施耐德電氣：以開放和軟件定義，引領(lǐng)工業(yè)自動(dòng)化變革

尤其在工業(yè)4.0提出以后，很多ICT技術(shù)被引入到OT中，為了與越來越先進(jìn)開放的IT世界融合，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域必須解開束縛，打破“各自為政”的壁壘，以更加“開放”的姿態(tài)，迎接創(chuàng)新和變革。

       在施耐德電氣2023年創(chuàng)新峰會(huì)上，施耐德電氣高級(jí)副總裁、工業(yè)自動(dòng)化業(yè)務(wù)中國區(qū)負(fù)責(zé)人龐邢健表示，“工業(yè)轉(zhuǎn)型的下一步是充分利用數(shù)字化工具，融合能源、自動(dòng)化和軟件這三大因素，并貫穿企業(yè)從設(shè)計(jì)建造到運(yùn)營維護(hù)的全生命周期，從單個(gè)工廠到整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，與生態(tài)伙伴攜手共赴開放、高效與韌性、可持續(xù)、以人為本的未來工業(yè)。” 

       基于最新標(biāo)準(zhǔn)，推出開放自動(dòng)化平臺(tái)

       其實(shí)開放自動(dòng)化并不是一個(gè)新概念，早在1993年，國際電工委（IEC）就制定了用于統(tǒng)一PLC、DCS、IPC、CNC和SCADA編程系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61131-3，為工業(yè)自動(dòng)化走向開放奠定了基礎(chǔ)，如今這一標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在大量工業(yè)控制場合得到廣泛應(yīng)用。

       但I(xiàn)EC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)適合單機(jī)運(yùn)行，要實(shí)現(xiàn)分布式控制的設(shè)計(jì)不僅工作量大，還需要大量的手動(dòng)修改，難以滿足當(dāng)下日益復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)的要求。為了實(shí)現(xiàn)可復(fù)用、可移植和可操作的需求，IEC開發(fā)了面向分布式控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)IEC 61499。

       施耐德電氣工業(yè)自動(dòng)化中國區(qū)業(yè)務(wù)市場總監(jiān)楊航認(rèn)為，從IEC61311標(biāo)準(zhǔn)到IEC61499標(biāo)準(zhǔn)，是技術(shù)趨勢(shì)的必然結(jié)果，到了這個(gè)節(jié)點(diǎn)我們就需要做出變化。這是一個(gè)國際技術(shù)聯(lián)盟的共同努力，施耐德電氣也愿意擔(dān)當(dāng)其中一個(gè)推動(dòng)者。

 施德電氣工業(yè)自動(dòng)化中國區(qū)業(yè)務(wù)市場總監(jiān)楊航

       “我們正在業(yè)界積極推動(dòng)IEC61499的使用，并在2020年推出了基于IEC61499標(biāo)準(zhǔn)的EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)，通過軟硬件解耦，突破現(xiàn)有系統(tǒng)限制，讓IT/OT真正融合，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品也能像IT產(chǎn)品那樣‘即插即用’。平臺(tái)是敏捷開發(fā)的方式，每年都會(huì)有兩個(gè)以上版本的更新發(fā)布，目前已迭代至V23.0版本。”

       說到新版本，楊航介紹，EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)V23.0版進(jìn)一步擴(kuò)展為集離散、混合和流程工業(yè)運(yùn)營操作于一體的統(tǒng)一控制軟件平臺(tái)。具體有四大更新，第一，強(qiáng)化與AVEVA系統(tǒng)平臺(tái)融合，可復(fù)用現(xiàn)有應(yīng)用圖形，加快系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第二，增加用于程序自動(dòng)化邏輯設(shè)計(jì)的圖形化界面編輯器，提升運(yùn)營效率。第三，開放自動(dòng)化人機(jī)界面（HMI）和歸檔功能，兼容Windows和Linux操作系統(tǒng)，支持跨系統(tǒng)靈活部署。第四，簡化并減少35%的工程組態(tài)工作量。

       楊航透露，EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)推出近3年來，收到了全球各個(gè)行業(yè)總包商、設(shè)備制造商、系統(tǒng)集成商和最終用戶的積極反饋。目前在食品飲料、物流、水務(wù)及環(huán)保公用事業(yè)、海水淡化等行業(yè)獲得了廣泛運(yùn)用，幫助客戶提升了業(yè)務(wù)靈活性與可持續(xù)發(fā)展能力。

       以專注冷鏈物流和倉儲(chǔ)的國內(nèi)企業(yè)京科倫為例，企業(yè)借助EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)更高效地分析、編輯或更新系統(tǒng)，滿足了客戶對(duì)服務(wù)靈活性的需求。調(diào)試時(shí)間縮短30%，產(chǎn)能得到切實(shí)提升。

       位于上海的施耐德電氣智慧物流中心部署EcoStruxure 開放自動(dòng)化平臺(tái)后，輸電線路在面臨不斷變化的運(yùn)輸要求時(shí)能實(shí)現(xiàn)更容易、更經(jīng)濟(jì)的調(diào)整。故障識(shí)別和排查速度提升至原來的四倍，錯(cuò)誤率減少了45%，吞吐量提升5.3%。

       在“開放性”之外，施耐德電氣認(rèn)為，未來的工業(yè)自動(dòng)化還將更加“以軟件為中心”。

       以軟件為中心，讓工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)更智能

       未來工業(yè)需要一種數(shù)字化思維方式，而軟件和數(shù)據(jù)是其中的關(guān)鍵。

       以軟件為中心，即軟件定義，就是用軟件去定義系統(tǒng)的功能，用軟件給硬件賦能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行效率和能量效率的最大化。本質(zhì)就是在硬件資源數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件與硬件的深度融合，推動(dòng)應(yīng)用軟件向個(gè)性化方向發(fā)展、硬件資源向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展、系統(tǒng)功能向智能化方向發(fā)展。

