制造企業(yè)對(duì)軟件的需求正在發(fā)生改變。ARC咨詢集團(tuán)的分析師HarryForbes援引某自動(dòng)化供應(yīng)商CEO所說(shuō)的,客戶不想成為必須管理在上千臺(tái)設(shè)備上運(yùn)營(yíng)應(yīng)用軟件的工廠。自動(dòng)化供應(yīng)商希望利用虛擬平臺(tái)替換交換機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些軟件的管理。

這是一個(gè)突破性的時(shí)刻，而不是漸進(jìn)的改變。軟件正在吞噬世界。云計(jì)算軟件正在吞噬著企業(yè)、邊緣設(shè)備和嵌入式空間。云技術(shù)可以查看并與較低級(jí)別的系統(tǒng)進(jìn)行交互。軟件變得越來(lái)越小，而且更安全。在歷史上按不同類別開(kāi)發(fā)的軟件，正在扁平化。

最先進(jìn)的云軟件開(kāi)發(fā)和軟件操作(DevOps)技術(shù)，將滲透到嵌入式系統(tǒng)中。而嵌入式工業(yè)自動(dòng)化的開(kāi)發(fā)、部署、業(yè)務(wù)流程和監(jiān)控以及更新，將提高最終用戶對(duì)工業(yè)自動(dòng)化軟件的期待。規(guī)?；约霸谡麄€(gè)軟件生命周期內(nèi)的軟件管理需求，將由云、企業(yè)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)和開(kāi)放組織共享。

云計(jì)算軟件開(kāi)發(fā)工具正在吞噬所有其它與工業(yè)自動(dòng)化相關(guān)的領(lǐng)域。

開(kāi)放過(guò)程自動(dòng)化（OpenProcessAutomation，簡(jiǎn)稱OPA），是開(kāi)放組織（OpenGroup）的一部分，旨在建立一個(gè)概念驗(yàn)證原型，建立標(biāo)準(zhǔn)并最終建立商業(yè)開(kāi)放式過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)，從而最大限度地減少供應(yīng)商特定技術(shù)并提高系統(tǒng)投資的總體回報(bào)，同時(shí)保持嚴(yán)格的安全性。

開(kāi)放式自動(dòng)化

對(duì)于可擴(kuò)展性、互操作性架構(gòu)的更多關(guān)注，讓一些傳統(tǒng)過(guò)程行業(yè)的企業(yè)開(kāi)始嘗試開(kāi)放式自動(dòng)化。沙特阿美石油公司就為其中過(guò)程自動(dòng)化系統(tǒng)(PAS)生命周期管理計(jì)劃，制定了一個(gè)以開(kāi)放數(shù)據(jù)為中心的過(guò)程自動(dòng)化概念的長(zhǎng)期目標(biāo)，以期實(shí)現(xiàn)在技術(shù)、工業(yè)計(jì)劃和標(biāo)準(zhǔn)等方面的要求。

在2010年，面對(duì)過(guò)時(shí)的系統(tǒng)，該公司研究了其供應(yīng)商模型、備件管理、內(nèi)部技術(shù)支持和可靠性驅(qū)動(dòng)的替代等問(wèn)題，所有這些都帶來(lái)了對(duì)長(zhǎng)期使用專有架構(gòu)的挑戰(zhàn)。

一個(gè)新的計(jì)劃嘗試消除多個(gè)層次，實(shí)現(xiàn)扁平化的網(wǎng)絡(luò)、相互解耦的控制器，并用可靠的通信框架取代控制系統(tǒng)。新的解決方案力求避免大規(guī)模更換，并將控制功能分散到整個(gè)體系結(jié)構(gòu)中。最底層的安全系統(tǒng)不會(huì)被觸動(dòng)。輸入和輸出(I/O)模塊僅為輸入和輸出，并與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)總線連接。

這些屬性需要面向數(shù)據(jù)、開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)、使用發(fā)布/訂閱通信協(xié)議、人機(jī)界面和控制器虛擬化服務(wù)器、高可用性計(jì)算平臺(tái)、可互換的基本I/O、基于硬件或軟件的控制器、內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用程序可移植性。

在加入開(kāi)放過(guò)程自動(dòng)化計(jì)劃后，該公司請(qǐng)求參與一個(gè)示范系統(tǒng)，以幫助改善學(xué)習(xí)曲線。根據(jù)學(xué)習(xí)曲線，公司開(kāi)始意識(shí)到使用數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)并不像預(yù)期的那樣簡(jiǎn)單。需要較長(zhǎng)的時(shí)間形成一個(gè)信息模型。

沙特阿美石油公司致力于在以數(shù)據(jù)為中心、基于開(kāi)放技術(shù)的發(fā)布/訂閱協(xié)作自動(dòng)化平臺(tái)方面與OPA展開(kāi)合作。期望能夠保持目前的投資，使用現(xiàn)成的商用(COTS)技術(shù)，并提供更容易集成或部分更換的機(jī)制。

OPA計(jì)劃的進(jìn)展

開(kāi)放過(guò)程自動(dòng)化（OPA）創(chuàng)建了一個(gè)系統(tǒng)，將分布式控制系統(tǒng)作為OPA架構(gòu)中其它元素中的另一個(gè)對(duì)等方，而不是層次結(jié)構(gòu)的頂層。

