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在當(dāng)今時(shí)代，隨著創(chuàng)新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，工業(yè)4.0和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)的顯著優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可和驗(yàn)證。然而，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，算力、存儲(chǔ)和通信能力的大幅提升，那些無(wú)法與IT技術(shù)同步升級(jí)的專(zhuān)用自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)始逐漸顯露出局限性。怎樣解決封閉的系統(tǒng)帶來(lái)的種種不便？如何讓企業(yè)的軟硬件進(jìn)行解耦，實(shí)現(xiàn)IT與OT的深度融合？如何助力企業(yè)更快速更容易地?fù)肀录夹g(shù)？這些問(wèn)題都有一個(gè)共同的答案：開(kāi)放自動(dòng)化。
近日，《你好，未來(lái)工業(yè)》節(jié)目第二期“開(kāi)放——將如何顛覆工業(yè)自動(dòng)化的未來(lái)”，特邀機(jī)械工業(yè)信息研究院先進(jìn)制造發(fā)展研究所所長(zhǎng)陳琛、施耐德電氣工業(yè)自動(dòng)化業(yè)務(wù)總監(jiān)楊航及北京京科倫冷凍設(shè)備有限公司電氣自動(dòng)化負(fù)責(zé)人郝立煊，共同探討開(kāi)放自動(dòng)化技術(shù)將如何賦能未來(lái)工業(yè)。
“開(kāi)放自動(dòng)化”是必選項(xiàng)
信息技術(shù)的飛速發(fā)展為我們的生活和工作帶來(lái)極大的便利，也加速推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)程，顯著提高了生產(chǎn)效率。但隨著時(shí)間推移，那些曾經(jīng)為工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)高效率的專(zhuān)有自動(dòng)化系統(tǒng)和單一廠(chǎng)商軟硬件深度捆綁的傳統(tǒng)模式，開(kāi)始逐漸顯露出其“封閉”所帶來(lái)的弊端。
京科倫成立于2003年，是一家冷凍設(shè)備制造商，曾獲得過(guò)多項(xiàng)授權(quán)專(zhuān)利，并在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)了大型滿(mǎn)液式并聯(lián)制冷系統(tǒng)、速凍隧道專(zhuān)用雙級(jí)配搭螺桿并聯(lián)制冷系統(tǒng)、智能立體庫(kù)等實(shí)用產(chǎn)品。京科倫自成立之初就一直走在大型立體冷庫(kù)的創(chuàng)新前沿，如今也希望在立體冷庫(kù)的高效化、智能化上尋求進(jìn)一步升級(jí)。
“過(guò)去傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制程序都掌握在編程的核心工程師手中，但是隨著公司核心人員流動(dòng)，很多用于工藝控制的核心程序也會(huì)隨之流失。”郝立煊談到，“除此之外，傳統(tǒng)自動(dòng)化軟硬件捆綁的問(wèn)題也給我們帶來(lái)了不少困擾。例如我們之前一直使用的PLC退市后，公司不得不同時(shí)替換硬件和軟件，花費(fèi)大量時(shí)間和精力。”
正如郝立煊所言，過(guò)去的這種模式往往導(dǎo)致企業(yè)在選擇自動(dòng)化系統(tǒng)后，不得不繼續(xù)依賴(lài)同一供應(yīng)商的硬件和軟件產(chǎn)品，這種綁定限制了企業(yè)的技術(shù)升級(jí)或系統(tǒng)擴(kuò)展，從而阻礙了企業(yè)對(duì)更先進(jìn)或成本效益更高的技術(shù)選項(xiàng)的探索，也使得企業(yè)難以根據(jù)特定業(yè)務(wù)需求快速調(diào)整或優(yōu)化自動(dòng)化系統(tǒng)，直接影響對(duì)市場(chǎng)變化的響應(yīng)速度。此外，隨著技術(shù)的快速發(fā)展，企業(yè)需要不斷采用新技術(shù)以保持競(jìng)爭(zhēng)力。然而，軟硬件捆綁的模式限制了企業(yè)充分利用新興技術(shù)的能力，因?yàn)樗鼈兺枰却⿷?yīng)商提供集成解決方案，這無(wú)疑會(huì)延緩創(chuàng)新的步伐。
此刻，開(kāi)放自動(dòng)化的推出正當(dāng)其時(shí)。
“開(kāi)放自動(dòng)化是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的一項(xiàng)顛覆性創(chuàng)新，它打破了傳統(tǒng)專(zhuān)有自動(dòng)化系統(tǒng)的封閉性，推動(dòng)了IT與OT的深度融合。這一變革的核心在于實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，提高系統(tǒng)的敏捷性、靈活性和可擴(kuò)展性。”楊航表示。這種變革不僅促進(jìn)了數(shù)據(jù)的自由流動(dòng)和跨系統(tǒng)、跨平臺(tái)的分析，提高了數(shù)據(jù)集成和分析能力，還推動(dòng)了不同系統(tǒng)和設(shè)備之間的互聯(lián)互通，打破了傳統(tǒng)專(zhuān)有系統(tǒng)的隔閡，促進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)化通信協(xié)議的使用，增強(qiáng)系統(tǒng)的互操作性。
