一旦工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了開放自動化,無論在成本控制、生產(chǎn)效率、業(yè)務(wù)價值還是投資回收上,都會有無限可能。

IT的世界,是一個日新月異高速變化的世界。我們手機里的應(yīng)用軟件,經(jīng)常幾周就能更新一個版本;人們常用的智能硬件,往往一年就會推出性能更高的產(chǎn)品……這種速度,是傳統(tǒng)工業(yè)自動化領(lǐng)域望塵莫及的。之所以能如此,離不開IT領(lǐng)域通過軟硬件解耦實現(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)自動化領(lǐng)域的產(chǎn)品還不能像IT產(chǎn)品那樣即插即用,也沒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“不夠開放”的自動化雖然與技術(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化系統(tǒng),EcoStruxure開放自動化平臺(EcoStruxure? Automation Expert),向“軟件定義自動化”和開放自動化架構(gòu)邁出了堅實的一步。2021年5月20日,施耐德電氣又正式發(fā)布了該平臺的V21．1版本,進(jìn)一步完善了以軟件為中心的開放自動化系統(tǒng)。實踐證明,該系統(tǒng)的采用為快消品、制藥和物流等企業(yè)帶來了立竿見影的效益。

施耐德電氣正式發(fā)布V21．1版EcoStruxure?開放自動化平臺

為什么行業(yè)需要開放自動化平臺?

開放自動化并不是施耐德電氣提出的概念,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,但其是面向單個設(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年開始開發(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,IEC 61499正是當(dāng)前開放自動化的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

施耐德電氣推出的開放自動化平臺就是原生支持IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)平臺,換言之,只要是按照IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)來開發(fā)的軟件或者功能塊、行業(yè)庫都可以在這個平臺里面使用。只要是支持IEC 61499運行環(huán)境的硬件,都可以用這個平臺來編程、組態(tài)。

那么,為什么要大力推動開放自動化平臺呢?施耐德電氣副總裁、下一代工業(yè)自動化孵化器團(tuán)隊負(fù)責(zé)人John Conway在接受物聯(lián)網(wǎng)智庫采訪時從兩個維度給予了解答。

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議中傾聽到了客戶的聲音,他們在工廠的實際運行中因為“封閉”而吃盡了苦頭。比如,機器控制會有一套平臺,生產(chǎn)控制會有一套平臺,生產(chǎn)管理會有一套平臺,這些平臺采用不同的工具、不同的數(shù)據(jù)庫、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,更不用說這些平臺可能來自不同的廠商。這對于客戶來講,需要做很多重復(fù)性的工作,實現(xiàn)起來成本很高。他們非常希望有一個統(tǒng)一開放的平臺來解決這些問題。

其二則是順應(yīng)當(dāng)前工業(yè)4.0/智能制造的大勢。其實智能制造等相關(guān)概念已經(jīng)提出了很久,但卻始終沒有進(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。為了真正推動工業(yè)4．0時代的到來,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期更為重要,這亟需真正的開放式自動化系統(tǒng)來全面支持未來的數(shù)字化創(chuàng)新。

推動開放自動化有哪些阻礙?

回望移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,因為硬件和軟件的分離和解耦,使得做軟件的開發(fā)者不用再死磕硬件,而能夠?qū)Ｗ⒂趹?yīng)用功能的實現(xiàn),由此催生了視頻、外賣、支付、打車等豐富多彩的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)了開放自動化,無論在成本控制、生產(chǎn)效率、業(yè)務(wù)價值還是投資回收上,都會有無限可能。比如工程師可以將一個AGV小車或者一個機械手的控制封裝成一個功能塊,在每次用到AGV小車或者機械手的時候,直接在軟件中拉出這個功能塊就可以了,無需再次編程。

然而,即使擁有諸多優(yōu)勢,但整個行業(yè)在推進(jìn)開發(fā)自動化的過程中依然會遇到不小的阻力。

一方面,開放自動化是對傳統(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)域要使用云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等先進(jìn)IT技術(shù),需要通過OT技術(shù)把數(shù)據(jù)收集起來,通過IT的協(xié)議轉(zhuǎn)換傳輸上去,再經(jīng)過數(shù)據(jù)的清洗和計算后返回。在這個過程中,做IT和做OT的工程師往往難以理解對方的邏輯。

在John Conway看來,如今年輕一代的OT工程師已經(jīng)對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開放自動化平臺等概念。對于老一輩工程師而言,施耐德電氣則會助力他們把自動化方面的知識以軟件組件的方式留存下來,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)心開放是否會導(dǎo)致安全隱患的增多。眾所周知,傳統(tǒng)自動化世界一直是封閉、專用且龐大復(fù)雜的,這些特性在很長一段時間里確保了自動化系統(tǒng)的高度安全可靠運行,但如今越來越成為一種負(fù)擔(dān)。開放的固然好處顯而易見,然而開放自動化平臺應(yīng)該如何保障軟硬件的安全性以及整個生態(tài)圈的安全性?

對此,施耐德電氣工業(yè)自動化業(yè)務(wù)產(chǎn)品管理全球總監(jiān)張開石表示:“我們提倡的是開放自動化,不等同于開源自動化,工業(yè)開源是一種非常不負(fù)責(zé)的理念。自動化領(lǐng)域的開放,是指一個自動化系統(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工業(yè)控制系統(tǒng)之中,這就是所謂的縱向集成?！?/span>

開放自動化平臺的行業(yè)應(yīng)用

據(jù)施耐德電氣介紹,其新版EcoStruxure開放自動化平臺針對快消品、制藥和物流等行業(yè)已經(jīng)有了豐富的功能塊。而且,該平臺采用敏捷開發(fā)的方式,每年都會進(jìn)行兩個版本以上的更新發(fā)布,逐步豐富其功能和行業(yè)庫。當(dāng)前,已經(jīng)有不少客戶通過該平臺獲益匪淺。

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的復(fù)雜生產(chǎn)流程對上市時間及敏捷性的高要求。EcoStruxure開放自動化平臺極大簡化了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自動化與控制業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Matthias Wiemann表示:“實現(xiàn)IT與OT的結(jié)合是基伊埃的愿景之一,EcoStruxure開放自動化平臺助力我們實現(xiàn)對客戶的承諾。攜手施耐德電氣,我們采用EcoStruxure開放自動化平臺在諸多項目上展開合作,在加快上市速度的同時提升了敏捷性,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,V21．1版EcoStruxure開放自動化平臺提供了全新的中文版本選項。同時,施耐德電氣在其位于上海的智慧物流中心部署了EcoStruxure開放自動化平臺以降低成本并提高效率。得益于軟件與硬件的解耦,根據(jù)流量需求的變化來修改輸送線路變得更容易,也更具成本效益。借助EcoStruxure開放自動化平臺,故障識別和排除的速度提升至原來的四倍,錯誤率減少了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以軟件為中心的開放工業(yè)自動化平臺,使各行各業(yè)在未來更具生態(tài)效益、敏捷性和韌性。隨著EcoStruxure開放自動化平臺新版本的發(fā)布,施耐德電氣將持續(xù)呼吁制造業(yè)和流程工業(yè)擁抱開放自動化、可持續(xù)發(fā)展和數(shù)字化帶來的益處,通過新一代工業(yè)自動化推動全球經(jīng)濟復(fù)蘇。