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編者按：

        很多制造商都會問及下列問題：制造企業如何構建自身的工業網絡？如何實現制造與企業信息平臺的融合？最佳實踐的方法是什么？如何保護制造業中的設備資產？如何建立制造企業的安全模型？使用什么樣的安全策略規避風險？如何使用專用的軟件對網絡監控？如何對生產、數據、安全進行控制、管理、分析并做出合理的商業決定？
       作者打算用四篇文章《制造企業參考架構》、《保護好制造業計算與控制資產》、《制造企業參考架構中的軟件》和《集成架構應用于過程控制系統》，從網絡結構、安全管理、軟件使用和過程控制四個方面回答上述的問題，希望對讀者能有所幫助。

摘要

       因為在工廠中，控制與信息都采用EtherNet/IPTM ，這就導致了工業企業廣泛地使用標準的以太網。這種部署使得制造網絡與企業網絡的融合成為可能。因為在任何需要信息的層次或節點，都可以及時得到生產關鍵數據指標（KPI），所以企業通過網絡融合而受益。制造和商業系統之間的信息融合也使制造商的靈活性和創新機會大大增加。

       這種技術和網絡融合使得網絡劃分的界線更為模糊。過去局限于制造領域的部分，現在可以實現與企業的協同。為了實現網絡融合，控制工程師和信息技術（IT）工程師要一同實踐組織和文化的融合，并且分享彼此的經驗。新出現的制造IT，與企業IT有著非常大的不同，它把協同的理念推向了更新、更高的水平。

       為了支持和加速網絡的融合，羅克韋爾自動化公司和思科公司合作開發了制造企業的參考架構。這個架構能夠為用戶成功地采用最新技術提供了基石，架構的內容都是針對工程和 IT 的命題。制造企業參考架構為用戶提供了技術培訓、設計指南、推薦方案和最佳實踐，可以幫助用戶建立一個堅固和安全的網絡，實現制造和企業網絡的融合。

       本文簡要推薦了制造企業的參考構架，并且描述了最佳實踐方法。

控制和信息融合

       融合已經不是一個新的概念。比如，公司常常通過擴張、合并和收購的方式進行融合。企業系統把不同的商業系統統一到一個公共的企業資源計劃（ERP）系統。最終，用戶把聲音、圖像、影像和數據匯聚到一個公共的信息網絡。

       在制造企業中，生產和控制的自動化島嶼，日益地匯聚到一個集成工廠級的控制和信息平臺。用戶也結合了批處理、連續過程、離散、安全、運動控制和驅動控制等不同的工業網絡，集成到基于EtherNet/IP、使用標準以太網技術的工業以太網當中。

       在制造企業大量部署的EtherNet/IP 也觸發了從傳統的三層網絡模型到一個融合的以太網模型的遷移，參見圖1。融合沒有使網絡模型變平。功能分段、地理位置和信任域的安全需要一個多層模型。

       在以太網的早期，傳統的三層網絡模型發生演化。有些特性，諸如：沖突域、半雙工和10Mbps的速度限制了以太網在生產控制應用中的使用。在早期，專用的、制造商特定的工業網絡非常流行，直到出現了像ODVA這樣的開放組織，開始推廣和使用公共工業協議（CIPTM）。

       按照功能和地域把一個網絡劃分成多個小的局域網（LAN），三層網絡模型提供了一種自然的網絡劃分。這樣就減少了管理和安全信息對控制的影響。連接的設備，諸如：驅動器和帶有控制器的機器人，一個設備級的網絡可以對智能設備進行控制、配置，并且可以從中收集數據。在一個區中的設備級網絡一般不和其他的設備級網絡進行交互。做為一個設備級網絡的骨干，控制網絡實現控制器互鎖，并且提供與監控計算機的連接。網關提供了一種從制造系統到企業系統的信息映射。手動、存儲轉發的映射機制需要巨大的人力和物力的支撐。

 
圖1 傳統3層制造網絡模型               融合以太網制造網絡模型

       融合的以太網模型減少了對專用網關的依賴，信息可以自然地流動。雖然進行了技術的融合，但模型并沒有變平。在任何地方、在任何時間要對數據訪問的需求，對企業提出了新的挑戰。制造商還必須保護好他們的資產，防止來自內部和外部的威脅（好人也可能犯錯誤，并由此給企業帶來損害）。因為制造區域不再孤立，連接在工業網絡上的計算機和控制器會和企業區一樣，遇到安全問題的困擾。

       企業范圍的以太網需要很好地設計和構建。建立比較小的LAN，控制和管理網絡流量，以及需要一種多層、分段的方法，建立可信任域，限制訪問人員。