一旦工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了開(kāi)放自動(dòng)化,無(wú)論在成本控制、生產(chǎn)效率、業(yè)務(wù)價(jià)值還是投資回收上,都會(huì)有無(wú)限可能。

IT的世界,是一個(gè)日新月異高速變化的世界。我們手機(jī)里的應(yīng)用軟件,經(jīng)常幾周就能更新一個(gè)版本;人們常用的智能硬件,往往一年就會(huì)推出性能更高的產(chǎn)品……這種速度,是傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域望塵莫及的。之所以能如此,離不開(kāi)IT領(lǐng)域通過(guò)軟硬件解耦實(shí)現(xiàn)不同硬件、不同系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通互操作、軟件可移植和復(fù)用。

與之相比,工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的產(chǎn)品還不能像IT產(chǎn)品那樣即插即用,也沒(méi)有任何一款控制器能做到和其他控制器互相通用,各控制器的編程代碼也不能復(fù)用……這些“不夠開(kāi)放”的自動(dòng)化雖然與技術(shù)發(fā)展的歷史原因有關(guān),但更主要的是與各大廠商精心構(gòu)筑的技術(shù)“護(hù)城河”有關(guān)。

如今,以施耐德電氣為代表的工業(yè)巨頭正在試圖打通這些“護(hù)城河”。2020年,施耐德電氣推出了全新的自動(dòng)化系統(tǒng),EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)(EcoStruxure? Automation Expert),向“軟件定義自動(dòng)化”和開(kāi)放自動(dòng)化架構(gòu)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。2021年5月20日,施耐德電氣又正式發(fā)布了該平臺(tái)的V21．1版本,進(jìn)一步完善了以軟件為中心的開(kāi)放自動(dòng)化系統(tǒng)。實(shí)踐證明,該系統(tǒng)的采用為快消品、制藥和物流等企業(yè)帶來(lái)了立竿見(jiàn)影的效益。

施耐德電氣正式發(fā)布V21．1版EcoStruxure?開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)

為什么行業(yè)需要開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)?

開(kāi)放自動(dòng)化并不是施耐德電氣提出的概念,早在1993年,國(guó)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61131-3,但其是面向單個(gè)設(shè)備的編程標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足日益復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)的要求以及可復(fù)用、可移植和可操作等的需求,IEC從2000年開(kāi)始開(kāi)發(fā)面向分布式控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)IEC 61499,并在2005年完成發(fā)布。所以可以說(shuō),IEC 61499正是當(dāng)前開(kāi)放自動(dòng)化的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

施耐德電氣推出的開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)就是原生支持IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)平臺(tái),換言之,只要是按照IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)來(lái)開(kāi)發(fā)的軟件或者功能塊、行業(yè)庫(kù)都可以在這個(gè)平臺(tái)里面使用。只要是支持IEC 61499運(yùn)行環(huán)境的硬件,都可以用這個(gè)平臺(tái)來(lái)編程、組態(tài)。

那么,為什么要大力推動(dòng)開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)呢?施耐德電氣副總裁、下一代工業(yè)自動(dòng)化孵化器團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人John Conway在接受物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)采訪時(shí)從兩個(gè)維度給予了解答。

其一是客戶本身的需要。施耐德電氣已經(jīng)在各種各樣的論壇和會(huì)議中傾聽(tīng)到了客戶的聲音,他們?cè)诠S的實(shí)際運(yùn)行中因?yàn)椤胺忾]”而吃盡了苦頭。比如,機(jī)器控制會(huì)有一套平臺(tái),生產(chǎn)控制會(huì)有一套平臺(tái),生產(chǎn)管理會(huì)有一套平臺(tái),這些平臺(tái)采用不同的工具、不同的數(shù)據(jù)庫(kù)、不同的數(shù)據(jù)源,即使是出自大牌廠商的產(chǎn)品,之間完全互通也并非易事,更不用說(shuō)這些平臺(tái)可能來(lái)自不同的廠商。這對(duì)于客戶來(lái)講,需要做很多重復(fù)性的工作,實(shí)現(xiàn)起來(lái)成本很高。他們非常希望有一個(gè)統(tǒng)一開(kāi)放的平臺(tái)來(lái)解決這些問(wèn)題。

其二則是順應(yīng)當(dāng)前工業(yè)4.0/智能制造的大勢(shì)。其實(shí)智能制造等相關(guān)概念已經(jīng)提出了很久,但卻始終沒(méi)有進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段,不同廠商之間的各自為政就是其中很大的阻礙。為了真正推動(dòng)工業(yè)4．0時(shí)代的到來(lái),IT技術(shù)需要不斷融入到OT技術(shù)之中,設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與產(chǎn)線、產(chǎn)線與產(chǎn)線、產(chǎn)線與工廠之間的互聯(lián)互通互操作就顯得比以前任何時(shí)期更為重要,這亟需真正的開(kāi)放式自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)全面支持未來(lái)的數(shù)字化創(chuàng)新。

推動(dòng)開(kāi)放自動(dòng)化有哪些阻礙?

