兩百多年前，“電話機(jī)”的概念正式成型，并逐漸發(fā)展為人類社會(huì)不可或缺的通訊工具。直到2010年前后智能手機(jī)的出現(xiàn)，才真正意義上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式發(fā)展和顛覆性變革。
毫無(wú)疑問(wèn)，智能化或者說(shuō)智慧化，是產(chǎn)業(yè)得以巨大發(fā)展的推動(dòng)力。而這正是未來(lái)工業(yè)最渴望獲得的能力。作為影響人類社會(huì)最廣、程度最深的產(chǎn)業(yè)——工業(yè)，其效率的提升，也意味著人類社會(huì)有機(jī)會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展。
在工業(yè)智能化的進(jìn)程上，“開放”為新技術(shù)創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。它意味著，打破軟硬件的隔閡與限制，加速IT/OT之間的融合，是工業(yè)徹底融入數(shù)字化浪潮的必要洗禮。但由于工業(yè)體系之龐雜、儀器套件之精密，工藝流程之復(fù)雜，工業(yè)領(lǐng)域的封閉成為過(guò)去幾十年的客觀現(xiàn)狀。曾經(jīng)推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化飛速發(fā)展的“封閉”，在數(shù)字化時(shí)代已經(jīng)成了束縛行業(yè)發(fā)展的“桎梏”，隨著而IT技術(shù)在該領(lǐng)域的融合與下沉，“開放”將呈現(xiàn)一個(gè)從量變到爆發(fā)的過(guò)程。
開放自動(dòng)化將不僅撬動(dòng)隱藏在未來(lái)工業(yè)之下的萬(wàn)億市場(chǎng)，也將掀起工業(yè)時(shí)代更深層次的靈活性與開放性變革——它追求的是“可復(fù)用”、“可移植”、“可重構(gòu)”以及“可互操作”。
這正是自動(dòng)化領(lǐng)域的用戶渴望加速推動(dòng)的局面。面對(duì)開放自動(dòng)化這一既定的未來(lái)趨勢(shì)，作為老牌工業(yè)自動(dòng)化廠商的代表，施耐德電氣的選擇是主動(dòng)和加速擁抱。這也是EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)發(fā)布的契機(jī)。
在跨入未來(lái)工業(yè)門檻之前
近年來(lái)，隨著制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，工業(yè)4.0、智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等概念大行其道。其根本目的在于優(yōu)化工業(yè)流程、提振工業(yè)效率，最終加強(qiáng)工業(yè)領(lǐng)域的盈利能力。
然而擺在自動(dòng)化企業(yè)面前的共同問(wèn)題是：工業(yè)自動(dòng)化界想利用“開放”所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)時(shí)仍存在大量門檻和屏障——從系統(tǒng)上來(lái)說(shuō)，工業(yè)的自動(dòng)化架構(gòu)仍然相對(duì)封閉，缺乏一種更開放化和離散性的設(shè)計(jì)；從細(xì)節(jié)上而言，PLC 、DCS等控制系統(tǒng)推行已久，但缺乏更通用的控制系統(tǒng)配置和組態(tài)語(yǔ)言。
與此同時(shí)，兩者的軟硬件之間深度捆綁，工廠為了避免軟硬件升級(jí)時(shí)通信協(xié)議轉(zhuǎn)換無(wú)法實(shí)現(xiàn)等風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)選擇停留在“封閉”狀態(tài)。這實(shí)際上受到了廠家的限制，因?yàn)樵诖藸顩r下，工廠無(wú)法進(jìn)行更靈活的數(shù)據(jù)采集，也無(wú)法對(duì)數(shù)字化基礎(chǔ)采取更統(tǒng)一的規(guī)劃，更難以及時(shí)部署人工智能等新興技術(shù)，其高質(zhì)量發(fā)展的進(jìn)程遇到了阻礙。
落實(shí)到工廠的自動(dòng)化部署上，這些問(wèn)題帶來(lái)的局限性變得極為具體。例如，系統(tǒng)的封閉和分離直接導(dǎo)致了IT/OT的融合困難，數(shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)自由且安全的移動(dòng)，本來(lái)應(yīng)當(dāng)形成一個(gè)完整體系的硬件、傳感、控制和信息等模塊僅能作為數(shù)據(jù)孤島而存在。
究其根本，還是由于傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)軟硬件捆綁的專有性和封閉性，使其IT水平發(fā)展在一定程度上受到了限制。但在這個(gè)數(shù)字化飛速發(fā)展的時(shí)代，只有能即時(shí)升級(jí)、長(zhǎng)期復(fù)用、完成軟硬解耦的軟件系統(tǒng)，才能夠成為產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)，并幫助產(chǎn)業(yè)提振效率。