運(yùn)行的概念驗(yàn)證系統(tǒng)使用實(shí)時(shí)的先進(jìn)計(jì)算平臺(tái)。它使用比例-積分-微分(PID)和約束控制來(lái)控制模擬過(guò)程單元。該驗(yàn)證裝置采取了I/O和邏輯，并將其分為三個(gè)分布式控制節(jié)點(diǎn)(DCN)。

因?yàn)榇蠖鄶?shù)過(guò)程控制的運(yùn)行速度比應(yīng)用需求要快，可以降低到100毫秒,就是這樣，該速度也快到足夠可以運(yùn)行任何程序。

互操作性的定義和目標(biāo)：兩個(gè)組件在供應(yīng)商之間交換有意義的信息和相互協(xié)作的能力，以便能夠整合最佳組件，并在市場(chǎng)上促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)和創(chuàng)新，并允許定制和按需裁剪解決方案。

互換性是指一個(gè)組件可以用另一個(gè)供應(yīng)商的部件更換而不進(jìn)行修改。樹(shù)莓Pi3可以與英特爾原型DCN交換。它是在不改變IEC61499控制邏輯的情況下重新部署的，不需要重設(shè)計(jì)控制邏輯。

配置和應(yīng)用程序可移植性允許將配置從一個(gè)應(yīng)用程序移植到另一個(gè)應(yīng)用。保留資產(chǎn)所有者的自定義配置、知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)并幫助使用先進(jìn)功能，允許集成一流的組件。

應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的靈活性，使其可以用應(yīng)用商店的概念來(lái)支持一流算法，開(kāi)放市場(chǎng)的創(chuàng)新，并保留自定義配置。

?？松梨趯?duì)OPA的愿景是在2021年之前做好技術(shù)準(zhǔn)備。鼓勵(lì)更多的參與者，該組織尋求合作伙伴和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

需要新的方法

“需要更多革命性的變化，因?yàn)槲覀冞€沒(méi)有到達(dá)那里,"巴斯夫公司控制系統(tǒng)技術(shù)的高級(jí)自動(dòng)化經(jīng)理MichaelKrauss說(shuō)，"我們?nèi)鄙倨脚_(tái)接口和數(shù)據(jù)模型。”NAMUR開(kāi)放式架構(gòu)已經(jīng)被證明和接受，具有高可用性，專為成熟的系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)可持續(xù)操作，具有很長(zhǎng)的生命周期。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)場(chǎng)級(jí)別、基本自動(dòng)化、制造執(zhí)行系統(tǒng)和企業(yè)資源規(guī)劃。

模塊化封裝(MTP)是對(duì)過(guò)程自動(dòng)化模塊的標(biāo)準(zhǔn)化非專利描述。模塊化封裝(MTP)涉及工程和過(guò)程控制層面。

很多組織都在致力于努力尋找用戶需求的共同點(diǎn)，將精力集中到一個(gè)參考體系結(jié)構(gòu)中。與傳統(tǒng)的OSI模型相比，這將減少1到3級(jí)。NAMUR的功能要求，可以得到對(duì)OPA體系結(jié)構(gòu)的支持，并且可以向現(xiàn)有(遺留)設(shè)備提供網(wǎng)關(guān)。不同之處在于最終能解決方案的軌跡。

開(kāi)放組織、ZVEI(德國(guó)電氣和電子制造商協(xié)會(huì))和NAMUR在2017年10月簽署了一份諒解備忘錄(MOU)，共享正在處理的工作文件。目標(biāo)是共同協(xié)作，致力于將標(biāo)準(zhǔn)普遍推廣和國(guó)際化為IEC標(biāo)準(zhǔn)。多方的努力，都希望可以推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程從量變到達(dá)質(zhì)變。

OPA帶來(lái)的收益

?？松梨谘芯亢凸こ痰母笨偛肒ennyWarren說(shuō)，OPA可以為用戶和自動(dòng)化供應(yīng)商帶來(lái)收益。

對(duì)于最終用戶，OPA帶來(lái)的好處包括：

●支持控制系統(tǒng)應(yīng)用程序的復(fù)用；

●提高價(jià)值創(chuàng)造；

●實(shí)現(xiàn)持續(xù)創(chuàng)新；

●解決系統(tǒng)集成問(wèn)題；

●安全可靠和本質(zhì)安全；

●有保障的員工隊(duì)伍和降低總擁有成本(TCO)；

●對(duì)于供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，OPA帶來(lái)的好處包括：

●在與現(xiàn)有客戶保持聯(lián)系的同時(shí)，接觸新市場(chǎng)和客戶；

●創(chuàng)造新的商品和服務(wù)；

●通過(guò)增加利潤(rùn)率和降低成本來(lái)擴(kuò)大盈利。

這些對(duì)?？松梨诤推渌С珠_(kāi)放組織的公司來(lái)講很重要，因?yàn)闇y(cè)試和試驗(yàn)將改進(jìn)數(shù)據(jù)的獲取和分析。他們可以運(yùn)營(yíng)賺錢的業(yè)務(wù)，并提供全球一致的方式、持久、歷久而保持透明。

用開(kāi)放的方式替換一個(gè)封閉的層，會(huì)拓寬提高生產(chǎn)率的途徑。當(dāng)今行業(yè)，并不像20世紀(jì)80年代的硬件定義的體系結(jié)構(gòu)?；ヂ?lián)網(wǎng)、云計(jì)算、機(jī)器人學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能（AI），需要一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的、開(kāi)放的、可互操作的數(shù)字架構(gòu)。因?yàn)樾袠I(yè)正在以更快的速度變化，創(chuàng)新至關(guān)重要。

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