距離經(jīng)濟學(xué)家威廉·拉佐尼克提出“歷次工業(yè)革命都起源于車間”的17年后，現(xiàn)代工業(yè)在2024年又一次來到變革前夜。隨著5G、等前沿技術(shù)融入車間制造產(chǎn)線，現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)再度迎來一場巨變，而這次的關(guān)鍵詞，則是——開放。

　　過去50多年來，以自動化為核心技術(shù)的工業(yè)控制系統(tǒng)一直在制造領(lǐng)域扮演關(guān)鍵角色。借助于現(xiàn)代計算機與信息技術(shù)的參與，工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)進入了精簡高效的數(shù)字化時代，但與之而來的是，由專用的自動化控制器及有線網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備組建的傳統(tǒng)工控系統(tǒng)生態(tài)也在逐步變得固化，構(gòu)建一個開放的自動化系統(tǒng)正在成為全球工業(yè)界的共識。

　　kaiyun中國官方平臺

　　“這正是我們所暢想的未來工業(yè)的愿景之一?！?月24日，“CIIF 2024中國國際工業(yè)博覽會”在上海拉開帷幕。會上，施耐德電氣高級副總裁、工業(yè)自動化業(yè)務(wù)中國區(qū)負責(zé)人丁曉紅向《中國經(jīng)營報》記者表示，軟件定義、開放的工業(yè)自動化以及由之推動的綠色可持續(xù)，正在成為未來工業(yè)演進形態(tài)中的重要特征。

　　作為成立于1836年的全球能源管理、工業(yè)自動化和數(shù)字化解決方案巨頭，施耐德電氣一直致力于幫助全球工業(yè)企業(yè)打造面向未來的新型競爭力，這也促使其成為最早思考并積極擁抱未來工業(yè)的踐行者。丁曉紅表示，今天，5G、、數(shù)字孿生等前沿創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，使得打造軟件定義、開放的自動化工控系統(tǒng)，并實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)效率提升、持續(xù)優(yōu)化和可持續(xù)性成為可能。

　　而這一理念，也與我國大力倡導(dǎo)推進新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展和新型工業(yè)化的政策相契合。記者注意到，繼黨的二十大報告明確提出，到2035年要基本實現(xiàn)的目標后，今年多地《政府工作報告》都將2024年錨定為培育新興產(chǎn)業(yè)、未來產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵一年，聚焦發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，培育產(chǎn)業(yè)新動能，成為我國加速邁向未來工業(yè)的重要驅(qū)動力。

　　在此背景下，本屆展會期間，施耐德電氣也在2023年推出《5G+PLC深度融合解決方案白皮書》的基礎(chǔ)上，再度攜手信通院等伙伴發(fā)布了《工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化解決方案》，分享其在工業(yè)蜂窩網(wǎng)與邊緣算力賦能開放自動化的應(yīng)用實踐，為業(yè)界提供了邁向未來工業(yè)的創(chuàng)新思路。

　　長期以來，PLC（可編程邏輯控制器）作為工業(yè)自動化的核心控制器，成為工控廠家爭奪市場的利器。但由于傳統(tǒng) PLC 功能和性能與其硬件緊密相關(guān)，不同廠商之間的軟硬件難以互換和移植，這也使得工控廠商圍繞PLC形成了一個封閉的軟硬件生態(tài)圈。

　　而紛繁復(fù)雜的工業(yè)通信協(xié)議，則加劇了傳統(tǒng)工控系統(tǒng)架構(gòu)下的這一壁壘。傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)不同層級間的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議各不相同，進一步增加了產(chǎn)線工業(yè)設(shè)備互聯(lián)的限制。據(jù)統(tǒng)計，目前工業(yè)通信協(xié)議的國際標準已超過30種。隨著萬物智聯(lián)、海量數(shù)據(jù)和多樣性應(yīng)用需求的不斷增長，傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)算力靈活性短板日益凸顯。“這也使得減少對特定硬軟件依賴、建立一種更開放的工控系統(tǒng)架構(gòu)，成為工業(yè)企業(yè)的迫切需求。”丁曉紅認為，采用軟件定義的新型開放自動化架構(gòu)，已成為工業(yè)產(chǎn)學(xué)研界的共識。