除了技術(shù)發(fā)展層面，“開放”實(shí)際上也是工業(yè)企業(yè)的重要發(fā)展訴求。在真正的工廠運(yùn)作中，企業(yè)并不希望自己的每一個(gè)控制系統(tǒng)都綁定在某個(gè)固定廠商的體系范圍之內(nèi)——“封閉”雖然在一定程度上意味著穩(wěn)定性，但難以應(yīng)付復(fù)雜多變的技術(shù)需求。
因此，企業(yè)想要更開放的系統(tǒng)，達(dá)成智能制造系統(tǒng)的開放化和模塊化，這對(duì)于流程的效率提升和新技術(shù)的及時(shí)融入至關(guān)重要。他們也期待施耐德電氣這種系統(tǒng)級(jí)的廠商能夠先邁出開放的第一步。
為了滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和未來(lái)工業(yè)時(shí)代的訴求，以施耐德電氣為代表的一眾企業(yè)看到了軟硬件解耦的機(jī)會(huì)，這將是工業(yè)走向更徹底的開放自動(dòng)化的重要突破口。
2020年，施耐德電氣正式發(fā)出開放自動(dòng)化（Universal Automation）倡議，成為國(guó)際自動(dòng)化界企業(yè)中一番極具影響力的表態(tài)。為了充分實(shí)現(xiàn)未來(lái)工業(yè)的愿景，這家企業(yè)需要重新設(shè)想技術(shù)模型，將平臺(tái)開放、軟件與硬件解耦，從根本上提高系統(tǒng)的敏捷性和可擴(kuò)展性。
事實(shí)上，已經(jīng)有更多企業(yè)與組織加入到“開放式自動(dòng)化”這一大勢(shì)之中，行業(yè)已深刻認(rèn)識(shí)到，下一代工業(yè)自動(dòng)化必須擺脫當(dāng)前受制于專有封閉模式的格局。
當(dāng)前，多個(gè)開放自動(dòng)化組織達(dá)成了高度相通的倡議，包括開放流程自動(dòng)化論壇(OPAF)、國(guó)際過(guò)程工業(yè)自動(dòng)化用戶協(xié)會(huì)(NAMUR)、以及開放平臺(tái)通信基金會(huì)(OPC)。其中，OPAF在其O-PAS標(biāo)準(zhǔn)體系中采納了IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)，這也是施耐德電氣EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)所遵循的標(biāo)準(zhǔn)。
簡(jiǎn)單而言，開放自動(dòng)化的出現(xiàn)將讓硬件的標(biāo)準(zhǔn)化和軟件的通用化在工業(yè)領(lǐng)域更容易實(shí)現(xiàn)。IT工程師能夠更適應(yīng)OT的運(yùn)作方式，以更合理便捷的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，讓整個(gè)信息化流程實(shí)現(xiàn)真正的數(shù)字化；而OT工程師也可以在熟悉的環(huán)境中利用IT技術(shù)的先進(jìn)性，不必再面對(duì)復(fù)雜且各不相通的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而降低維護(hù)成本。
總而言之，OT與IT的融合能夠以自然而簡(jiǎn)便的方式進(jìn)行。而這將為一座座工廠打開魔力開關(guān)，打破數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的隔閡，實(shí)現(xiàn)無(wú)數(shù)個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)的效率提升，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈完成開放自動(dòng)化升級(jí)。
開放自動(dòng)化，從施耐德電氣說(shuō)起
2020年10月，隨著施耐德電氣對(duì)“通用自動(dòng)化”的倡導(dǎo)，其旗下一款以軟件為中心的全新自動(dòng)化系統(tǒng)——EcoStruxure? 開放自動(dòng)化平臺(tái)（EcoStruxure? Automation Expert，EAE）正式推出。
據(jù)了解，EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)是基于IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)和開放自動(dòng)化原理打造，通過(guò)將自動(dòng)化應(yīng)用程序與硬件分離，打破了專有系統(tǒng)的限制和底層硬件基礎(chǔ)設(shè)施的依賴，具備可移植性、可配置性、互操作性等特性，真正能夠做到“即插即用”。
