談到工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，往往繞不開的一個(gè)問題是孤島現(xiàn)象，尤以IT和OT的隔閡為甚。

　　究其原因，無外乎一是人才，既懂IT對(duì)OT亦有深刻理解的技術(shù)人員少之又少。

　　另一個(gè)就是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)因素和各大廠商的封閉心態(tài)。與IT領(lǐng)域日新月異的發(fā)展相比，OT領(lǐng)域技術(shù)更新周期較長(zhǎng)，傳統(tǒng)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)基本上都是基于上世紀(jì)七八十年年代的原理而開發(fā)，這些工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)是相對(duì)封閉的，不同供應(yīng)商的產(chǎn)品互不兼容。隨著數(shù)字化進(jìn)程不斷加速，封閉性和專用性極大地阻礙了工業(yè)自動(dòng)系統(tǒng)的升級(jí)遷移和創(chuàng)新應(yīng)用，以及IT和OT深入高效地融合，也為用戶增加了大量成本。

　　很顯然，一成不變的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足數(shù)字化時(shí)代對(duì)互聯(lián)互通以及效率的需求，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的變革已箭在弦上。問題是，如何消除這個(gè)橫亙?cè)诠I(yè)自動(dòng)化行業(yè)面前并制約行業(yè)未來發(fā)展的壁壘?

　　可復(fù)用、可移植、可重構(gòu)、可互操作的開放自動(dòng)化系統(tǒng)，應(yīng)運(yùn)而生。

　　開放自動(dòng)化的基礎(chǔ)——IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)

　　在展開談開放自動(dòng)化之前，我們不妨先聊聊其基礎(chǔ)和支撐——IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)。

　　我們知道，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在1993年發(fā)布了IEC 61131-3，并逐漸獲得全球工業(yè)界的廣泛認(rèn)可和接受，成為PLC、DCS、機(jī)器人控制等工業(yè)控制自動(dòng)化編程語言的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，為整個(gè)工業(yè)控制軟件技術(shù)的發(fā)展起了舉足輕重的推動(dòng)作用。

　　然而，由于開發(fā)較早，IEC 61131-3在概念上不支持重新配置和分布式控制，其局限性表現(xiàn)在軟件模型只支持單一設(shè)備編程，缺乏系統(tǒng)的概念，不適應(yīng)分布式結(jié)構(gòu)的軟件要求，不支持并發(fā)和隨機(jī)事件的快速響應(yīng)，不同廠家設(shè)備相互之間也不兼容等。

　　IEC 61131-3在應(yīng)對(duì)當(dāng)今復(fù)雜工業(yè)系統(tǒng)的更高層次要求時(shí)，顯然力有不逮了。

　　因此，在IEC 61131-3的基礎(chǔ)上，IEC啟動(dòng)了IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)，歷經(jīng)多年發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)的四個(gè)部分，包括第1部分IEC 61499-1：結(jié)構(gòu)，綜述了基于功能塊的分布式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建模規(guī)則;第2部分IEC 61499-2：軟件工具要求;第4部分IEC 61499-4：一致性行規(guī)的規(guī)則。第3部分IEC 61499-3在2007年因技術(shù)過時(shí)而被撤銷。因此，IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)前版本由三部分組成。據(jù)悉，主要作為系統(tǒng)級(jí)的建模規(guī)范的 IEC 61499-5正在準(zhǔn)備當(dāng)中。

　　IEC 61499基于工程師熟悉的框圖，將功能塊從IEC 61131-3中的子程序結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到分布式計(jì)算系統(tǒng)中的功能單位，通常作為系統(tǒng)級(jí)可執(zhí)行建模語言使用。其核心是事件觸發(fā)的功能塊網(wǎng)絡(luò)，功能塊為邏輯代碼提供統(tǒng)一接口封裝，功能塊之間通過事件和數(shù)據(jù)接口相互連接。

　　作為定義分布式信息和控制系統(tǒng)的高級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)語言，IEC 61499具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：

　　建立在現(xiàn)有的領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上;

　　現(xiàn)代的事件驅(qū)動(dòng)、面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言;

　　硬件抽象;

　　通過連接功能塊以圖形化的方式對(duì)控制算法進(jìn)行建模;

　　直接支持分布式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信;

　　不同供應(yīng)商的設(shè)備可互操作;

　　自動(dòng)管理資源之間低層級(jí)可變化綁定;

