混亂的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，特殊的工業(yè)自動化系統(tǒng)都給鋼鐵行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)改造帶來了很多困難，社區(qū)不久前組織在線分享，來自通鋼、萊鋼、本鋼、唐鋼、泰山鋼鐵等企業(yè)的同行交流探討，主旨是幫助大家梳理現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分析如何去解決相關(guān)問題，搭建一個完整的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，來為即將到來的工業(yè)4.0 、云計算、大數(shù)據(jù)做支撐。

以下由社區(qū)專家潘延晟（吉林通鋼自動化信息技術(shù)有限責任公司   信息科副總工程師）整理匯編大家的分享如下，對鋼鐵行業(yè)乃至制造行業(yè)的信息化改造、兩化融合等很有參考價值。

1.鋼鐵行業(yè)的二級、三級、四級、五級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括哪些？

@潘延晟：

目前鋼鐵行業(yè)的二級，三級，很少有形成完整的信息網(wǎng)絡(luò)的。

現(xiàn)在的情況是，二級系統(tǒng)會分為若那個獨立的系統(tǒng)，調(diào)用一級中工業(yè)控制設(shè)備中的數(shù)據(jù)或者發(fā)送指令。二級中一般每套應(yīng)用系統(tǒng)會形成一個小的獨立的網(wǎng)絡(luò)。

三級系統(tǒng)規(guī)模會在稍大一點，比如一個MES系統(tǒng)會整合二級中和生產(chǎn)流程相關(guān)的系統(tǒng)形成三級系統(tǒng)，但也都是根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)而相對獨立的，

四級，五級上一般是現(xiàn)在我們接觸到的ERP、辦公、人力資源等等這些系統(tǒng)。會形成一個比較完整的網(wǎng)絡(luò)，但是對于底層的二級，三級系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，就很有限。

@hufeng719：

一級系統(tǒng)就是些現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，溫度采集，PLC等等；

二級系統(tǒng)：（我們廠的定義是）各個單獨的局部功能模塊，比如：計量系統(tǒng)二級、掃描發(fā)貨二級、檢化驗二級系統(tǒng)、設(shè)備管理二級系統(tǒng)等等。

三級系統(tǒng)我們這里很模糊，幾乎沒有。所以我也不能具體理解。

四級系統(tǒng)就是我們公司的ERP系統(tǒng)，主要將下面的各二級服務(wù)器系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)交換中心傳輸?shù)紼RP系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。供領(lǐng)導(dǎo)層參考決策。

五級系統(tǒng)我們也沒有。

@gaogangtie：

系統(tǒng)分級只是概念問題，但基本上二級以下是確定的，即L0指的是儀表、電氣層的，L1通常指PLC，DCS，L2是指過程控制，包括各工藝控制系統(tǒng)的模型，分析之類的系統(tǒng)，如高爐工長、專家系統(tǒng)，計量數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等等，三級以上就各有說辭了，有的厚三薄四，有的厚四薄三，甚至可以放在一起，五級一般是指生產(chǎn)決策系統(tǒng)。

2.目前階段，有多少企業(yè)的信息化與自動化一定要融合，真的需要嗎？

@gaogangtie：

我覺得有必要，但一定要切合實際，不能是為了融合而融合，信息化中的數(shù)據(jù)源一定要從基礎(chǔ)自動化的數(shù)據(jù)進行分析、匯總而來，個人理解，融合的真正目的是數(shù)據(jù)不落地，減少人為干預(yù)，讓決策層看到實時、準確數(shù)據(jù)，做出正確的決策，目前多數(shù)企業(yè)是跟風上系統(tǒng)，又沒有權(quán)力部門推進應(yīng)用，隨著不斷的應(yīng)用，就偏離的初忠。

@thdk78：

兩化融合是信息化和工業(yè)化的高層次的深度結(jié)合， 是指以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進信息化，走新型工業(yè)化道路；兩化融合的核心就是信息化支撐，追求可持續(xù)發(fā)展模式。

就鋼鐵企業(yè)而言，信息化可能只是服務(wù)，自動化而是支撐，融合需要技術(shù)方面的資金投入，見不到效益，老總怎么拍板，從長遠看，贊同以上各位，但短期至少是鋼鐵企業(yè)，不會有太大的資金投入。

眼界的原因，倒是覺得大型的軟件服務(wù)商可以促進融合，因為只有他們才懂得各種企業(yè)的不同需求，成型的案例多了，眼界寬了才能使各家企業(yè)的大佬拿出真金白銀。

