SPS是世界上最重要的工業自動化展覽會之一。其中展示的技術廣泛適用于任何工業企業。

智能生產解決方案2022

智能生產解決方案(簡稱SPS)是領先的工業自動化展會之一，于本月早些時候恢復運營。該活動于2022年11月8日至11月10日在德國紐倫堡舉行，再次展示了最新的工業自動化發展。盡管人數減少了(44000名參觀者，比大流行前減少了約30%)，但會場上人聲鼎鼎，擠滿了許多領先的工業自動化企業、軟件供應商和相關企業的高管。該會議仍然是工業自動化硬件和越來越多的軟件的重要展示。對于一些歐洲(尤其是德國)工業自動化企業來說，這可能是最重要的展會，如Siemens、Beckhoff和Phoenix Contact。

以下引述強調了展會對一些參展商的重要性：

“毫無疑問，作為領先的自動化貿易展覽會，SPS在我的日程中占有固定的位置。在其他任何地方，我都沒有機會在一個地方見到龐大的全球自動化家族，并帶走如此重要的刺激。”
——Lenze SE管理委員會主席Christian Wendler

“回到SPS的感覺真好!在過去的幾年里，我們錯過了這個很好的機會，而它無疑是我們工業自動化社區最重要的展會?！?br>——Bonfiglioli集團首席執行官Fausto Carboni

IoT Analytics有一個由三名分析師組成的團隊。他們參觀了大約75個展位，并進行了50多次單獨采訪，以了解最新的工業自動化趨勢，特別是IT/OT融合。

背景：IT/OT融合

制造領域對IT和OT融合的興趣和趨勢的主要原因是IT技術有望顯著改善制造業。競爭日益激烈的世界的市場動態“迫使”OT這個傳統上高科技含量較低的行業考慮這些IT技術。作為第一步，IT/OT融合可以通過在IT和OT系統之間創建必要的且安全的接口來實現。

然而，近年來，IT/OT融合越來越等同于IT技術走向OT世界。IT世界的技術可以幫助提高OT資產和流程的性能。IT技術提供了更好的存儲、分析和計算。由于使用了這些技術，OT層將從提高的生產力、改進的決策、增強的協作、更好的供應鏈集成、高效的能源管理、改進的客戶體驗以及新的更好的業務模式中受益。

2022 SPS上可見的10大IT/OT融合趨勢

在2022年SPS大會上，可看到10種趨勢表明行業正在大力推動IT/OT融合。下面是這些IT/OT融合趨勢的簡要總結。

1、基于IT的邊緣容器化技術

Siemens、Lenze、Belden、fecs、MathWorks、Wago等供應商都強調了集裝箱的邊緣工作負載。在展會上，西門子發布了其新的工業優勢管理系統(IEM V2.0)，該系統基于連接到云的開源Kubernetes。MathWorks展示了SALZ Automation GmbH PLC/IPC上的MATLAB Docker Image。Wago展示了其PFC200系列控制器，其可以在Docker環境中運行應用程序。Softting重點介紹了其新的edgePlug FANUC CNC應用程序，專門用于在西門子工業邊緣的集裝箱環境中運行，用于從FANUC CNC讀取機器和制造數據。

2、IT和OT工具的集成

OT供應商和解決方案提供商利用IT和OT技術創建融合的解決方案，但一個值得注意的趨勢是IT和OT企業密切合作創建集成解決方案。在展會上，施耐德電氣強調了其與SAP的新合作伙伴關系，兩家企業計劃為各自的OT和IT產品實現“聯合工業客戶的簡單和無縫集成”。一個特別強調的用例是通過EcoStruxure augmented Operator Advisor使用虛擬現實和增強現實技術進行閉環智能資產和現場服務管理。

Software AG展示了其與thin-edge.io的合作如何幫助實現從云到資源受限邊緣設備的無縫體驗。thin-edge.io是一個開源且與云無關的邊緣框架，專為資源受限的物聯網邊緣設備而設計。其運行在各種硬件上，從具有低RAM占用空間的小型嵌入式Linux設備到大型多核工業服務器(IPC)。其支持多種編程語言，旨在為部署其的任何設備提供開箱即用的連接性、安全性和設備管理特性。注意:thin-edge.io是一個合作項目，涉及IFM和Software AG等貢獻者，以及Nexus、Inetum、ADAMOS、Brainboxes、Kunbus和IPComm等不斷壯大的貢獻伙伴生態系統。

3、用于改進制造運營的云原生(IT)工具

西門子分享了其數字化轉型開放數字業務平臺“Siemens Xcelerator”的進展情況。其是物聯網硬件和軟件的精心策劃的組合，是合作伙伴的生態系統，也是一個市場。西門子計劃使其整個硬件和軟件組合模塊化，云連接，并構建在標準應用程序編程接口(API)上。西門子繼續向產品組合中添加新的(云原生SaaS)產品，并向生態系統中添加新的合作伙伴。

這個生態系統現在有60個合作伙伴。展會上的合作伙伴包括blue automation GmbH，該企業展示了使用西門子可執行數字孿生的機器的虛擬調試。虛擬調試使機器、其他工業設備或完整流程在設計階段是否按計劃工作成為可能。其模擬操作，并幫助在早期階段識別有缺陷的設計，早于任何東西在工廠地板上投入使用之前。Belden還展示了其新的基于云的SaaS“Horizon”邊緣平臺。其具有安全遠程訪問（SRA)、持久數據網絡(PDN)、邊緣業務、數據監控和異常檢測等特點。邊緣業務流程組件使用戶能夠在一個或多個設備上同時、本地或遠程部署和管理各種邊緣應用程序。

4、控制器的IT編程工具和語言

IT編程工具對OT程序員的可用性增加。像Python或Java等IT編程語言也越來越受歡迎。例如，西門子發布了其TIA門戶的新版本(V18)，其中包含擴展的面向IT的工作流程。最值得注意的是，Automatic Xpansion(Siemens AX)開發環境現在是基于云的，基于Microsoft Visual Studio Code，并允許通過GitLab進行版本控制。

施耐德電氣展示了其自動化專家軟件，這是施耐德以軟件為中心的PLC編程的方法。該工具是一個基于IEC 61499標準的共享源運行時執行引擎，由UniversalAutomation.Org開發。施耐德電氣還演示了如何在幾秒鐘內將在Automation Expert中開發的代碼部署到第三方控制器。

5、虛擬PLC集裝箱控制器

在近期看到的關于軟PLC的趨勢的延續中，SPS展示了企業現在正在轉向虛擬PLC，其不僅與控制硬件無關，且與IT硬件無關。這意味著其可以在商品化的IT服務器上運行，而不是專用控制器。

軟PLC的先驅Codesys推出了其新的虛擬PLC產品-Codesys virtual Control SL。其的一個試點客戶已經用Codesys virtual PLC取代了物理控制器，這些PLC在帶有VMWare堆棧的IT服務器上的容器化環境中運行。Xentara、Software Defined Automation和Logiccloud等幾家初創企業也展示了自己的虛擬和軟PLC。

6、虛擬化實體資產的數字孿生

雖然IT/OT融合通常是OT擁抱IT工具，但對于數字孿生，情況正好相反，IT在虛擬化環境中擁抱OT。工業數字孿生協會展示了其資產管理外殼(AAS)的用例。AAS是資產的數字表示，由描述資產的功能、參數和數據的子模型組成。其中一個用例是數字孿生能源監測，允許用戶在不更改軟件代碼的情況下切換設備。Lenze推出了新的開放自動化平臺Nupano，允許機器制造商將自己的機器作為數字孿生和相應的應用程序進行概覽。

7、低代碼工具

低代碼開發平臺是可視化的軟件開發環境，可減少編寫代碼的需要，并縮短構建和部署應用程序的時間。像Node-Red或Mendix(西門子)等低代碼工具在展會上隨處可見。西門子展示了如何使用Mendix為其工業優勢開發低代碼應用程序。初創企業360 Vision展示了其用于可視化裝配驗證的低代碼開發環境，使用通過Bosch Rexroth Ctrl X使用Lanner IPC。另一家初創企業Appollo Systems在Bosch Rexroth展臺上展示了其拖放低代碼工具。Peakboard強調了其用于構建生產儀表板的低代碼工具。

8、連接OT和IT的MQTT協議

MQTT作為OT資產到IT/云系統的最后一英里連接的首選協議，已經獲得了發展勢頭。SPS顯示了MQTT與OPC-UA在自動化金字塔較低層次上的重要性。領先的OPC-UA供應商Matrikon強調了其增強的“Matrikon數據代理”，支持通過MQTT將工廠數據發送到云端。Matrikon的一位代表在其展位上表示，與云的發布/子類型通信目前是一個大的客戶趨勢，而MQTT是這里的關鍵協議。

HiveMQ是展會上領先的獨立MQTT代理之一，其強調了MQTT的優勢。HiveMQ和Eclipse Foundation已經開發了MQTT Sparkplug規范，該規范提供了標準化的數據格式和開箱即用的設備發現能力。隨著越來越多的MQTT代理進入市場，其中一些還可以免費使用，HiveMQ強調了其擴展到數百萬個設備的能力、用于監視數據流和消息的工具以及高級的安全功能包。

9、OT的IT網絡安全模型

網絡安全企業Zscaler展示了其為IT開發的“零信任”安全原則如何在OT環境中工作。西門子和Zscaler擴展了“縱深防御”OT概念，采用零信任體系結構?；凇白钚嘞拊L問”原則，零信任僅根據經過驗證的用戶身份和上下文授權特定于應用程序的訪問。這是通過在Siemens Scalance LPE本地處理引擎的Docker容器上為基于云的遠程訪問服務Zscaler Private access安裝應用連接器來實現的，從而為工業環境創建訪問解決方案。

Microsoft、Moxa和Swiss Smart Factory展示了具有嵌套邊緣和集成HoloLens的安全ISA95安全架構是如何從云到生產車間的。

10、工業軟件質量控制的IT方法

PLCopen協會在展會上宣布，其希望成立一個工作組，為PLC軟件的基于度量的質量評估制定指導方針。雖然這一聲明很容易被忽視，但其表明了在OT世界中采用經過驗證的IT方法進行軟件質量控制的思維方式發生了變化。軟件指標是計算機科學中客觀評估軟件質量的一種行之有效的方法。該工作組旨在制定指導方針，說明如何將PLC軟件的基于度量的質量評估集成到機器和工廠工程軟件工作流程中不同利益相關者的日常工業程序中。

展望未來

如今，工業自動化和軟件的市場規模約為2000億美元。IT/OT融合是關鍵的技術驅動因素之一，將為制造商帶來新的效率和收入機會，并推動該市場在未來6年接近4000億美元。盡管挑戰和擔憂依然存在，但SPS 2022清楚地表明，行業思維已經轉變，IT/OT融合正在發生。

例如，在COVID-19之前，當被問及采用IT實踐和在云計算中工作時，許多OT企業指出了無法逾越的安全和隱私障礙。2022年的情況有所不同:正如展會所展示的，OT企業已經開始擁抱IT技術，如云和集裝箱化，并在新的環境下額外努力來保護安全和數據隱私。