案例分析

IT和OT网络分离有助于制造商提高生产力、收入和交货时间

Belden通过建立自己的OT网络,帮助一家建筑铝材制造商减少了停机风险,使生产过程更具容错能力,并提高网络可见性以实现更好的管理。

 

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客户

作为一家领先的建筑铝制造商,该公司专门设计和生产预制铝框架系统,例如商业和机构店面和入口。

 

随着客户需求的增加和施工时间表变得更加紧凑,公司利用一切可用的机会来改进其制造设施、生产系统和技术。

 

挑战

该制造商每周 24 小时不间断生产五到七天,以生产尽可能多的产品。其整个生产过程都在网络上运行。然而,多年来,IT 团队一直拥有该 OT 网络的所有权。

 

IT 部门担心 OT 网络与 IT 分离,因此没有’不想将部分网络控制权交给生产部门。因此,工厂车间的工人一切都依赖 IT—从机器操作到运行印刷机的配方。

 

每周几乎有三次,生产都会因计划外的网络停机而陷入困境。这造成了交货时间、生产力和收入方面的巨大差距—更不用说令人难以置信的令人沮丧的工作环境。

 

没有任何解释或警告,整条生产线就会失去网络通信并关闭。“每次发生这种情况至少会导致 20 到 30 分钟的停机时间,” 制造商表示’的控制工程师。“IT 永远无法告诉我们发生了什么。他们会说这是我们的 PLC 硬件,但我知道那不是’不是真的。”

 

问题出在 IT 上’的网络交换机。虽然该公司确实拥有机柜级别的工业级交换机,但它们连接到由 IT 管理的企业交换机。

 

然而,即使 IT 支持网络分离,网络’当前的设计和操作使得这成为不可能。

 

“所有 PLC、三台大型铝挤压机、带有 HMI 的控制台—一切都是作为 IT 网络的一部分设置的,” 控制工程师解释道。“每个以太网地址都有一个在以太网上运行的 PLC、I/O 机架或传感器。每个交换机都有自己的以太网电缆,长度在 200 到 250 英尺之间,连接到非工业管理型交换机。我们有三个这样的装置在植物纤维上联网。”

 

OT 团队希望让其生产流程更加 “容错,” 正如控制工程师所描述的。如果主机设备出现故障,生产线仍应能够运行

 

深入了解

制造商需要引入多个报价来源,并且与 H.H. 有着长期的合作关系。Barnum,一家工厂自动化解决方案分销商。

 

在了解了项目范围后,H.H.巴纳姆把贝尔登带到了谈判桌上:

“Belden 曾三四次来到我们的工厂,检查情况、询问问题并参观工厂车间,查看我们的设置和架构。仅因为这个原因,他们就脱颖而出,” 控制工程师说道。“他们出现了,表现出了兴趣,而且我已经知道了产品的质量。”

 

解决方案

该公司的控制工程师知道,OT 别无选择,只能建立自己的网络。’为了做好准备,他模拟了媒体冗余协议 (MRP) 网络拓扑,以分离 OT 和 IT 网络并避免单点故障。

 

该工程师与Belden解决方案工程师分享了这些计划,后者就完成设计以及部署和维护单独网络所需的条件提出了建议。

 

“对于铝挤压机,我们几乎把以太网上的所有设备都转移到了 Hirschmann 交换机上 在面板中,” 该公司’的控制工程师说道。“如果上行链路中断,印刷机仍将运行并与其他设备通信。”

 

这些 Hirschmann BOBCAT 交换机连接到三个网络控制柜:每个铝挤压机一个。每个网络机柜都配备了一个新的冗余光纤系统,将 Hirschmann BOBCAT 交换机连接到网络箱中的 Hirschmann Greyhound 交换机。每个机柜中都有一个 Hirschmann BOBCAT 交换机专用于公司的视频系统,用于监控生产过程和压机。’

 

该制造商还投资了 工业 HiVision 网络管理软件 识别、映射和配置网络设备;快速发现故障并及时修复;并全天候查看实时状态和性能数据。

 

当需要分离网络时,这并不像快速断开和重新连接那么简单。’OT、自动化和 IT 之间需要协作与配合。

 

为了帮助公司做好准备,Belden’的解决方案工程师在上线日期前三天就到达了现场。他的目标是将 OT 和 IT 结合起来,并确保每个人在继续前进之前达成共识。

 

在这些讨论中,他发现 IT 和 OT 很难解释他们的计划和顾虑,而且两个团队都不理解对方在说什么。由于生产正在脱离 IT 网络,IT 部门希望立即实现完全分离—但那’是不可能的。由于防火墙通信问题,IT 部门随后提出的建议也’不可行。如果制造商遵循该行动计划,网络分离和切换将会失败。

 

为了克服这些部署挑战,Belden’ 的解决方案工程师充当联络人,帮助各小组协调优先事项,作为一个整体开展工作,并确保他们了解自己将扮演的角色。

 

结果

该公司’的生产车间创下了一项新纪录:六个月(并且还在继续)没有出现网络问题。这与工人在建立自己的 OT 网络之前每周经历多次停机的情况相比有了显著的改善。结果,生产力、收入和交货时间都得到了改善。

 

网络可见性现在对于生产团队来说已成为现实。如果设备确实出现故障,员工可以清楚地看到’发生的情况。例如,如果没有这种程度的洞察力,OT 领导层就不会’注意到工人在不应该关闭面板的时候’关闭了面板。通过网络管理软件,他们能够检测到一组设备发生故障、恢复上线然后再次发生故障的情况。

 

“新网络上线后,’没有出现过任何问题,” 控制工程师解释道。“当然,事情会发生,但这些事情不再是网络问题。我们现在可以看到’正在发生的事情并了解实时网络状态和质量。我们可以隔离’正在发生的事情、哪个链接中断或’哪些部分难以通信。我们可以诊断以前无法诊断的问题。’”