@hufeng719：

信息化與自動化從技術(shù)上是分不開的。工業(yè)生產(chǎn)自動化是發(fā)展趨勢，是信息技術(shù)發(fā)展到一定程度的物理實現(xiàn)，底層肯定依托的是信息技術(shù)，無論是代碼編程還是指令控制都屬于信息技術(shù)。信息化的概念很廣，涵蓋的東西很多。就目前階段而言，企業(yè)的信息化程度是隨著國家生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷進步的，只能說兩化融合是發(fā)展趨勢，至于企業(yè)需不要需要，肯定要根據(jù)自身發(fā)展狀況量力而行。這取決于企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層決策方向、目標需求和自身硬件基礎(chǔ)。

3.信息化系統(tǒng)各層級之間如何融合銜接，二級如何改造？

鋼鐵企業(yè)因為發(fā)展的時期不同，采用的技術(shù)不同，缺少統(tǒng)一的管理規(guī)劃等原因，導(dǎo)致各級系統(tǒng)之間缺乏聯(lián)動，特別是二級，三級系統(tǒng)，使用不同廠家的產(chǎn)品。這個如何改造？通過接口還是其他方式能否統(tǒng)一管理？

@潘延晟：

鐵行業(yè)的改造，網(wǎng)絡(luò)只是基礎(chǔ)。上層虛擬化，是平臺，一切都要最后由上層的應(yīng)用來決定。或者通過二次開發(fā)來形成一個平臺讀取各個二級，三級獨立系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，形成一個工業(yè)控制的平臺，或者是直接采用成型的工業(yè)控制系統(tǒng)的整體方案。但每個鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用有不完全一樣。很難形成想ERp系統(tǒng)一樣的平臺。所以我覺得可行的應(yīng)該開始通過接口來二次開發(fā)獨立的平臺把二級，三級的數(shù)據(jù)進行采集，形成一個新的平臺。

@gaogangtie：

通過接口的方式，比較容易實現(xiàn)，但日后維護難度較大，如果有可能，個人建議，建立一個針對二級的獨立網(wǎng)絡(luò)，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集平臺，實現(xiàn)與各系統(tǒng)間的接口。

有些二級系統(tǒng)，只是個噱頭，二級系統(tǒng)如果使用好，要由使用者不斷地優(yōu)化模型數(shù)據(jù)，不斷在自學(xué)習(xí)，才能發(fā)揮真正的作用，如果只是用來接收PDI,PDO數(shù)據(jù)的話，那就不如結(jié)合實際，建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行加工后，向上層信息系統(tǒng)提供所需數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為信息化提供數(shù)據(jù)支撐即可。

4.“智能制造”項目所需支撐數(shù)據(jù)從四級、五級取數(shù)好還是直接從一級、二級取數(shù)好？各有什么優(yōu)缺點？

比如我們最近要開展一個“智能煉鋼”項目，所需數(shù)據(jù)有的從ERP取數(shù)，有的從現(xiàn)場直接采集。作為頂層的項目，哪種取數(shù)方式更好？ 作為維護人員我們擔心的問題是：廣泛的冗余網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)已打好，上層ERP數(shù)據(jù)涵蓋面也較廣，在此基礎(chǔ)上可以做各種開發(fā)，但是中間的系統(tǒng)運維力量薄弱。說的形象些，一棵大樹下面根深蒂固，上面枝葉茂盛，中間只是一個細細的樹干。擔心哪天運維跟不上樹干斷了，影響的面積可就更廣了。

@gaogangtie：

個人理解：“智能制造”這個概念很大，從這個角度來看，屬于冶金規(guī)范、質(zhì)量要求、生產(chǎn)計劃、管控方面的數(shù)據(jù)一定是從四、五級接收PDI數(shù)據(jù)，智能制造所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)肯定是從基礎(chǔ)自動化等周邊系統(tǒng)取得，生產(chǎn)模型方面的數(shù)據(jù)就要從取得的生產(chǎn)指令及下級系統(tǒng)傳來的生產(chǎn)實績進行配方處理，生產(chǎn)智能制造的生產(chǎn)實績傳送給四、五級等上級系統(tǒng)，形成數(shù)據(jù)閉環(huán)。

@hufeng719：

我們這邊現(xiàn)狀：做開發(fā)的人很多，做網(wǎng)絡(luò)的人多，做系統(tǒng)運維的就兩個人。要管各種服務(wù)器、存儲、數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)、中間件等等。做開發(fā)的今天做個應(yīng)用程序明天給現(xiàn)場開發(fā)個小程序 都能節(jié)約現(xiàn)場時間或者降低勞動力。做網(wǎng)絡(luò)的整天布線、維護等等都滿滿的活兒。只有我們做運維的領(lǐng)導(dǎo)就整天看到你在電腦旁跟啥也沒干一樣。好尷尬！運維作為連接硬件和軟件之間的中間部分，重要性不言而喻，但在其上的不投入肯定為以后會埋下很多隱患。

@潘延晟：

運維如果每天都在忙。估計開發(fā)。網(wǎng)絡(luò)還有領(lǐng)導(dǎo)該全都坐不住了把。運維的每次運維操作都又可能造成業(yè)務(wù)的終端，而且我覺得一個成熟的信息化網(wǎng)絡(luò)。到后期的時候運維需要投入的遠要比建設(shè)初期多的多。

5.目前鋼鐵企業(yè)信息自動化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)該如何升級改造？

我們鋼鐵企業(yè)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)、光纖的，并且一直沿用多少年，那么升級改造成什么樣的，是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)嗎？需要哪些計算機硬件、軟件布置？

@thdk78：

是否需要升級改造，取決于企業(yè)需求本身。

從技術(shù)方面講，以光纖作為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)慕橘|(zhì)短時間內(nèi)是不會改變的，這是基礎(chǔ)。無線傳輸和移動業(yè)務(wù)的使用還是很局限，但可以緩解企業(yè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)投資的壓力。

從重視程度說，在鋼鐵企業(yè)里，哪家能向注重鐵路線一樣注重光纖線路。

目前，我們公司的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度，明顯滯后于基礎(chǔ)自動化的技術(shù)進步速度，而各個PLC系統(tǒng)獨立的存在著，就好像每個村里都通了高速公路，但卻沒有和鄰村連接，所有的數(shù)據(jù)都是孤立存在。連接固然是好的，但需要投入大量的資金和人力，不是不想連接，而是需不需要。

再說一下我們公司對信息化與自動化的重視程度。就好像公司一把手的辦公室，內(nèi)部裝修豪華大氣，可是在外面看已經(jīng)漏墻皮了，而且已經(jīng)是三四十年的老樓了，扒了可惜，大面積的補救資金，與新蓋一個差不了多少，所以是能將就，就將就吧。

@潘延晟：

工業(yè)系統(tǒng)因為地域性。生產(chǎn)的連續(xù)性等原因。網(wǎng)絡(luò)的改造一直都緩步，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備低端，工廠環(huán)境中的設(shè)備老化嚴重，光纖線路由于廠區(qū)中環(huán)境的限制而不便于維護，這些都會阻礙將來鋼鐵行業(yè)升級到工業(yè)4.0。

梳理現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，結(jié)構(gòu)，設(shè)備資源是改造的第一步，之后根據(jù)現(xiàn)有的狀況來規(guī)劃線路，設(shè)備，結(jié)構(gòu)，網(wǎng)管平臺，無線網(wǎng)絡(luò)，準入，固定資產(chǎn)管理

@hufeng719：

每個公司的網(wǎng)絡(luò)情況都不一樣，要根據(jù)自身現(xiàn)有資源來綜合考慮最優(yōu)最節(jié)省資本的優(yōu)化改造方案。既要滿足安全冗余，又要兼顧現(xiàn)有設(shè)備的兼容性，提高資源的最大利用率。我們這邊主要有兩個環(huán)網(wǎng)：辦公網(wǎng)和能源網(wǎng)，主要節(jié)點上都連在一起形成環(huán)網(wǎng)，兩網(wǎng)又是各自獨立成環(huán)，最后通過防火墻到服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。

@張學(xué)啟：

我表述兩個觀點：

一，企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，是一個必然的趨勢，還沒有準備數(shù)字化轉(zhuǎn)型的企業(yè)，只有兩條路，要么死亡，要么成為代工廠；

二，冶金企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以分三塊，一塊是各產(chǎn)線的過程控制系統(tǒng)PCS，可以按傳統(tǒng)的廠級聯(lián)網(wǎng)，如鐵前，煉鋼，各軋鋼。

第二塊是“生產(chǎn)主干網(wǎng)”，MES和ERP系統(tǒng)，統(tǒng)一運行在這個網(wǎng)上。

第三塊是辦公網(wǎng)。是客商聯(lián)接的通道，也是企業(yè)訪問互聯(lián)網(wǎng)的通道。

三類物網(wǎng)，管理重點不一樣。

在安全管理上，能源網(wǎng)和基礎(chǔ)自動化網(wǎng)安全級別最高，生產(chǎn)主干網(wǎng)安全級別為高，而管理網(wǎng)安全級別相對較低。對網(wǎng)絡(luò)可靠性的要求亦是能源網(wǎng)最高，無停機時間；生產(chǎn)主干網(wǎng)為高，每年計劃停機檢修時間為8小時；管理網(wǎng)可靠性要求相對較低，可計劃停機維護檢修。

6.視頻監(jiān)控（監(jiān)視）的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)該規(guī)避哪些問題？

視頻監(jiān)視（控）作為鋼鐵行業(yè)信息化建設(shè)中，起到生產(chǎn)管理的輔助作用，但基本是結(jié)合生產(chǎn)實際需要隨時進行設(shè)備安裝，實現(xiàn)暫時的使用需求，沒有統(tǒng)一的規(guī)劃。隨著不斷的應(yīng)用擴展，有的企業(yè)在生產(chǎn)指揮中心也需要監(jiān)視（控）作業(yè)現(xiàn)場的畫面，為實現(xiàn)集中、遠程監(jiān)控，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)會結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，適當增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，利用三、四級網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通訊，這樣就帶來網(wǎng)絡(luò)混亂現(xiàn)象，很容易造成莫名的網(wǎng)絡(luò)故障，請針對這種情況，給出網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃建議，以規(guī)范整體視頻監(jiān)控、基礎(chǔ)自動化、過程自動化、三級（MES—）、四級（ERP）、五級（生產(chǎn)決策）網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

@潘延晟：

從我們自己的情況來看，視頻監(jiān)控、視頻會議慢慢的開始在數(shù)據(jù)中占的比率越來越大。所以也在計劃吧整個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)從現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)中分離出來，形成獨立的視頻網(wǎng)絡(luò)，視頻的傳輸，保存在獨立的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，信息網(wǎng)絡(luò)通過高帶寬的線路讀取視頻數(shù)據(jù)。而需要長期進行監(jiān)控作業(yè)的畫面終端也存在于視頻網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。減少視頻數(shù)據(jù)對正式業(yè)務(wù)的影響。

@hufeng719：

這個問題很好。共享下我們的方案：一根12芯光纜貫穿公司幾個主要的子站形成環(huán)網(wǎng)，兩芯辦公網(wǎng)、兩芯能源網(wǎng)、兩芯視頻網(wǎng)，各自連各自的獨立匯聚交換機獨自成環(huán)，互不干擾。視頻傳輸至公司視頻存儲，通過視頻服務(wù)器雙網(wǎng)卡實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通。

7.工業(yè)控制網(wǎng)、工業(yè)管理網(wǎng)與企業(yè)管理網(wǎng)邊界安全問題？

@潘延晟：

原本的一級網(wǎng)絡(luò)都是工業(yè)控制設(shè)備，二級，三級系統(tǒng)也一般都是獨立的網(wǎng)絡(luò)，所以安全性上都相對欠缺考慮。隨著整個工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的全融合架構(gòu)，安全問題也一定會越來越嚴重。

原本的一級，應(yīng)該增加針對工業(yè)PLC上的安全模塊，二級網(wǎng)絡(luò)，進行整體的安全防護，終端安全，防病毒，行為限制，外接設(shè)備限制，與三層的邊界應(yīng)該部署針對工業(yè)協(xié)議的安全網(wǎng)關(guān)，三層往上的系統(tǒng)，應(yīng)該形成統(tǒng)一的管控，有效的控制終端行為，限制外界設(shè)備，執(zhí)行文件等行為，也可以考慮左面虛擬化。

整個網(wǎng)絡(luò)要增加對各個主要業(yè)務(wù)的審計。

@gaogangtie：

以我的經(jīng)驗，起碼各組網(wǎng)絡(luò)之間采用防火墻進行物理隔離，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷更新，各種病毒也不斷變異，建議在工控網(wǎng)絡(luò)按工藝單元增加工控數(shù)據(jù)安全網(wǎng)關(guān)，以增加工控網(wǎng)絡(luò)的運行安全，并配以嚴格的管理制度，要保證制度落地執(zhí)行。

8.如果不是特別需要，真的沒必要從1級到5級全部健全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。您認為呢？

尤其是生產(chǎn)管控行業(yè)，要分清主次業(yè)務(wù)，做好自我定位。只要能取到我們所需要的數(shù)據(jù)，服務(wù)于其他部門及上層領(lǐng)導(dǎo)，個人認為從哪一級取數(shù)都可以。 當然作為我們信息服務(wù)部門肯定要從穩(wěn)定性、便捷維護性、安全性等方面去考慮。

@潘延晟：

的確。五級的分類只是按照功能上去劃分的。從實際的應(yīng)用中來說，三，四，五三級或許慢慢的會整合為一層，形成最上層的應(yīng)用層。而原本的二級則更多承擔了中間件的作用，用來讀取一級數(shù)據(jù)，處理、傳送給上層。

@thdk78：

確實，沒有必要全都上。

需求為主，二級收集，三級分析，四級分享，不是必須上，看是否需要。