這意味著工業(yè)自動(dòng)化部署轉(zhuǎn)向以資產(chǎn)為中心的設(shè)計(jì)方法，集成IT應(yīng)用程序、工具和工業(yè)技術(shù)都更加容易，深層次的軟硬解耦使其迎來(lái)前所未有的靈活性。
施耐德電氣的這項(xiàng)發(fā)布是面向整個(gè)行業(yè)呼吁擁抱開放自動(dòng)化趨勢(shì)，工業(yè)用戶、OEM廠商、系統(tǒng)集成商和總包商（EPC）等所有企業(yè)和個(gè)人都有足夠充分理由加入其中。其自身也在不斷推行平臺(tái)的升級(jí)進(jìn)化，到如今已經(jīng)迭代到V23.0版，并已擴(kuò)展為集離散、混合和流程工業(yè)運(yùn)營(yíng)操作于一體的統(tǒng)一控制軟件平臺(tái)。
事實(shí)上，工業(yè)領(lǐng)域市場(chǎng)龐雜且分散，工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品一方面要具備足夠多的共性，才能完成跨行業(yè)覆蓋，但另一方面又要有足夠的針對(duì)性，才能深入改善某個(gè)具體行業(yè)根本的生產(chǎn)效率問(wèn)題。這意味著，自動(dòng)化廠商不僅要掌握核心技術(shù)，還要有深刻的洞察力來(lái)發(fā)現(xiàn)總結(jié)發(fā)生在工業(yè)一線的痛點(diǎn)和需求，并打造相應(yīng)的解決方案。
那么，EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)究竟能為一個(gè)行業(yè)和一家工廠帶來(lái)什么？以水務(wù)行業(yè)為例，基礎(chǔ)設(shè)施老化、運(yùn)營(yíng)成本高、能源消耗大、水資源流失是行業(yè)面臨的普遍挑戰(zhàn)，但對(duì)于供水和廢水自動(dòng)化解決方案的現(xiàn)代化改造卻依然進(jìn)展緩慢。該行業(yè)真正需要的解決方案，要在降低實(shí)施成本的同時(shí)，讓未來(lái)員工更易上手，更關(guān)鍵的是提高運(yùn)營(yíng)的可持續(xù)性，例如能夠大幅降低能源消耗、二氧化碳排放量和水資源浪費(fèi)。
對(duì)于這些問(wèn)題，EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)作為先進(jìn)的開放自動(dòng)化解決方案均能解決。在方案實(shí)施和實(shí)際運(yùn)營(yíng)上，IT/OT的深度融合可以讓機(jī)器制造商、工程師、工廠操作員都有更便捷的操作體驗(yàn)；在運(yùn)營(yíng)可持續(xù)性上，EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)處理廠以及水收集與分配系統(tǒng)的統(tǒng)一控制，提升整體過(guò)程的循環(huán)性，最大限度地減少用水量，并實(shí)現(xiàn)廢水再利用。
水務(wù)之外，施耐德電氣的自動(dòng)化方案已經(jīng)覆蓋了更廣泛的行業(yè)。發(fā)布三年來(lái)， EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)已經(jīng)逐步應(yīng)用在食品飲料、物流及環(huán)保公用事業(yè)、海水淡化、交通等行業(yè)。其中，在交通行業(yè)，該平臺(tái)與控制器相結(jié)合應(yīng)用于公用工程隧道中的分布式區(qū)域控制單元，幫助新疆的一處地下綜合管廊項(xiàng)目減少約30%的工程時(shí)間，節(jié)省約15%的維護(hù)成本。
在眾多企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用表明，EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)可將執(zhí)行傳統(tǒng)自動(dòng)化任務(wù)所需的時(shí)間縮短2-7倍，將用戶開發(fā)應(yīng)用創(chuàng)新程序的速度提升3倍，排除故障的速度提升6倍。這對(duì)于工廠一線而言是實(shí)實(shí)在在的效率提升，也是整個(gè)產(chǎn)業(yè)實(shí)行更徹底的效率變革的大前提。
工業(yè)轉(zhuǎn)型的開放化浪潮
以施耐德電氣EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)為代表的開放自動(dòng)化，至少給工業(yè)領(lǐng)域用戶帶來(lái)了三大優(yōu)勢(shì)：工業(yè)控制系統(tǒng)的計(jì)算能力更強(qiáng)、效率更高，一線對(duì)于工業(yè)控制系統(tǒng)的部署成本更低、靈活性更強(qiáng)，此外，信息安全也得到了保障。
這種優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)業(yè)奔向未來(lái)工業(yè)的能力基礎(chǔ)，如果沒(méi)有這一能力基礎(chǔ)，產(chǎn)業(yè)何談供應(yīng)、制造、銷售等諸多環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)化與智慧化？這意味著，開放自動(dòng)化所引領(lǐng)的信息技術(shù)融合，將是工業(yè)加入數(shù)字化浪潮的必然趨勢(shì)，這種趨勢(shì)不可阻擋也不可逆轉(zhuǎn)。
面向產(chǎn)業(yè)內(nèi)部，開放自動(dòng)化意味著打通隔閡，集結(jié)多方力量，共同將市場(chǎng)規(guī)模做大。曾幾何時(shí)，安卓系統(tǒng)通過(guò)虛擬抽象層實(shí)現(xiàn)了硬件和軟件的分離和解耦，應(yīng)用開發(fā)者僅需一個(gè)編程接口就可實(shí)現(xiàn)適配該操作系統(tǒng)的軟件創(chuàng)作，此舉打開了一個(gè)應(yīng)用市場(chǎng)的大時(shí)代，并帶動(dòng)了智能手機(jī)市場(chǎng)的蓬勃增長(zhǎng)。
而工業(yè)領(lǐng)域的開放自動(dòng)化讓工業(yè)體系化整為零，通過(guò)軟硬解耦讓各個(gè)組件、模塊既能各自發(fā)揮最大效率，又能在必要時(shí)緊密結(jié)合，這為產(chǎn)業(yè)鏈上下游的所有供應(yīng)商都創(chuàng)造了更大的迭代空間，有機(jī)會(huì)將核心優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致。在行業(yè)整體的開放氛圍下，企業(yè)的應(yīng)用落地成本大幅收縮、實(shí)施限制大幅減少，同時(shí)又更容易實(shí)現(xiàn)融合互通的合作，市場(chǎng)機(jī)會(huì)和商業(yè)空間都將迎來(lái)亮眼增長(zhǎng)。
面向跨行業(yè)融合，開放自動(dòng)化也是一場(chǎng)勢(shì)在必行的行動(dòng)。當(dāng)前，AI大模型、深度學(xué)習(xí)、云計(jì)算、5G通信等前沿技術(shù)飛速發(fā)展，全人類社會(huì)都在經(jīng)歷一場(chǎng)前所未有的數(shù)字化和智能化變革。作為跟現(xiàn)代社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)綁定與融合最深的行業(yè)，工業(yè)領(lǐng)域理應(yīng)建設(shè)一套更標(biāo)準(zhǔn)化、更開放、更兼容的自動(dòng)化架構(gòu)，才能在未來(lái)的智慧世界高效承接來(lái)自其他產(chǎn)業(yè)的技術(shù)成果。
施耐德電氣開放自動(dòng)化平臺(tái)集成AI技術(shù)、過(guò)程控制及運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)對(duì)凸輪轉(zhuǎn)速及液位高低的控制
基于施耐德電氣開放自動(dòng)化平臺(tái)、機(jī)器視覺(jué)及運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，快速實(shí)現(xiàn)魔方還原
也只有一個(gè)更開放的未來(lái)工業(yè)，才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)IT/OT融合，建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式，緊跟數(shù)字時(shí)代的信息技術(shù)進(jìn)化，落地工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與未來(lái)工業(yè)的創(chuàng)想。
不可置否，在以IT技術(shù)融合工業(yè)世界的征途上，行業(yè)玩家各顯本領(lǐng)，到底何為最優(yōu)解還未成定數(shù)。不過(guò)，施耐德電氣看到了既定未來(lái)中的開放趨勢(shì)，打磨了一套與之配備的產(chǎn)品，并為之不斷迭代加碼。
19世紀(jì)，施耐德電氣在鋼鐵工業(yè)、重型機(jī)械、輪船建造業(yè)等行業(yè)中建功立業(yè)；20世紀(jì)，電力與自動(dòng)化管理業(yè)成為其戰(zhàn)略中心業(yè)務(wù)；進(jìn)入21世紀(jì)，施耐德電氣邁入能源管理與自動(dòng)化領(lǐng)域開啟新的挑戰(zhàn)，并隨著數(shù)字化浪潮的凸顯果斷成為軟硬件一體化的工業(yè)轉(zhuǎn)型推動(dòng)者。
188年的發(fā)展中，施耐德電氣面臨無(wú)數(shù)挑戰(zhàn)，也曾做過(guò)數(shù)次重大戰(zhàn)略選擇，最終都憑借核心技術(shù)實(shí)力和具有前瞻性的研判順利完成跨越，并逐步走到行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的地位。面向開放自動(dòng)化，施耐德電氣也將成為推動(dòng)歷史前進(jìn)的重要一員——開放自動(dòng)化將是未來(lái)工業(yè)的必然趨勢(shì)，企業(yè)的參與和融入只是時(shí)間早晚的問(wèn)題，但越早一步介入，就將越快搶得時(shí)代的先機(jī)。
