這一問題在該模式的較低層級尤為突出。對于有實時及安全要求的最底層設備而言,由于缺乏一個合適的唯一通信標準,導致眾多相互競爭的專用協議的產生。這意味著不兼容不僅存在于層級之間,同時也存在于設備層和控制層之內。因此,為了兼容終端用戶所喜愛的系統,經常出現自動化設備支持5個甚至5個以上工業協議的現象。
實時及安全子系統游離于更廣層面的自動化及IT基礎設施之外,使讀取數據變得異常困難,限制了開放式架構計劃(例如“工業4.0”)的有效性。那么,我們如何才能滿足這兩個貌似處于競爭關系的需求,在完全開放數據存取的同時保護關鍵流量呢?
扁平化金字塔
由于用戶對連接度和靈活性的要求更加嚴格,自動化金字塔模式的這種結構越來越受到詬病。為了更直接地提供底層數據,設備所有者轉向開放的OPC UA標準。該標準提供了一種模式,即管理層和企業層的OPC UA“客戶端”能夠直接從設備層的OPC UA“服務器”調用數據。
盡管OPC UA消除了自動化和IT間的部分障礙,但并沒有解決實時與安全子系統中使用獨立的專用網絡的問題。這些網絡的問題隨著OPC UA發表/訂閱模式以及時間敏感網絡(TSN)插件的出現得到了解決,TSN插件可以為IEEE 802以太網增加實時功能。OPC UA發表/訂閱模式與TSN結合后,可以通過標準以太網進行一對多和多對多實時數據交換。OPC UA TSN因此提供了一個開放、標準以及實時的通信平臺,該平臺既能達到傳統自動化的嚴格要求,又能支持物聯網(IoT)原則。
商業效應
自動化金字塔模式中的任意約束解除后,工業自動化市場將逐漸開放,這與20世紀90年代出現的企業IT或21世紀初出現的IP電話的情形相似。工業生產商和終端用戶將通過更多的供應商獲得更為便宜的互操作部件,同時得到大批工程師的技術服務。
靈活的通信基礎設施有助于部署新的技術,如霧計算(云邊服務)和創新型“即服務”商業模式。在工業自動化中,這些新技術有可能極大提升整體生產力,驅動增長,同時為新興市場成員和初創公司創造突破現狀的機遇。