在軟件層面，開(kāi)放自動(dòng)化強(qiáng)調(diào)軟件的獨(dú)立性和可移植性，使得基于IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的軟件組件能夠跨不同硬件平臺(tái)運(yùn)行，提升了軟件的重用性和靈活性。此外，開(kāi)放自動(dòng)化還改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)架構(gòu)，允許控制系統(tǒng)作為一個(gè)高度標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和部署，從而提高控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)整和快速迭代能力。更值得一提的是，企業(yè)能夠更有效地利用前沿技術(shù)，如5G、人工智能（AI）、數(shù)字孿生等，從而優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸、系統(tǒng)協(xié)同和運(yùn)營(yíng)效率，通過(guò)開(kāi)放自動(dòng)化與前沿技術(shù)的融合應(yīng)用，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化向更高層次發(fā)展。陳琛談到，自動(dòng)化領(lǐng)域的開(kāi)放自動(dòng)化趨勢(shì)預(yù)示著從封閉向便捷的跨系統(tǒng)協(xié)作轉(zhuǎn)變，這不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換和集成，而且預(yù)示著一場(chǎng)創(chuàng)新的革命。這種變革將打破少數(shù)企業(yè)對(duì)創(chuàng)新的壟斷，使得更多企業(yè)能夠參與到自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展中，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展和創(chuàng)新。
是創(chuàng)新者也是賦能者
開(kāi)放自動(dòng)化預(yù)示著自動(dòng)化領(lǐng)域從集中式封閉系統(tǒng)向分散多元化生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，這一變革與計(jì)算機(jī)行業(yè)在20世紀(jì)60至70年代的模塊化革命相似，預(yù)示著企業(yè)治理的技術(shù)領(lǐng)域?qū)⒎只癁楸姸鄬?zhuān)注于特定模塊的小型專(zhuān)業(yè)化企業(yè)。陳琛認(rèn)為，在這一過(guò)程中，關(guān)鍵在于有遠(yuǎn)見(jiàn)的企業(yè)需要擔(dān)任“架構(gòu)師”角色，推動(dòng)架構(gòu)創(chuàng)新，形成新的架構(gòu)和規(guī)則。同時(shí)，領(lǐng)先企業(yè)則需具備自我顛覆的勇氣，主動(dòng)適應(yīng)變革，而不是被動(dòng)等待外部力量的顛覆，以確保在開(kāi)放自動(dòng)化的新時(shí)代中取得成功。
施耐德電氣始終致力于構(gòu)建開(kāi)放自動(dòng)化世界的基石，并于2020年推出了基于IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的EcoStruxureTM開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)，這一軟件定義的全新工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)軟硬件解耦實(shí)現(xiàn)了IT與OT的深度融合，推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的“即插即生產(chǎn)”，有效解決了廠(chǎng)商間應(yīng)用軟件的可移植性、可配置性和互操作性問(wèn)題。該平臺(tái)為過(guò)程、混合與離散工業(yè)提供了統(tǒng)一、可擴(kuò)展的自動(dòng)化環(huán)境，旨在降低用戶(hù)的總擁有成本，簡(jiǎn)化工藝流程和操作，提高工業(yè)運(yùn)營(yíng)的效率和韌性。
EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)的應(yīng)用極大地提升了京科倫在建設(shè)智慧冷鏈物流園時(shí)的開(kāi)發(fā)效率，節(jié)約了大量時(shí)間。通過(guò)將自動(dòng)化程序模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，平臺(tái)顯著增強(qiáng)了可復(fù)用性和可互操作性，與傳統(tǒng)的IEC61131-3方式相比，IT接口方面的開(kāi)發(fā)時(shí)間減少了80%。在撫松項(xiàng)目的實(shí)施中，面對(duì)四個(gè)冷庫(kù)、每個(gè)庫(kù)約20000個(gè)點(diǎn)的大規(guī)模需求，施耐德電氣的EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)采用面向?qū)ο蟮木幊谭绞�，通過(guò)層層封裝，將復(fù)雜的控制程序拆分為標(biāo)準(zhǔn)化的小模塊，再根據(jù)每個(gè)庫(kù)的工藝需求，高效地搭建出不同的應(yīng)用程序，極大提高了開(kāi)發(fā)效率。
要找到新時(shí)代企業(yè)轉(zhuǎn)型的最優(yōu)路徑，離不開(kāi)技術(shù)合作、產(chǎn)業(yè)協(xié)作和系統(tǒng)協(xié)作。產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要一個(gè)開(kāi)放的生態(tài)系統(tǒng)，而開(kāi)放生態(tài)的發(fā)展壯大需要更多企業(yè)的參與。作為首批加入開(kāi)放自動(dòng)化組織UAO的行業(yè)先驅(qū)之一，施耐德電氣積極推進(jìn)攜手更多的自動(dòng)化廠(chǎng)商、最終用戶(hù)、系統(tǒng)集成商、研究機(jī)構(gòu)，一同推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放、通用的理念，促使行業(yè)發(fā)生可持續(xù)且持久的積極改變。楊航談到，施耐德電氣始終愿意與生態(tài)伙伴共同攜手，提供陪伴式的服務(wù)與聯(lián)合創(chuàng)新，構(gòu)建數(shù)字時(shí)代更加“開(kāi)放”的新質(zhì)生產(chǎn)力。
