《智慧企业工业互联网平台开发与创新》 ——

2.2.4　进入工业4.0时代之后的工业金字塔***

那么，究竟是什么技术松动了这个集中式的工业金字塔的架构呢？答案其实就在企业的网络上。如图2-14所示，目前大多数的企业存在三个网络：一个是对外的互联网，主要用于与外部客户和合作伙伴的商业信息交互；一个是企业信息网络，主要供企业管理人员和业务人员使用，ERP、SCM、PLM等系统都主要运行于这个网络上，但是难以延伸到生产现场；还有一个是工业控制网络，主要用于连接企业的生产设备，里面产生和存储了大量生产数据，然而这些数据却难以突破自身范围，基本上都消失在工业控制网络中。

图2-14　金字塔的背后是割裂的网络，其阻碍了企业生产力的进一步提升

目前在工业互联网领域出现的一些新模式和新业态，如智能化生产、网络化协同、个性化定制和服务化延伸等，都需要打破这种网络割裂的现状，实现数据的无障碍共享和流通，这在业界已经成为普遍的共识。

企业的业务发展迫切地希望打通企业内部的信息网络和工控网络，以及外部的网络，实现企业设计、研发、生产、管理、服务、系统各个环节的各类要素的互联，俗称“一网到底”。这意味着，对外需要实现生产企业与智能产品、用户、协作企业等工业全环节的广泛互联，推动网络化协同、服务化延伸；对内需要实现工厂内生产设备、信息采集设备、生产管理系统和人等生产要素之间的广泛互联，实现智能化生产和个性化定制。如图2-15所示。

图2-15　业界希望将工厂的内网连接、外网打通，以建立一体化的大网

随着企业内网和外网的融合与统一，在工业控制领域的工业现场总线技术和工业以太网技术，以及传感器技术的推动下，开始从底层逐渐瓦解原有的金字塔架构（如图2-16）。例如，很多传感器企业开始在物理传感器的基础上，在生产现场设置与传感器配套的网关，在云端建立传感器云，为ERP系统提供虚拟传感器，从而提供“传感器即服务”（Sensor as a Service）——碰巧它的缩写也是SaaS。在以前，如果ERP想获取PLC或传感器数据，需要层层向下索取。由于每一层的协议和情况都不同，以至于ERP厂商放弃了这方面的努力，将这部分个性化程度很高的工作交给了MES和MES的实施商去完成。今天，通过这种“传感器即服务”直接在云端获取传感器数据的做法，在以前几乎是难以想象的。PLC的情况也是一样。对于传统的金字塔架构，PLC云的出现也是一种釜底抽薪式的巨大改变。接下来一个很自然的问题就是，如果ERP可以十分便捷地拿到PLC和传感器数据，那么MES存在的价值在哪里？毕竟来说，MES的代码体量可能还不及ERP的一个模块，它的业务逻辑与ERP相比也要简单许多。

如图2-17所示，以德国IFM、Festo为代表的传感器和工控设备厂家普遍提供了自己的物联网网关，将自身产品的运行大数据直接传到云上。这种设备上云的趋势在装备制造行业已经十分普遍和成熟。

图2-16　传感器云和PLC云的出现，正在从底层开始改变传统的工业金字塔架构

图2-17　以德国IFM、Festo为代表的传感器和工控设备厂家普遍实现了设备上云

在迈向工业4.0的过程中，随着PLC和传感器通信能力的提升和标准化程度的提高，传统工业金字塔架构正在逐渐瓦解。如图2-18所示，在未来的制造工厂里，无论是OT领域的设备嵌入式软件，还是传感器和PLC的应用，抑或IT领域工人使用的应用系统，都将会连入云端，甚至直接驻留在云端，从而打破传统的IT与OT的分隔，实现比“IT/OT集成”更加紧密的“IT/OT融合”。在这一背景下，工业4.0最为关键的技术——信息物理系统（CPS）出现了。