　　為此，作為產(chǎn)業(yè)一方，施耐德電氣以更為積極的先行者角色參與了這一研發(fā)進程，并收獲成果。2023年，施耐德電氣成功推出了5G+PLC產(chǎn)線G網(wǎng)絡(luò)，率先將傳統(tǒng)PLC南向連接變成無線，首度開啟了通向開放自動化的標志性進程。

　　到了今年，這一進程更進一步，加入工業(yè)蜂窩網(wǎng)為開放自動化賦能。丁曉紅介紹，今年成果的最大特征之一，就是將硬件控制的PLC換成了軟件平臺，也就是軟件定義的自動化。

　　這套軟件定義的自動化方案，即施耐德電氣EcoStruxure 開放自動化平臺，是開放自動化系統(tǒng)架構(gòu)的一個實例。它由基于IEC 61499標準的各種即插即用的自動化軟件組件組成，無須依賴底層硬件基礎(chǔ)設(shè)施就能實現(xiàn)控制功能，通過對硬件和軟件全生命周期的解耦，帶來可移植、可配置、互操作等開放自動化系統(tǒng)的所有特征。

　　據(jù)了解，自2020年發(fā)布以來，EcoStruxure開放自動化平臺以3—6個月為一個周期持續(xù)迭代，至今已經(jīng)更新至24.0版。在易用性、高可靠、廣泛通信連接、系統(tǒng)與規(guī)模擴展、原生集成AI功能等五個方面得到了強化。截至目前，該平臺已經(jīng)在交通、基礎(chǔ)設(shè)施、水、物流、廠務(wù)系統(tǒng)、離散工業(yè)生產(chǎn)線、數(shù)據(jù)中心等多個行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

　　一個基于軟件定義的開放自動化系統(tǒng)，將如何給工業(yè)企業(yè)帶來實際收益？位于上海市普陀區(qū)綏德路的施耐德電氣工廠內(nèi)一條柔性產(chǎn)線的升級提供了力證。

　　在這條針對接觸器的全自動柔性裝配線上，磁懸浮軌道配合機械手有序遞送著需要裝配的產(chǎn)品元件。AI視覺與虛擬化控制技術(shù)相結(jié)合，對相機拍攝的產(chǎn)品圖片進行預(yù)測分析，準確篩揀出存在質(zhì)量缺陷的產(chǎn)品。

　　這條裝配線過去傳統(tǒng)方案的整體信息流冗長復(fù)雜，工業(yè)AI相機也價值不菲、運營復(fù)雜。經(jīng)過改造后，施耐德電氣將工業(yè)蜂窩網(wǎng)與開放自動化平臺相結(jié)合，將模型訓(xùn)練算法、推理算法分別部署在AI引擎和邊緣算力平臺中，從而節(jié)省了單獨部署AI相機以及軟件所需的成本。

　　丁曉紅告訴記者：“系統(tǒng)中的視覺、機器人控制、I/O 以及文檔管理等功能融合一體，打破了原有的分層壁壘。這一方面大大降低了成本，另一方面由于使用自身的視覺算法，設(shè)備調(diào)試周期大幅縮短，效率也得到更大的提升?！?/p>

　　在另一臺用于將銀觸點鉚合到接觸器上的全自動鉚銀機上，實體PLC硬件設(shè)備已被虛擬PLC取代。由于這臺鉚銀機傳統(tǒng)所用的PLC已經(jīng)運行10年以上且已停產(chǎn)。一旦出現(xiàn)故障，維修或替換將面臨困難，甚至可能造成生產(chǎn)線的長時間停頓，影響生產(chǎn)計劃和交貨周期。而更令人頭疼的是，實體PLC與軟件程序一對一的綁定關(guān)系使程序不能復(fù)用，設(shè)備改造升級成本高，同時由于老舊的PLC缺少相關(guān)的一些通信功能，數(shù)據(jù)采集也十分困難。