回望移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,因?yàn)橛布蛙浖姆蛛x和解耦,使得做軟件的開(kāi)發(fā)者不用再死磕硬件,而能夠?qū)Ｗ⒂趹?yīng)用功能的實(shí)現(xiàn),由此催生了視頻、外賣(mài)、支付、打車(chē)等豐富多彩的SaaS應(yīng)用。

我們可以很容易的想象,一旦工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了開(kāi)放自動(dòng)化,無(wú)論在成本控制、生產(chǎn)效率、業(yè)務(wù)價(jià)值還是投資回收上,都會(huì)有無(wú)限可能。比如工程師可以將一個(gè)AGV小車(chē)或者一個(gè)機(jī)械手的控制封裝成一個(gè)功能塊,在每次用到AGV小車(chē)或者機(jī)械手的時(shí)候,直接在軟件中拉出這個(gè)功能塊就可以了,無(wú)需再次編程。

然而,即使擁有諸多優(yōu)勢(shì),但整個(gè)行業(yè)在推進(jìn)開(kāi)發(fā)自動(dòng)化的過(guò)程中依然會(huì)遇到不小的阻力。

一方面,開(kāi)放自動(dòng)化是對(duì)傳統(tǒng)OT工程師思維范式和工作方式的顛覆。曾經(jīng),工業(yè)領(lǐng)域要使用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等先進(jìn)IT技術(shù),需要通過(guò)OT技術(shù)把數(shù)據(jù)收集起來(lái),通過(guò)IT的協(xié)議轉(zhuǎn)換傳輸上去,再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的清洗和計(jì)算后返回。在這個(gè)過(guò)程中,做IT和做OT的工程師往往難以理解對(duì)方的邏輯。

在John Conway看來(lái),如今年輕一代的OT工程師已經(jīng)對(duì)IT技術(shù)和概念越發(fā)熟悉了,所以他們應(yīng)該能夠非?？焖俚亟邮?/span>EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)等概念。對(duì)于老一輩工程師而言,施耐德電氣則會(huì)助力他們把自動(dòng)化方面的知識(shí)以軟件組件的方式留存下來(lái),打包成“盒子”傳承給年輕一代的工程師們。

另一方面,業(yè)界也有不少人在擔(dān)心開(kāi)放是否會(huì)導(dǎo)致安全隱患的增多。眾所周知,傳統(tǒng)自動(dòng)化世界一直是封閉、專用且龐大復(fù)雜的,這些特性在很長(zhǎng)一段時(shí)間里確保了自動(dòng)化系統(tǒng)的高度安全可靠運(yùn)行,但如今越來(lái)越成為一種負(fù)擔(dān)。開(kāi)放的固然好處顯而易見(jiàn),然而開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)應(yīng)該如何保障軟硬件的安全性以及整個(gè)生態(tài)圈的安全性?

對(duì)此,施耐德電氣工業(yè)自動(dòng)化業(yè)務(wù)產(chǎn)品管理全球總監(jiān)張開(kāi)石表示:“我們提倡的是開(kāi)放自動(dòng)化,不等同于開(kāi)源自動(dòng)化,工業(yè)開(kāi)源是一種非常不負(fù)責(zé)的理念。自動(dòng)化領(lǐng)域的開(kāi)放,是指一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠和其他系統(tǒng)、其他廠商的硬件很方便的集成和融合,就是所謂的橫向集成;另外還需要能夠非常方便的將一些新的技術(shù),比如大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等入到整個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)之中,這就是所謂的縱向集成。”

開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)的行業(yè)應(yīng)用

據(jù)施耐德電氣介紹,其新版EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)針對(duì)快消品、制藥和物流等行業(yè)已經(jīng)有了豐富的功能塊。而且,該平臺(tái)采用敏捷開(kāi)發(fā)的方式,每年都會(huì)進(jìn)行兩個(gè)版本以上的更新發(fā)布,逐步豐富其功能和行業(yè)庫(kù)。當(dāng)前,已經(jīng)有不少客戶通過(guò)該平臺(tái)獲益匪淺。

比如,基伊埃集團(tuán)(GEA)是食品加工行業(yè)規(guī)模最大的技術(shù)供應(yīng)商之一,業(yè)務(wù)涉足諸多產(chǎn)業(yè)。該公司重點(diǎn)聚焦于技術(shù)、組件和可持續(xù)解決方案,以滿足不同最終用戶市場(chǎng)的復(fù)雜生產(chǎn)流程對(duì)上市時(shí)間及敏捷性的高要求。EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)極大簡(jiǎn)化了IT與OT之間的集成,使基伊埃及其客戶的敏捷性顯著提升。

GEA自動(dòng)化與控制業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Matthias Wiemann表示:“實(shí)現(xiàn)IT與OT的結(jié)合是基伊埃的愿景之一,EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)助力我們實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶的承諾。攜手施耐德電氣,我們采用EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)在諸多項(xiàng)目上展開(kāi)合作,在加快上市速度的同時(shí)提升了敏捷性,而這正是食品和飲料以及制藥等關(guān)鍵行業(yè)所需要的?！?/span>

在中國(guó),V21．1版EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)提供了全新的中文版本選項(xiàng)。同時(shí),施耐德電氣在其位于上海的智慧物流中心部署了EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)以降低成本并提高效率。得益于軟件與硬件的解耦,根據(jù)流量需求的變化來(lái)修改輸送線路變得更容易,也更具成本效益。借助EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái),故障識(shí)別和排除的速度提升至原來(lái)的四倍,錯(cuò)誤率減少了45%,物流中心吞吐量提高了5．3%。

作為全球最具可持續(xù)發(fā)展能力的企業(yè)和擁有由智能工廠和智慧物流中心組成的端到端網(wǎng)絡(luò)的全球制造商,施耐德電氣致力于通過(guò)以軟件為中心的開(kāi)放工業(yè)自動(dòng)化平臺(tái),使各行各業(yè)在未來(lái)更具生態(tài)效益、敏捷性和韌性。隨著EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)新版本的發(fā)布,施耐德電氣將持續(xù)呼吁制造業(yè)和流程工業(yè)擁抱開(kāi)放自動(dòng)化、可持續(xù)發(fā)展和數(shù)字化帶來(lái)的益處,通過(guò)新一代工業(yè)自動(dòng)化推動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇。