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OT 环境中的数据建模
工业数字化导致数据量大幅增加。然而，使用这些数据的挑战不仅是由于其数量，更是由于其异质特性。数据模型可以帮助我们标准化异构数据以让其可用。
几十年来，像我们这样的自动化专家一直在使用来自OT世界的异构数据。我们在PLC上要控制数据块来循环处理大量的位和字节运算：其代表的过程变量，传感器读数，设定点，实际值等。我们从各种设备和流程采集这些数据，并将其用于自动化金字塔上的各个层面 。这听起来令人感到很复杂，对吧？
事实上，它就是很复杂。行业数字化的主要挑战之一就是数据的多样性和异质化。如果来自不同制造商的两台设备提供的是完全不同的数据，那我们该如何比较它们呢？这个问题并不新鲜，多年来，不同的行业在不同程度上一直在寻求它的成功解决方案。 设计出统一定义的指标（如 OEE）或标准（如PackML或CIM）是这些努力的结果，这些已有的模型确实取得了很多的成就。
标准化可以 走得更远...
当设备符合 PackML 标准时，自动化专家可以预待得到一个经过完美定义的标准信息集，而不必理会设备制造商是谁，设备的内部功能是如何动作的问题。这是一个良好的开端，因它使得设备的垂直集成变得更加容易。同时，也让我们的目标可以走得更远。
上述技术发展的一个经典例子是过程工业中正在使用的模块化类型包（MTP）。从本质上讲，MTP是过程项目设计单元的格式化描述， 它不仅提供了包含与设备有关的数据的信息，也包括其所能够提供的服务——基本功能。使用这种描述格式，人们只需点击数下即可将设备及其功能集成到过程自动化系统中。
数据模型支持的不仅仅是垂直集成
上述使用 PackML、CIM 和 MTP 的方法有一个共同点：它们都是通过将设备中的异构数据、设备制造商的特定源数据转换为同质化且具备可描述性的数据模型来促成其标准化的目的。因此，这就可为设备、生产线和整个生产流程提供了一个可定义的界面，允许操作人员监控、管理和分析生产过程和数据。最后，这还能大大简化了OT设备的垂直整合难度。那么这类模型还能够提供哪些其他益处呢？
扔掉域的概念拥抱开放的边界与市场
通常制造业的软件和数据环境可以归类为抽象层级上的垂直层次结构。在大部分情况下，这个类似金字塔抽象层的最底层就是PLC所控制的物理层。而其最高层就是ERP系统，它负责汇总数据，成本中心和资产负债表。上述最高和最底层之间还包括了诸如HMI、SCADA、PLT 和 DCS 等组件。
供应商的兴趣点让其始终会为他们的客户提供尽可能多的垂直层次结构——有一个神奇的词被业界称之为“供应商锁定”。从历史上看，OT行业中几乎所有主要的自动化组件制造商都依赖其独占性的专有解决方案进行垂直融合。这就像要求客户若是使用绿色的 PLC，就必须与绿色的 HMI 才能通信，同样也只有绿色的PLT 才能匹配上述组件。然后，更好或者更糟糕的是，客户必须购买一个包含一切组件的包 - 当然这个包也是绿色。
然而，问题在于即使是最好的组件供应商的专业知识也是有限的，因此没有一个供应商能够在我们金字塔的各个垂直整合层级都能提供一流的解决方案。所以对于作为客户的您们来说，是否允许从各种供货商的货架上选择会变得很敏感。
在我们假设的垂直集成的下部，OPC UA等标准的使用让这个假设变成为可能。它们确保了我们在行业中更多的竞争力，并允许用户有更多的选择自由。
现在在我们的垂直整合最上层，通过标准化后的数据模型已经可以实现完全相同的功能。有使用MTP标准的工艺设备能够让其集成到任意同样也使用该标准的软件中 – 这意味着告别了供应商锁定。这不仅使老牌制造业生产商的市场更具竞争力，而且还为新参与者打开了市场。
记住这一点，因为这只会对你们这类最终用户有好处。
信息广泛化
在OT的环境中，我们需要处理复杂的流程和设备。几十年来，工程师们投入了无数的时间，以最优雅的方式解决制造业带来的挑战。因此，来自这些过程的数据可能非常复杂也就不足为奇了。因此，要真正理解它们是需要一些专业领域知识的。
自动化工程师们习惯使用的数据结构和命名方式常常会代表其功能要求，而不是为便于理解，这种情况也让问题变得更加困难。从 PLC 程序员的角度来看，变量名称“A1_MC_P0_DB3_Conv_Rot_ Act” 可能是有意义的。但很不幸，该命名对于业务分析师来说是完全没用的。但是，如果可以在如“灌装机->输送机速度”项下的数据模型中找到相对应的这个变量信息，就可以避免对控制系统了解甚少的人员产生困扰。
好的数据模型具有很大的附加价值：他们能够隐性传递不同领域的知识，以简化和结构化的方式传递数据。这将大大降低解释数据含义的门槛，使多方更容易获得信息。结果，IT/OT之间的分隔被融合了。
这是一个显著的优势， 特别是在工业数字化发展方面。
二阶问题： 异构数据模型
从提供跨部门数字化解决方案的软件制造商（如zenon）的角度来看，上述论述正是其开发解决这个二阶问题的原因。目前标准化数据模型正该产品在不同生产部门创建，但这些模型通常彼此不兼容。
面对可能再次出现边界和不兼容性的风险，会让纵向或横向整合变得更加困难。但我们今天已经在接受这一挑战，并正在开发高度灵活的工具，应用即将推出的zenon软件最新平台版本。
您很快就可以在不久的将来阅读有关此主题的更多信息。
工业数字化自由职业者
菲利普·施密特（Philipp Schmidt）在工业数字化领域工作了十多年，从一开始就帮助塑造了这些创新变革。作为一部分在我们的产品管理团队中，他支持公司实施新技术，并为未来开发了Zenon软件平台。今天，他陪同组织创建和实施数字化战略的自由职业者。
philipp.schmidt@ps-it-solutions.com