来源：AVNET

(资料图)

工业云平台，不算是一个新的概念。但是最近几年，随着人们日益增长对产品和服务个性化的需求，以及企业数字化进程的加速和对生产效率的追求，工业云平台逐渐成为一个市场热点，并成为企业综合竞争力的一个关键部分。

简单的说，工业云平台是一个基于云的技术解决方案，专门为满足特定生产行业和企业的独特需求而设计，通常包括一套工具和应用程序，以帮助公司简化其运作，提高效率，降低成本。

下面，我们来谈谈什么是工业云平台, 并对其最关键的组成部分，分布式控制系统DCS（Distributed Control System）和控制器 （Controller）做一个近距离的分析。

工业云平台是什么

我们先从云计算（Cloud Computing）来着手了解工业云平台。大家知道，云计算是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，再通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。简单来说，就是通过分布式计算，解决任务分发，并进行计算结果的合并。

云计算有各种分类形式，比如按照其提供的服务类型，可以分为基础架构即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、软件即服务（SaaS）。如果综合考虑云计算的4基本要素：服务对象、服务提供者、云软件和数据资源，我们也可以把云计算分为公有云、私有云和工业云三类。

私有云：指企业或者单位内部自建自用，服务提供者和服务对象通常处于同一个利益共同体，云软件和数据都属于利益体所有，没有对外的服务的需求。

公有云：指第三方提供商通过公共Internet为用户提供的云服务，用户可以通过Internet访问云并享受各类服务，包括并不限于计算、存储、网络等。其特点是数据来自公开途径，云软件为服务提供者所有，并且是运营商的核心竞争力，极具私密性。

工业云（Industrial Cloud）：也称行业云，指由行业内或某个区域内起主导作用或掌握关键资源的组织建立和维护，以内部或公开的方式，向行业内部组织和公众提供有偿或无偿服务的云计算平台。

工业云是云计算的一种应用形态，利用云计算技术将行业内各个成员单位的数据分级统一集中，然后透过数据处理系统和应用系统，促进成员单位之间的数据和信息共享，并且开展公共服务的一种云计算形态。在许多情况下，它们是混合性质的，结合公共和私有云环境，以帮助企业保持数据和应用工作负载的安全和合规标准。

由此可见，工业云不仅解决了内部数据聚合和共享的问题，还可以帮助工业数据拥有者将数据转换为服务，提升业务价值。

工业云平台的大脑和神经：分布式控制系统（DCS）

如果说云网络连接是工业云平台的四肢，那么分布式控制系统（DCS）则是工业云平台的大脑和神经。分布式控制系统（DCS）是一种控制系统，在工业应用中用来控制和监测复杂的生产过程。在一个典型的工业环境中，有几个过程需要同时被控制和监测。DCS可以用来整合和协调这些过程，使其更加高效和可靠。

在工业云平台中，DCS可以用来控制和监测构成平台的各种过程和系统。例如，DCS可用于控制制造厂的温度和湿度水平，监测各种机器的性能，并管理材料和产品的流动。
工业云平台中的DCS通常由几个部分组成，包括：

控制器： 负责控制平台中各种流程的设备。它们可能分布在不同的地方，但都能连接到一个中央控制系统。
传感器：用于监测平台中各种过程的性能的设备。它们可用于测量温度、压力、流速或其他变量。
人机界面（HMI）：允许操作员与DCS互动的界面。它可能包括一个图形用户界面（GUI）或一个命令行界面（CLI）。
通信网络：连接DCS中所有设备的网络。它可能有一个有线或无线网络，这取决于平台的具体要求。

很显然，作为工业云平台的一个重要组成部分，DCS有助于确保所有的过程和系统都能有效地工作。

控制器，DCS的核心

分布式控制系统（DCS）是一个计算机系统，用于控制和监测工厂的工业流程，而控制器又是DCS核心。不难看出，设计和实施DCS中的控制器是一项具有挑战性的任务，以下几个关键挑战待需解决：

过程的动态性：一个过程的行为可能是复杂和动态的，了解过程的动态对设计有效控制器很重要。控制器必须能够适应过程中的变化并保持稳定的运行。
控制算法的选择：有几种控制算法可以在DCS中使用，包括比例-积分-导数（PID）、模型预测控制（MPC）和模糊逻辑。为过程选择合适的算法是实现最佳控制性能的关键。
控制器的调整：一旦选择控制算法，就必须对控制器进行调整以确保最佳性能。这涉及到调整控制器参数，使过程变量和所需设定点之间的差异最小，同时保持稳定。
通信和联网：DCS控制器通常分布在多个节点上并通过网络连接。确保节点之间的可靠通信很重要，以防止影响控制性能的延迟或数据丢失。
网络安全：DCS控制器通常连接到互联网或其他外部网络，这可能使它们容易受到网络攻击。实施强有力的网络安全措施以保护DCS免受未经授权的访问或恶意攻击是非常必要的。
维护和升级：DCS控制器是复杂的系统，需要定期维护和升级以确保最佳性能。在工业生产环境中，这可能是一个挑战，因为必须减少停机时间以避免生产中断。

以上可以看到，在DCS中设计和实施控制器是一项需要丰富的行业知识和经验沉淀的工作。这也在一定程度上解释了为什么工业云平台是最具有生态系统属性的平台。企业可以充分发挥生态伙伴的潜力来共同打造这个平台，比如像意法半导体STM就可以贡献其在硬件和软件开发方面的专长，为企业客户提供具有针对性的产品和服务，以解决物联网工业云平台独特的挑战和要求。这种合作模式可以使企业的开发人员专注于垂直应用开发的附加值，从而将节点到云连接的复杂性交给STM团队去解决。

工业云平台未来和发展

工业云平台的开发目前处在一个强劲增长的阶段。其主要的驱动因素可以概括为：

针对性：随着企业变得更加专业化，他们需要针对其特定需求的软件解决方案。工业云平台提供这些解决方案，提供通用云平台所不具备的特定工业特性和功能。
有效性：与传统的内部软件解决方案相比，工业云平台提供了显著的成本节约和效率提高。 通过基于云的基础设施和规模经济，工业云平台可以提供强大的软件功能，而成本低于传统的内部软件解决方案。
竞争力：工业云平台可以帮助工业企业保持竞争力，提供工业内最新的技术和最佳实践。通过使用工业云平台，企业可以跟上快速变化的技术趋势和监管要求，而不必开发和维护自己的软件解决方案。

最近，Gartner对北美和欧洲企业进行了调查，其中接近40%的受访者已经开始采用工业云平台。大约15%的企业正在进行试点，另外15%的企业考虑在2026年之前进行部署。大多数熟悉工业云平台概念的受访者都认为自己是特定行业云平台的采用者或潜在考虑者。Gartner预计，到2027年，企业将使用工业云平台来加速其关键业务举措的占50%以上，而在2021年，这一比例还不到10%。

随着越来越多地企业转向能够帮助他们在各自工业领域保持竞争力的专业软件解决方案，可以看出，作为提质增效引擎的工业云平台的发展必将势不可挡。