在工業(yè)數(shù)位轉(zhuǎn)型背景下，OT 數(shù)據(jù)已從監(jiān)控導(dǎo)向轉(zhuǎn)為優(yōu)化思維，不僅著眼當(dāng)下，更服務(wù)未來(lái)。數(shù)據(jù)采集錯(cuò)誤可能會(huì)導(dǎo)致后續(xù)分析出錯(cuò)。因此，僅注重捕獲“穩(wěn)定數(shù)據(jù)”已無(wú)法滿(mǎn)足需求。可以肯定地說(shuō)，“優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)”將決定任何轉(zhuǎn)型計(jì)劃的成敗。值得信賴(lài)的 OT 數(shù)據(jù)技術(shù)提供商 Moxa 憑借三十年 OT 數(shù)據(jù)連接經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以下四大能力是數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要支撐。

數(shù)據(jù)孤島導(dǎo)致數(shù)據(jù)不足

　　數(shù)據(jù)質(zhì)量面臨的一大挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)不足。主要原因在于自動(dòng)化系統(tǒng)并非專(zhuān)為數(shù)據(jù)分析而設(shè)計(jì)。車(chē)間生成的數(shù)據(jù)通常僅僅是為了支持控制設(shè)備運(yùn)行，遠(yuǎn)不足以憑此做出商業(yè)決策。例如，一家工廠有一臺(tái)生產(chǎn)線(xiàn)瓶頸機(jī)器，事關(guān)一切生產(chǎn)或加工。如果這臺(tái)機(jī)器發(fā)生故障，整條生產(chǎn)線(xiàn)將陷入癱瘓。為了減少停機(jī)時(shí)間，工廠需要預(yù)測(cè)機(jī)器內(nèi)部哪些關(guān)鍵組件可能出現(xiàn)故障，并提前購(gòu)買(mǎi)替換組件。但是這類(lèi)機(jī)器很少提供關(guān)鍵組件及零部件的相關(guān)數(shù)據(jù)。因此，需要在機(jī)器內(nèi)部安裝傳感器，并通過(guò)遠(yuǎn)程 I/O 將生成的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)傳輸至上層服務(wù)器或云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)。以上展示的即為 OT 數(shù)據(jù)采集能力。

　　在上述場(chǎng)景中，只需處理一臺(tái)機(jī)器的數(shù)據(jù)。如果要處理整個(gè)工廠的大量通訊協(xié)議，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的復(fù)雜性必然大幅增加。由于 OT 系統(tǒng)一般會(huì)使用數(shù)十年或更長(zhǎng)時(shí)間，同一系統(tǒng)中所用設(shè)備通常來(lái)自不同供應(yīng)商。而且，每臺(tái)設(shè)備都有自己的專(zhuān)有硬件設(shè)計(jì)、通訊接口以及助力實(shí)現(xiàn) OT 數(shù)據(jù)價(jià)值的通訊協(xié)議。如果系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，以上方式可有效確保系統(tǒng)的可靠性和最佳性能。但隨時(shí)間推移，就形成了數(shù)據(jù)孤島。當(dāng)要整合不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)時(shí)，工廠才發(fā)現(xiàn)每個(gè)系統(tǒng)的語(yǔ)言互不相通。例如，同一工廠的兩條生產(chǎn)線(xiàn)可能采用不同供應(yīng)商的 PLC 設(shè)備，每個(gè) PLC 都有自己的通訊語(yǔ)言。

　　好在市場(chǎng)已意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題。目前已有許多解決方案，比如使用 OPC-UA 等一致且開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)或采用工業(yè)協(xié)議網(wǎng)關(guān)，幫助用戶(hù)使用熟悉的協(xié)議從機(jī)器中采集數(shù)據(jù)。例如，借助 Modbus 轉(zhuǎn) BACnet 工業(yè)協(xié)議網(wǎng)關(guān)，暖通空調(diào) (HVAC) 系統(tǒng)就可通過(guò) BACnet 協(xié)議獲取 Modbus RTU 數(shù)據(jù)。