　　支持重新組態(tài)。

　　IEC制定IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的初衷是希望功能塊標(biāo)準(zhǔn)成為一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)，它能夠用來作為整個(gè)工業(yè)過程測(cè)量和控制領(lǐng)域中各種標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)?；谄渫ㄓ玫奶匦?，IEC 61499被定義為“應(yīng)用領(lǐng)域中性”，也就是說，它不包含任何一個(gè)特定領(lǐng)域的特殊特性。其它標(biāo)準(zhǔn)可以使用 IEC 61499 的概念來建立，并且添加它們自身領(lǐng)域的特殊擴(kuò)展。

　　基于IEC61499的開放自動(dòng)化系統(tǒng)

　　從2005年第一次發(fā)布，IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)至今經(jīng)歷了從興起、沉寂到成熟的整個(gè)過程。期間，眾多行業(yè)專家和機(jī)構(gòu)對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，做了卓有成效的研究和實(shí)踐，開發(fā)了多個(gè)開放自動(dòng)化平臺(tái)和系統(tǒng)。

　　其中包括首款完全基于瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)的IEC 61499集成開發(fā)環(huán)境——海王星模塊工匠(FBB)，以及世界上首個(gè)IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的開源設(shè)計(jì)工具和運(yùn)行平臺(tái)——分布式工業(yè)自動(dòng)化和控制框架(4DIAC)。

　　而作為積極擁抱開放自動(dòng)化的廠商之一，施耐德電氣融匯自身深厚的自動(dòng)化技術(shù)及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)推動(dòng)著這一變革的進(jìn)行，推出了新一代EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)(EcoStruxure Automation Expert) 。

　　EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)同樣基于IEC 61499 標(biāo)準(zhǔn)，它融合了施耐德電氣在IEC 61499及自動(dòng)化技術(shù)方面的多年積累及創(chuàng)新成果，是當(dāng)前最為成熟的開放自動(dòng)化商業(yè)化整體解決方案。目前，EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)已升級(jí)至V21.2版本，可以為更多工業(yè)場(chǎng)景提供支持。

　　在施耐德電氣綠色智能制造創(chuàng)新峰會(huì)上，EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)演示前面圍滿了觀眾

　　作為以軟件為中心的自動(dòng)化系統(tǒng)，EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)無縫融合IT和OT能力，延長(zhǎng)了系統(tǒng)壽命，且能夠不斷升級(jí)。“目前的自動(dòng)化應(yīng)用很難在‘萬國(guó)設(shè)備’間跨平臺(tái)運(yùn)行，許多企業(yè)認(rèn)識(shí)到，下一代工業(yè)自動(dòng)化必須具有可互操作性，并且必須擺脫現(xiàn)有的專有系統(tǒng)模式。EcoStruxure 開放自動(dòng)化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化軟硬件解耦，幫助企業(yè)松綁，釋放生產(chǎn)潛能的同時(shí)做到真正面向未來的自動(dòng)化?！? 施耐德電氣高級(jí)副總裁、工業(yè)自動(dòng)化業(yè)務(wù)中國(guó)區(qū)負(fù)責(zé)人龐邢健表示，EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)通過三個(gè)關(guān)鍵方式重構(gòu)自動(dòng)化。

　　首先，自動(dòng)化應(yīng)用程序與硬件分離將帶來前所未有的靈活性。將這種革命性方法與基于事件的網(wǎng)絡(luò)跨平臺(tái)運(yùn)行相結(jié)合，意味著用戶可以快速適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求，而不必?fù)?dān)心停機(jī)所帶來的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。

　　其次，集成IT應(yīng)用程序、工具和工業(yè)技術(shù)更加容易。這種原生的IT/OT融合使用戶能夠?qū)⑿录夹g(shù)無縫集成到控制系統(tǒng)架構(gòu)中，而無需繁重的工程工作或引入高耦合、非內(nèi)聚的系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。

　　第三，EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)原生支持以資產(chǎn)為中心的設(shè)計(jì)方法。應(yīng)用程序基于現(xiàn)成的資產(chǎn)模型創(chuàng)建，消除了低價(jià)值的重復(fù)任務(wù)，輕松封裝和復(fù)用可移植的自動(dòng)化對(duì)象，從而大幅提升工程效率。這樣可以解放工程師，讓他們能夠?qū)Ｗ⒂诟邇r(jià)值的工程應(yīng)用和創(chuàng)新。