       以軟件為中心的自動(dòng)化系統(tǒng)可以降低運(yùn)營成本，提高靈活性，提升工業(yè)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展前景。楊航說，越來越多的設(shè)備開始以軟件為中心，在提高性能的同時(shí)支持遠(yuǎn)程操作和服務(wù)。

       他指出，現(xiàn)在廠商間的差異已經(jīng)慢慢集中在邊緣計(jì)算層和軟件層，這打破了廠商之間的壁壘，只要符合標(biāo)準(zhǔn)，就可以用同一套軟件去驅(qū)動(dòng)不同廠商的硬件運(yùn)行。當(dāng)然，這還是一個(gè)新技術(shù)，尤其是軟件方面，大家算法不同，有快有慢，需要很多場景去試驗(yàn)。

       比如說，在管廊、隧道這樣相對(duì)簡單的應(yīng)用場景中，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)只需要具備控制風(fēng)機(jī)、進(jìn)風(fēng)量、燈光等簡單的功能。在這類場景，開放的、以軟件為中心的優(yōu)勢(shì)就能很好地發(fā)揮出來。只要做好一套系統(tǒng)，就可以把庫或模型應(yīng)用到其他場景中，實(shí)現(xiàn)復(fù)用，無需再重新編程，極大減少了工程量。供熱場景也是一樣的道理。

       還有在分布式I/O場景中，以軟件為中心的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，可以節(jié)省大量硬件成本，因?yàn)橛布�不一定要用PLC，用工控機(jī)就可以，計(jì)算邏輯都在軟件里，只需要算力。而且在未來，當(dāng)需要采集更多的IT數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)算力的要求會(huì)更高，對(duì)控制的要求反倒不高。這個(gè)時(shí)候用工控機(jī)就能節(jié)省大量的PLC成本。這種方式目前已經(jīng)應(yīng)用到了施耐德電氣上海智慧物流中心。

       本土化研發(fā)和生產(chǎn)，強(qiáng)化“中國中心”

       作為一家法國企業(yè)，施耐德電氣已在中國深耕36年。在這三十多年里，中國的創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)，施耐德電氣將前沿技術(shù)和本土智慧充分結(jié)合，幫助中國企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效和可持續(xù)的發(fā)展。

       楊航走訪過很多OEM廠商，在他看來，“現(xiàn)在中國的自動(dòng)化控制行業(yè)百花齊放，國內(nèi)的OEM廠商已經(jīng)有足夠的資格來挑剔供應(yīng)商，對(duì)價(jià)格、性能以及定制化的要求都很高。為了得到更多的國際份額，國內(nèi)廠商走的是高性價(jià)比路線。”

       除了對(duì)價(jià)格敏感，國內(nèi)廠商對(duì)產(chǎn)品性能和定制化的要求也很高。以伺服為例，這一使用場景對(duì)精度和速度有著極高的標(biāo)準(zhǔn)，客戶需要你的速度穩(wěn)定性、易用性、應(yīng)變性、應(yīng)用性都達(dá)到非常高的水平。

       為了滿足中國本土用戶的需求，施耐德電氣持續(xù)加碼在中國的投入，建立了集技術(shù)、研發(fā)、銷售支持為一體的中國中心（China Hub），極大縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間，強(qiáng)化了中國研發(fā)、中國首發(fā)。

       楊航舉例說，此次在創(chuàng)新峰會(huì)上展示的Lexium 18伺服驅(qū)動(dòng)器，就是由施耐德電氣工業(yè)自動(dòng)化中國研發(fā)中心根據(jù)本土需求研發(fā)設(shè)計(jì)，并在施耐德電氣無錫工廠規(guī)�；�生產(chǎn)的。接下來我們還會(huì)推出跟Lexium 18伺服同一系列的總線、控制器產(chǎn)品，形成一個(gè)完整的鏈條，逐漸完善伺服行業(yè)。

       此外，施耐德電氣觀察到，數(shù)字化轉(zhuǎn)型大勢(shì)下，行業(yè)內(nèi)很多人對(duì)如何做數(shù)字化其實(shí)是困惑的。不同行業(yè)、不同企業(yè)的自動(dòng)化水平和管理水平各不相同，有些行業(yè)工藝復(fù)雜，數(shù)據(jù)分析很困難，作為供應(yīng)商單純提供軟件產(chǎn)品并不能解決他們的問題。施耐德電氣中國區(qū)做出了一個(gè)決定——引入咨詢。

       施耐德電氣將自身從生產(chǎn)到預(yù)測、管理的工業(yè)全流程業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)提煉出一套咨詢體系，結(jié)合中國市場的需求和本土人才資源，推出了雙碳咨詢、綠色智能制造咨詢、精益咨詢、供應(yīng)鏈咨詢等服務(wù)，通過大量走訪和交流，幫助客戶去分析現(xiàn)狀、診斷問題，最終制定解決方案。

       當(dāng)下數(shù)實(shí)融合不斷加速，工業(yè)企業(yè)需要加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游各環(huán)節(jié)的協(xié)同和共享。施耐德電氣秉承開放創(chuàng)新的理念，面向系統(tǒng)集成商合作伙伴推出了工業(yè)SI同盟全球項(xiàng)目，與生態(tài)伙伴共同探索創(chuàng)新技術(shù)，為終端客戶創(chuàng)造更大價(jià)值。自去年落地中國以來，已經(jīng)幫助一批中國企業(yè)鏈接施耐德電氣全球資源，加速了自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程，在激烈的市場競爭中贏得先機(jī)。