　　為了解決這些問題，施耐德電氣采用工業(yè)蜂窩網(wǎng)+虛擬PLC的方式對原有系統(tǒng)架構(gòu)進行改造。通過這套方案的核心——EcoStruxure開放自動化平臺，工業(yè)蜂窩網(wǎng)實現(xiàn)了與I/O系統(tǒng)的交互，并將原有的硬接線以無線方式取代，提高了產(chǎn)線的柔性。而開放自動化平臺則實現(xiàn)了軟硬件解耦，提高了軟件的可重用性。

　　該系統(tǒng)已于2024年3月正式進入商用環(huán)境下運行，成功驗證了工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化方案可以在高速設(shè)備（CT

　　“這種改變，也意味著工廠不再需要為每個工站配備一臺實體PLC，大大降低了產(chǎn)線的投資成本，并實現(xiàn)了控制功能的集中化?！痹谔峒肮I(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化所帶來的最大收益時，丁曉紅指出，這種改變能給企業(yè)帶來實實在在的效率提升，并為工業(yè)的可持續(xù)轉(zhuǎn)型打下堅實基礎(chǔ)。

　　記者注意到，這家施耐德電氣上海工廠始建于1996年，在2018年被工業(yè)和信息化部評為國家級“綠色工廠”，該工廠從減排到低碳，再從低碳到零碳，經(jīng)過多年努力，如今已成為施耐德電氣在華的“零碳工廠”和先進智能工廠代表。截至目前，施耐德電氣在中國的30家工廠和物流中心中，已有19家“零碳工廠”，15家工信部認定的“綠色工廠”，14家第三方認證的“碳中和”工廠。

　　“借助工業(yè)軟件，可以實現(xiàn)工藝流程的優(yōu)化和能源效率的提升；而在自動化系統(tǒng)的助力下，優(yōu)化流程、能源和資源利用都將有的放矢?！倍约t強調(diào)。更為重要的是，作為業(yè)界耳熟能詳?shù)摹澳茉垂芾韺＜摇?，施耐德電氣能夠通過能源的精準管理、優(yōu)化和脫碳，創(chuàng)造可觀的生態(tài)效益，最終幫助企業(yè)邁向可持續(xù)發(fā)展。在這一過程中，工業(yè)軟件、自動化系統(tǒng)和能源管理缺一不可。

　　丁曉紅透露，根據(jù)施耐德電氣項目實踐，通過能源與自動化的融合，將工藝性能和電能消耗進行整合管理，企業(yè)的資本支出將減少20%、停機時間減少15%、碳足跡減少7%—12%，同時盈利能力增加3%。

　　“作為可持續(xù)踐行者，施耐德電氣自身在這方面的努力從未停歇?！倍约t在工博會上強調(diào)，碳排放既是全球話題，也是目前國內(nèi)各行各業(yè)的關(guān)注重點。施耐德電氣一直致力于幫助客戶降碳，甚至通過諸如“零碳計劃”等行動來幫助供應(yīng)商降碳。這也是施耐德電氣未來工業(yè)三大愿景之一 ——工業(yè)可持續(xù)的重要內(nèi)容。

　　值得注意的是，就在今年8月，中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》，首次對加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型進行系統(tǒng)部署。意見提出，到2030年，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到15萬億元左右，同時，圍繞構(gòu)建綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展空間格局、加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)綠色低碳轉(zhuǎn)型、穩(wěn)妥推進能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。

　　丁曉紅表示，作為行業(yè)賦能者，施耐德電氣始終致力于幫助中國企業(yè)打造面向未來的綠色競爭力。截至目前，施耐德電氣可持續(xù)影響力收入在全球總營收中的占比增至74%，幫助全球客戶減少或避免了6.05億噸碳排放，到2025年這兩個數(shù)字將分別達到80%和8億噸。

　　“對于今天的工業(yè)伙伴而言，可持續(xù)發(fā)展的目標正變得越來越迫切，其重要性也在企業(yè)的競爭力和影響力中愈加凸顯。工業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新不僅僅要著眼于當(dāng)下的經(jīng)營目標，還需要為未來的可持續(xù)挑戰(zhàn)做好未雨綢繆的準備。”面向未來，丁曉紅強調(diào)，施耐德電氣希望真正以創(chuàng)新為驅(qū)動，與更多生態(tài)伙伴攜手，共同打造邁向未來工業(yè)的可持續(xù)影響力。