一家制造厂的一名员工头戴安全帽,身穿黄色安全夹克,坐在办公桌前查看四台安装的显示屏上显示的生产工作流程和图表。

采用面向制造业的软件定义基础设施 (SDI)

转而采用 IT/OT 融合方法来保护正常运行时间、提高生产率并简化管理。

关键要点

  • 软件定义基础设施(SDI)允许制造商使用通用计算设备而不是固定功能设备连接 IT/OT 系统。

  • SDI 使企业能够整合工作负载,减少需要监管的设备数量,并实现集中管理。

  • 要确保您的 SDI 计划取得成果,就必须正确融合硬件、软件和战略合作伙伴。

了解灵活的软件定义基础设施的价值

在制造业中,软件定义的基础设施指的是用一个基于灵活的通用计算的信息技术(IT)和 OT 工作负载的融合平台来取代工厂车间中固定功能的操作技术(OT)设备。这种新的统一基础设施是一个集中的资源池,由虚拟化技术实现,并可通过一个集中的界面进行管理。最重要的是,众多不同设备的功能可以整合到一台工厂级服务器或工业 PC 上,从而帮助减少管理开销、降低设备占地面积并简化操作。

制造业的领导者和技术专家都知道,SDI 在带来惊人效益(包括提高生产率和安全性)的同时,也给企业带来了巨大的挑战。从固定功能的设备转向单一、抽象的车间技术平台,会给您带来挑战,影响正常运行时间、安全性、效率和整体底线。

数十年来,英特尔一直与制造业的合作伙伴携手合作,将 IT 和 OT 整合到一个平台上,释放客户制造数据的力量,改变他们的运营方式。我们与 ABB、西门子和施耐德电气等主要工业设备制造商积极合作,为全球工厂提供解决方案。结合我们专业的合作伙伴生态系统,我们致力于帮助像您这样的制造商通过 SDI 实现惊人的业务成果,并支持人工智能等下一代制造技术。

考虑 SDI 与传统方法相比的优势

虽然采用传统方法的工厂技术多年来一直是主流,但制造业不断增长的需求已导致工厂车间出现了大量的一次性设备。这种设备增长现象不仅使设备复杂化,增加了成本,拖累了员工,还带来了培训和支持方面的问题。

将专有设备整合到灵活的 COTS 服务器上,可减少团队负责的设备数量,简化整个环境所需的培训和支持,并通过集中远程管理减少所需的现场呼叫次数。

此外,对工厂车间基础设施采用 SDI 方法还能带来一系列其他好处,包括:

  • 深入洞察。通过将所有关键设备连接到软件定义平台,您可以更轻松地实时查看有关运营的详细信息,从而加强决策并优化业务成果。简化与云和数据中心资源的连接有助于促进数据共享和分析。
  • 更多的正常运行时间。通过对重要工作负载和系统进行更深入的性能分析和自动故障转移功能,企业可以减少计划外生产中断。
  • 降低成本。简化管理、提高员工生产率和增加正常运行时间有助于降低企业开支。
  • 对顶尖人才更具吸引力。当今的工程师、解决方案构建者和开发人员都希望使用他们最熟悉的以 IT 为中心的工具(在许多情况下是云原生工具)进行创新。将您的业务转换为软件定义的 IT/OT 平台,将为这些先进功能和更多功能(包括人工智能)敞开大门,这将吸引具有前瞻性思维的技术专家。

制定计划

要实现向软件定义基础设施的成功过渡,几个初始规划步骤至关重要。

选择合作伙伴

为了加快 SDI 计划的实施,许多制造企业会选择与 IT 和 OT 解决方案提供商以及各种系统集成商、软件供应商和设备制造商合作。整合软件定义基础设施堆栈的各个部分并确保其互操作性,是确保计划无缝、顺利进行的关键。

您需要谨慎选择在工业领域拥有专业知识和经验的合作伙伴,并与该领域的其他供应商建立深厚的联系,以帮助巩固您的解决方案堆栈。在英特尔,我们与广泛的合作伙伴生态系统合作,从服务提供商和系统集成商到虚拟化和数据分析软件厂商,使我们能够为工业企业提供全面的解决方案,所有这些都由我们强大的硬件支持。

当您为您的 SDI 工作研究合作伙伴时,您可以使用英特尔® 合作伙伴展示区查看我们在工业领域的各种合作伙伴团队。

此外,我们还与制造业和行业领导者合作,组建了一个强大的联盟,包括 Wachter、Insight、Kepware 和戴尔,致力于通过融合 IT/OT 基础架构帮助客户取得成功。这种合作关系为您的计划可能需要的各种合作伙伴提供了一个通用模式:

  • OT 解决方案集成商(Wachter)
  • IT 解决方案集成商(Insight)
  • 集中式数据管理和数据连接供应商(Kepware)
  • 硬件平台提供商(戴尔)
  • 技术/硅平台和战略顾问(英特尔)

确定目标工作负载和用例

作为 SDI 的初步探索工作,企业可以选择开展一项试点计划,在包含的流程中选择较少的工作负载。这能让 IT 和 OT 运营团队增长专业知识,了解如何最大限度地发挥新技术的优势。例如,食品和饮料制造商可以考虑在其包装流程中部署 SDI,而汽车制造商则可以将质量检测流程作为初始部署领域。当然,有些企业可能更愿意追求更全面的技术战略发展。

无论您的企业决定采用哪种方法,转向 SDI 都能释放出惊人的创新潜力。如需了解您的运营情况,请查看我们的制造业成功案例库,其中包括奥迪工厂自动化案例研究和其他主要的制造商的案例。

在开始使用时,您还应该了解一下基于英特尔® 技术的红帽开源工业自动化解决方案,它可以让您的组织在成熟、稳定的平台上推出边缘软件定义功能。

我们还与施耐德电气和红帽公司合作构建了以软件为中心的自动化解决方案,该解决方案可作为您的 SDI 战略的一部分,帮助实现创新和效率,同时保持稳定性、增强安全性并提高灵活性。

了解您的硬件需求

从支持虚拟化可编程逻辑控制器(vPLCs),到通过您的业务向利益相关者提供实时数据,IT 硬件在未来的支持 SDI 的工厂中发挥着至关重要的作用。

当然,为了最大限度地提高成本效益,您需要为新的边缘环境找到成本与性能之间的平衡点。

我们的产品组合提供各种计算和网络选项,可帮助满足您在工厂车间、数据中心或云中的各种需求,其中包括实现 IT/OT 融合和软件定义基础设施所必需的两项关键技术:

  • 英特尔® Time-Coordinated Computing (TCC):英特尔® 处理器中用于工业边缘/物联网的集成功能,使设备和应用能够满足制造环境中必不可少的硬实时要求。
  • 时间敏感型网络:以太网网络的 IEEE 标准,可提供超可靠的低延迟性能和流量调度,并由多种英特尔® 技术提供支持。

此外,许多工厂恶劣的环境条件也给 IT 设备带来了巨大挑战。热量、振动、灰尘和其他因素会迅速损坏不能胜任任务的设备。因此,我们提供了一系列专为应对这些挑战性环境而设计的边缘解决方案,包括加固设计和增强对极端温度的耐受性。

一般来说,在您寻求整合工作负载并在组织中启用 SDI 时,我们建议您探索英特尔® 产品选项,例如:

了解您的数据安全选项

您的 SDI 计划需要考虑的另一个重要方面是数据安全。英特尔® 技术提供了根深蒂固的安全功能,可以帮助您在工厂车间、数据中心和云中部署全面的保护。在您考虑 SDI 实施和整体工业 4.0 战略的安全要求时,请务必考虑英特尔® 产品,例如:

  • 英特尔® 软件防护扩展 (SGX):通过独特的应用隔离、加密和认证功能保护正在使用的数据,在利用云计算优势的同时,保持对数据的控制。
  • 英特尔® 信任域扩展(英特尔® TDX):通过虚拟机(VM)内的硬件级隔离,缩小潜在的攻击面,增强数据中心或云中的数据和应用保护及保密性。
  • FIDO 设备上载协议:使用这个利用公钥加密技术的开放式协议,将您的物联网设备简单安全地接入任何云或内部管理平台,无需人工干预。

考虑软件和开发需求

SDI 部署中的各种软件组件与硬件元素一样重要。虚拟化层、管理功能和各种软件定义的服务(包括那些对生产工作流程至关重要的服务)必须协同工作,才能促进实现您所期望的业务成果。

根据贵组织的要求,您可能还需要开发支持 SDI 计划的软件。为此,英特尔公司提供了多种专用工具和资源:

利用 SDI 搭建创新舞台

对于许多组织来说,SDI 代表着在实现完全智能化、自动化、人工智能增强型运营的漫长旅程中迈出的第一步,有望将灵活性、效率和生产力提升到新的水平。

在您的企业追求基本的 IT/OT 融合和先进的智能制造能力时,我们和我们的合作伙伴生态系统已做好准备,通过灵活、开放和可扩展的解决方案,帮助您简化成功过程,加速取得成果。我们期待与您携手合作,实现数字化转型。