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在當(dāng)今時代，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)勢已經(jīng)得到了廣泛的認可和驗證。然而，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，算力、存儲和通信能力的大幅提升，那些無法與IT技術(shù)同步升級的專用自動化系統(tǒng)開始逐漸顯露出局限性。怎樣解決封閉的系統(tǒng)帶來的種種不便？如何讓企業(yè)的軟硬件進行解耦，實現(xiàn)IT與OT的深度融合？如何助力企業(yè)更快速更容易地擁抱新技術(shù)？這些問題都有一個共同的答案：開放自動化。
近日，《你好，未來工業(yè)》節(jié)目第二期“開放——將如何顛覆工業(yè)自動化的未來”，特邀機械工業(yè)信息研究院先進制造發(fā)展研究所所長陳琛、施耐德電氣工業(yè)自動化業(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化負責(zé)人郝立煊，共同探討開放自動化技術(shù)將如何賦能未來工業(yè)。
“開放自動化”是必選項
信息技術(shù)的飛速發(fā)展為我們的生活和工作帶來極大的便利，也加速推動了工業(yè)自動化的進程，顯著提高了生產(chǎn)效率。但隨著時間推移，那些曾經(jīng)為工業(yè)生產(chǎn)帶來高效率的專有自動化系統(tǒng)和單一廠商軟硬件深度捆綁的傳統(tǒng)模式，開始逐漸顯露出其“封閉”所帶來的弊端。
京科倫成立于2003年，是一家冷凍設(shè)備制造商，曾獲得過多項授權(quán)專利，并在國內(nèi)首創(chuàng)了大型滿液式并聯(lián)制冷系統(tǒng)、速凍隧道專用雙級配搭螺桿并聯(lián)制冷系統(tǒng)、智能立體庫等實用產(chǎn)品。京科倫自成立之初就一直走在大型立體冷庫的創(chuàng)新前沿，如今也希望在立體冷庫的高效化、智能化上尋求進一步升級。
“過去傳統(tǒng)的自動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，很多用于工藝控制的核心程序也會隨之流失。”郝立煊談到，“除此之外，傳統(tǒng)自動化軟硬件捆綁的問題也給我們帶來了不少困擾。例如我們之前一直使用的PLC退市后，公司不得不同時替換硬件和軟件，花費大量時間和精力。”
正如郝立煊所言，過去的這種模式往往導(dǎo)致企業(yè)在選擇自動化系統(tǒng)后，不得不繼續(xù)依賴同一供應(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)升級或系統(tǒng)擴展，從而阻礙了企業(yè)對更先進或成本效益更高的技術(shù)選項的探索，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)化自動化系統(tǒng)，直接影響對市場變化的響應(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)以保持競爭力。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，因為它們往往需要等待供應(yīng)商提供集成解決方案，這無疑會延緩創(chuàng)新的步伐。
此刻，開放自動化的推出正當(dāng)其時。
“開放自動化是工業(yè)自動化領(lǐng)域的一項顛覆性創(chuàng)新，它打破了傳統(tǒng)專有自動化系統(tǒng)的封閉性，推動了IT與OT的深度融合。這一變革的核心在于實現(xiàn)軟硬件解耦，提高系統(tǒng)的敏捷性、靈活性和可擴展性。”楊航表示。這種變革不僅促進了數(shù)據(jù)的自由流動和跨系統(tǒng)、跨平臺的分析，提高了數(shù)據(jù)集成和分析能力，還推動了不同系統(tǒng)和設(shè)備之間的互聯(lián)互通，打破了傳統(tǒng)專有系統(tǒng)的隔閡，促進了標準化通信協(xié)議的使用，增強系統(tǒng)的互操作性。
在軟件層面，開放自動化強調(diào)軟件的獨立性和可移植性，使得基于IEC 61499標準的軟件組件能夠跨不同硬件平臺運行，提升了軟件的重用性和靈活性。此外，開放自動化還改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)架構(gòu)，允許控制系統(tǒng)作為一個高度標準化和模塊化的系統(tǒng)進行設(shè)計和部署，從而提高控制系統(tǒng)的動態(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)同和運營效率，通過開放自動化與前沿技術(shù)的融合應(yīng)用，推動工業(yè)自動化向更高層次發(fā)展。陳琛談到，自動化領(lǐng)域的開放自動化趨勢預(yù)示著從封閉向便捷的跨系統(tǒng)協(xié)作轉(zhuǎn)變，這不僅簡化了系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換和集成，而且預(yù)示著一場創(chuàng)新的革命。這種變革將打破少數(shù)企業(yè)對創(chuàng)新的壟斷，使得更多企業(yè)能夠參與到自動化技術(shù)的發(fā)展中，推動整個行業(yè)的快速發(fā)展和創(chuàng)新。
是創(chuàng)新者也是賦能者
開放自動化預(yù)示著自動化領(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，這一變革與計算機行業(yè)在20世紀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Ｗ⒂谔囟K的小型專業(yè)化企業(yè)。陳琛認為，在這一過程中，關(guān)鍵在于有遠見的企業(yè)需要擔(dān)任“架構(gòu)師”角色，推動架構(gòu)創(chuàng)新，形成新的架構(gòu)和規(guī)則。同時，領(lǐng)先企業(yè)則需具備自我顛覆的勇氣，主動適應(yīng)變革，而不是被動等待外部力量的顛覆，以確保在開放自動化的新時代中取得成功。
施耐德電氣始終致力于構(gòu)建開放自動化世界的基石，并于2020年推出了基于IEC 61499標準的EcoStruxureTM開放自動化平臺，這一軟件定義的全新工業(yè)自動化系統(tǒng)通過軟硬件解耦實現(xiàn)了IT與OT的深度融合，推動了工業(yè)自動化領(lǐng)域的“即插即生產(chǎn)”，有效解決了廠商間應(yīng)用軟件的可移植性、可配置性和互操作性問題。該平臺為過程、混合與離散工業(yè)提供了統(tǒng)一、可擴展的自動化環(huán)境，旨在降低用戶的總擁有成本，簡化工藝流程和操作，提高工業(yè)運營的效率和韌性。
EcoStruxure開放自動化平臺的應(yīng)用極大地提升了京科倫在建設(shè)智慧冷鏈物流園時的開發(fā)效率，節(jié)約了大量時間。通過將自動化程序模塊化和標準化，平臺顯著增強了可復(fù)用性和可互操作性，與傳統(tǒng)的IEC61131-3方式相比，IT接口方面的開發(fā)時間減少了80%。在撫松項目的實施中，面對四個冷庫、每個庫約20000個點的大規(guī)模需求，施耐德電氣的EcoStruxure開放自動化平臺采用面向?qū)ο蟮木幊谭绞�，通過層層封裝，將復(fù)雜的控制程序拆分為標準化的小模塊，再根據(jù)每個庫的工藝需求，高效地搭建出不同的應(yīng)用程序，極大提高了開發(fā)效率。
要找到新時代企業(yè)轉(zhuǎn)型的最優(yōu)路徑，離不開技術(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)型需要一個開放的生態(tài)系統(tǒng)，而開放生態(tài)的發(fā)展壯大需要更多企業(yè)的參與。作為首批加入開放自動化組織UAO的行業(yè)先驅(qū)之一，施耐德電氣積極推進攜手更多的自動化廠商、最終用戶、系統(tǒng)集成商、研究機構(gòu)，一同推進標準、開放、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)字時代更加“開放”的新質(zhì)生產(chǎn)力。