有意義的數(shù)據(jù)才能為 IT 系統(tǒng)所用

　　數(shù)據(jù)質(zhì)量面臨的另一大挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)不可用。設(shè)備生成的數(shù)據(jù)是原始數(shù)據(jù)或值。IT 分析師無(wú)法直接使用原始數(shù)據(jù)，而手動(dòng)處理數(shù)據(jù)又必然影響實(shí)時(shí)響應(yīng)。如果先將 OT 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成有意義的值，就能讓數(shù)據(jù)在邊緣到云端架構(gòu)中無(wú)縫、快速流動(dòng)。OT 數(shù)據(jù)是一系列時(shí)間相關(guān)數(shù)位，每一數(shù)位代表特定設(shè)備或傳感器在特定時(shí)間發(fā)生的事件，例如，某個(gè)電機(jī)在過(guò)去 7 天內(nèi)每 10 秒的電流強(qiáng)度。相反，IT 數(shù)據(jù)是基于數(shù)據(jù)庫(kù)、具有嚴(yán)格結(jié)構(gòu)和說(shuō)明的數(shù)據(jù)，必須賦予其意義才能用于各類(lèi)分析。上文提到的 OT 數(shù)據(jù)中只顯示了數(shù)字 7 和 10，需要預(yù)處理，通過(guò)添加缺失的背景信息，為數(shù)據(jù)提供日期、秒數(shù)等完整意義，才能做出進(jìn)一步分析。

　　同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，OT 設(shè)備通常每秒甚至每毫秒產(chǎn)生一條數(shù)據(jù)。如果每一條原始 OT 數(shù)據(jù)都傳輸至 IT 系統(tǒng)，會(huì)讓 IT 系統(tǒng)充斥過(guò)量數(shù)據(jù)而無(wú)法執(zhí)行有用操作。更糟糕的是，將無(wú)意義的數(shù)據(jù)上傳云端，不僅會(huì)降低運(yùn)行效率，還會(huì)增加數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)成本。智能 IoT 設(shè)備能讓 OT 設(shè)備配合 IT 設(shè)備，比如每小時(shí)上傳一次數(shù)據(jù)，或由 OT 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，只在數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大偏差時(shí)上傳，這樣就能控制數(shù)據(jù)分發(fā)頻率，從而解決上述問(wèn)題。以上兩點(diǎn)能助力高質(zhì)量的 OT 數(shù)據(jù)產(chǎn)出。

來(lái)源眾多讓數(shù)據(jù)不夠完整

　　實(shí)現(xiàn)數(shù)位轉(zhuǎn)型需要更多元的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這也意味著 OT 數(shù)據(jù)傳輸量將大幅增加。傳統(tǒng) OT 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只需要滿(mǎn)足控制需求，但工業(yè)數(shù)位轉(zhuǎn)型要求將 OT 數(shù)據(jù)用于分析和決策。以智能工廠為例，為實(shí)現(xiàn)零故障，生產(chǎn)線(xiàn)上的每個(gè)環(huán)節(jié)都必須能夠即時(shí)反饋。若某臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，下一臺(tái)設(shè)備檢測(cè)到異常后會(huì)立即發(fā)出復(fù)位信號(hào)，及時(shí)修復(fù)小問(wèn)題，防止問(wèn)題積少成多導(dǎo)致系統(tǒng)故障。這意味著大量數(shù)據(jù)將通過(guò) OT 網(wǎng)絡(luò)傳輸，包括控制信息和偏差圖像;同時(shí)也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)：當(dāng)與 IT 數(shù)據(jù)并行時(shí)，如何防止 OT 控制數(shù)據(jù)傳輸受阻?

　　這一點(diǎn)之所以重要，是因?yàn)樽畛Ｓ玫墓I(yè)網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)以太網(wǎng)，而工業(yè)以太網(wǎng)不具備處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)控制機(jī)制。解決方案之一是用兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)分別傳輸圖像和控制指令。這樣做可以避免兩條數(shù)據(jù)流爭(zhēng)搶帶寬，但同時(shí)也讓網(wǎng)絡(luò)部署和維護(hù)的成本翻了一番。時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) (TSN) 是新一代以太網(wǎng)，能根據(jù)數(shù)據(jù)的重要程度安排傳輸，確保重要數(shù)據(jù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)指定設(shè)備。這就是穩(wěn)健的 OT 數(shù)據(jù)傳輸。

　　網(wǎng)絡(luò)還會(huì)面臨諸多環(huán)境干擾，比如極端氣溫和設(shè)備啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電磁波，都可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷，讓數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中丟失。因此，需要針對(duì)各種突發(fā)事件制定預(yù)案，避免因網(wǎng)絡(luò)干擾造成數(shù)據(jù)丟失。例如，一旦有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)備份機(jī)制可以立即激活備用網(wǎng)絡(luò)，恢復(fù)傳輸;如果網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)擁堵或斷開(kāi)，一部分最新數(shù)據(jù)會(huì)先儲(chǔ)存在本地，這樣一來(lái)，即便數(shù)據(jù)丟失，本地?cái)?shù)據(jù)可以重新傳輸或讀取，從而避免出現(xiàn)碎片數(shù)據(jù)。

安全漏洞讓數(shù)據(jù)易受侵害

　　網(wǎng)絡(luò)安全是影響 OT 數(shù)據(jù)可靠性的首要原因。過(guò)去，OT 系統(tǒng)無(wú)須接入互聯(lián)網(wǎng)，只需物理上加強(qiáng)監(jiān)管就能保障安全，比如只允許特定人員使用 OT 系統(tǒng)，或禁止使用 U 盤(pán)和個(gè)人電腦。然而，隨著工業(yè)數(shù)位轉(zhuǎn)型成為行業(yè)趨勢(shì)，互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)變得不可或缺。設(shè)備一經(jīng)聯(lián)網(wǎng)，所有安全漏洞都暴露在計(jì)算機(jī)病毒之下，入侵系統(tǒng)變得輕而易舉，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行中斷，成為黑客謀取利益的新途徑。由于網(wǎng)絡(luò)攻擊越來(lái)越普遍，數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)安全正成為數(shù)位轉(zhuǎn)型過(guò)程中每一項(xiàng)任務(wù)的必然考慮。要想保障產(chǎn)能，避免生產(chǎn)線(xiàn)數(shù)據(jù)受損，就不能讓存在隱患的 OT 數(shù)據(jù)成為企業(yè)的阿喀琉斯之踵，極易遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊。

　　企業(yè)普遍存在的一個(gè)誤區(qū)是，認(rèn)為成熟的 IT 安全解決方案能直接用于 OT 網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上，為 IT 環(huán)境設(shè)計(jì)的安全工具不能為 OT 系統(tǒng)提供完善的保護(hù)。常見(jiàn)的防病毒軟件就是一個(gè)例子。OT 設(shè)備上的操作系統(tǒng)通常不兼容防病毒軟件，因此安裝殺毒軟件包根本無(wú)從談起。同時(shí)，對(duì) OT 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境而言，系統(tǒng)能否全力運(yùn)行至關(guān)重要，這讓安全防護(hù)更加復(fù)雜。防病毒軟件可能會(huì)誤攔截?cái)?shù)據(jù)包，損害產(chǎn)能，因此不適用于 OT 設(shè)備。此外，為保障連接穩(wěn)定便捷，制造商通常選擇將所有設(shè)備部署在同一個(gè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)上。勒索軟件一旦入侵，就能輕易擴(kuò)散至整個(gè)系統(tǒng)。因此，保障 OT 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全，需要考慮到由下至上三個(gè)層面：終端節(jié)點(diǎn)安全、網(wǎng)絡(luò)安全和安全管理。提高 OT 數(shù)據(jù)安全能力，企業(yè)應(yīng)該：

　　為 OT 自動(dòng)化設(shè)備部署入侵防護(hù)系統(tǒng) (IPS)，保護(hù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。工業(yè)級(jí) IPS 能監(jiān)控流入流出關(guān)鍵設(shè)備的數(shù)據(jù)，隔離惡意流量，一旦發(fā)現(xiàn)異常，便會(huì)即刻通知網(wǎng)絡(luò)管理員。

　　利用網(wǎng)絡(luò)層阻止勒索軟件攻擊。企業(yè)應(yīng)將以太網(wǎng)交換機(jī)升級(jí)為網(wǎng)管型以太網(wǎng)交換機(jī)，利用交換機(jī)的分層功能為 OT 網(wǎng)絡(luò)分區(qū)。

　　使用網(wǎng)絡(luò)管理軟件提高不同 OT 通信協(xié)議之間的互操作性，讓設(shè)備狀況可視化，快速發(fā)現(xiàn)存在故障或風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備。

讓四大 OT 數(shù)據(jù)能力助您一臂之力

　　俗話(huà)說(shuō)，“切忌本末倒置”。在數(shù)位轉(zhuǎn)型過(guò)程中，抓住重點(diǎn)十分關(guān)鍵，不要讓低質(zhì)量的原始數(shù)據(jù)影響大數(shù)據(jù)分析結(jié)果。在挖掘 OT 數(shù)據(jù)的價(jià)值前，應(yīng)思考數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)安全是否存在問(wèn)題。掌握以上四大能力，就能直面挑戰(zhàn)，利用高質(zhì)量的 OT 數(shù)據(jù)為轉(zhuǎn)型之路奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。