　　“開放自動(dòng)化其中一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)，就是能夠讓技術(shù)人員擺脫簡(jiǎn)單的一些重復(fù)性的不必要的勞動(dòng)，把技術(shù)人員真正的創(chuàng)新和他對(duì)行業(yè)的洞察能夠凝聚成可以傳承的知識(shí)?！? 龐邢健說，“未來我們還希望構(gòu)建一個(gè)開放自動(dòng)化的市場(chǎng)，能夠讓更多的技術(shù)人員、研發(fā)人員和企業(yè)能夠把自己對(duì)行業(yè)的洞察理解轉(zhuǎn)化成開放自動(dòng)化的功能，用企業(yè)微服務(wù)，或者工業(yè)邊緣APP的方式，為行業(yè)整體的進(jìn)步做出更大貢獻(xiàn)。”

　　EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)在多個(gè)行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中已展現(xiàn)出非凡價(jià)值。比如，施耐德電氣上海智慧物流中心部署了EcoStruxure開放自動(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(dòng)化平臺(tái)，故障識(shí)別和排除的速度提升至原來的四倍，錯(cuò)誤率減少了45%，物流中心吞吐量提高了5.3%。

　　攜手合作，共建開放自動(dòng)化生態(tài)圈

　　任何開放系統(tǒng)都離不開生態(tài)圈，正如消費(fèi)電子領(lǐng)域的手機(jī)Android系統(tǒng)，憑借其強(qiáng)大的生態(tài)圈，引領(lǐng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展。同樣，作為一個(gè)全新領(lǐng)域，開放自動(dòng)化的發(fā)展、壯大離不開合作伙伴相互協(xié)作與生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建、擴(kuò)展。

　　龐邢健指出，在數(shù)字化時(shí)代，沒有一家企業(yè)能夠獨(dú)自面對(duì)所有的挑戰(zhàn)。對(duì)于一個(gè)新的事物需要有人大力去呼吁和推廣，施耐德電氣既是開放自動(dòng)化技術(shù)的受益者，也是賦能者，施耐德電氣愿與合作伙伴一道，在健康、開放的生態(tài)系統(tǒng)中彼此協(xié)作，推動(dòng)開放自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和普及。

　　事實(shí)上，為了促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的開放，充分利用國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，構(gòu)建良好的應(yīng)用生態(tài)，施耐德電氣做了大量的工作，致力于將系統(tǒng)集成商、設(shè)備制造商、軟件開發(fā)者以及最終用戶緊密地結(jié)合在一起，形成真正開放的生態(tài)。

　　比如，為了吸引更多的開發(fā)者加入開發(fā)自動(dòng)化，施耐德電氣正在聯(lián)合英特爾承辦邊緣控制大賽，通過EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)+英特爾的算力，面對(duì)高校、科研機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位、初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)和個(gè)人開發(fā)者廣泛征求作品。

　　此外，施耐德電氣近日與機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所(儀綜所)簽訂合作框架協(xié)議，致力于智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)推廣與標(biāo)準(zhǔn)化合作，共同建立開放自動(dòng)化聯(lián)合研發(fā)實(shí)驗(yàn)室。聯(lián)合研發(fā)實(shí)驗(yàn)室將圍繞IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、技術(shù)培訓(xùn)、測(cè)試驗(yàn)證、行業(yè)推廣及生態(tài)構(gòu)建等幾個(gè)方面開展工作。

 施耐德電氣與機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所共建實(shí)驗(yàn)室并發(fā)布白皮書

　　同時(shí)，雙方還共同發(fā)布了《開放自動(dòng)化白皮書》，系統(tǒng)地描述了開放自動(dòng)化的基本特征和相關(guān)技術(shù)，介紹了IEC 61499系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容及其對(duì)構(gòu)成開放自動(dòng)化的價(jià)值，分享了開放自動(dòng)化在過程和離散行業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐，并對(duì)開放自動(dòng)化的行業(yè)應(yīng)用推廣和未來發(fā)展提出建議。

　　可以說，開放自動(dòng)化技術(shù)的普及將徹底改變工業(yè)控制系統(tǒng)形態(tài)，隨著工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的不斷深入，開放自動(dòng)化的推進(jìn)正當(dāng)其時(shí)。當(dāng)然，開放自動(dòng)化未來還有一系列挑戰(zhàn)需要面對(duì)，比如如何集成和管理新一代的控制系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善等，但風(fēng)已來，潮已起，面對(duì)這一勢(shì)不可擋的重大變革機(jī)遇，此時(shí)不擁抱，更待何時(shí)?