地减少能耗。确实，可能性是无限的，但它们都将我们推向工业4.0的愿景。

工厂网络的数字化转型

数字化转型对工厂网络的影响最大。生产设备的数量呈爆炸式增长。对于汽车制造商来说，仅仅在一家工厂就拥有超过5万个以太网节点并不罕见。大型生产单元中可以有1000个以太网节点。所有这些节点都增加了交通自动化设备必须处理的工作量。一台设备在运行时处理2000条不同的消息并非不现实。像自动导引车(agv)这样的新兴技术为网络架构增加了一定程度的动态性，因为它们进入和离开位于不同制造区域的各种生产单元。随着工厂变得更加灵活，网络必须支持在工厂运行时添加和删除设备。

因此，为了应对这种数字化转型，下面的图2显示了我们是如何从使用现场总线的刚性分层系统发展到基于工业以太网的网络的，在这种网络中，任何设备都可以连接到任何其他设备。现场级的工业物联网设备可以连接到过程/控制级、生产级甚至操作级及以上的工业物联网设备。然而，这并不意味着在融合网络中对确定性、冗余、安全性和安全性的需求会减少;这意味着您需要拥有支持这些需求的网络技术。这就是Profinet的用武之地。

作为一个工业解决方案

那么，什么是Profinet ?它试图克服哪些挑战?最明显的挑战是环境问题。我们需要在各种各样的恶劣环境中工作。我们显然需要确定性，也就是说，我们需要保证数据的传递。但这必须在存在IT流量或非实时应用程序(如web服务)的情况下完成。我们也不能在真空中运行——我们需要在局域网中运行，并支持将数据传输到广域网并上传到云端。

为了克服这些挑战，Profinet使用通信渠道来确保速度和确定性。它使用标准的未经修改的以太网，因此多种协议可以在同一条线路上共存。最重要的是，Profinet是一个运行在应用层的OT协议，用于维护实时数据交换，提供警报和诊断以保持自动化设备的运行，并支持可靠通信的拓扑结构。这就是为什么Profinet迎接工业4.0和工厂数字化转型的挑战。

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