http://bfqmb.cn 2024-02-29 10:41 來源:36氪
兩百多年前,“電話機”的概念正式成型,并逐漸發(fā)展為人類社會不可或缺的通訊工具。直到2010年前后智能手機的出現(xiàn),才真正意義上實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式發(fā)展和顛覆性變革。
毫無疑問,智能化或者說智慧化,是產(chǎn)業(yè)得以巨大發(fā)展的推動力。而這正是未來工業(yè)最渴望獲得的能力。作為影響人類社會最廣、程度最深的產(chǎn)業(yè)——工業(yè),其效率的提升,也意味著人類社會有機會得到進一步發(fā)展。
在工業(yè)智能化的進程上,“開放”為新技術創(chuàng)新奠定了基礎。它意味著,打破軟硬件的隔閡與限制,加速IT/OT之間的融合,是工業(yè)徹底融入數(shù)字化浪潮的必要洗禮。但由于工業(yè)體系之龐雜、儀器套件之精密,工藝流程之復雜,工業(yè)領域的封閉成為過去幾十年的客觀現(xiàn)狀。曾經(jīng)推動了工業(yè)自動化飛速發(fā)展的“封閉”,在數(shù)字化時代已經(jīng)成了束縛行業(yè)發(fā)展的“桎梏”,隨著而IT技術在該領域的融合與下沉,“開放”將呈現(xiàn)一個從量變到爆發(fā)的過程。
開放自動化將不僅撬動隱藏在未來工業(yè)之下的萬億市場,也將掀起工業(yè)時代更深層次的靈活性與開放性變革——它追求的是“可復用”、“可移植”、“可重構”以及“可互操作”。
這正是自動化領域的用戶渴望加速推動的局面。面對開放自動化這一既定的未來趨勢,作為老牌工業(yè)自動化廠商的代表,施耐德電氣的選擇是主動和加速擁抱。這也是EcoStruxure開放自動化平臺發(fā)布的契機。
在跨入未來工業(yè)門檻之前
近年來,隨著制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,工業(yè)4.0、智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等概念大行其道。其根本目的在于優(yōu)化工業(yè)流程、提振工業(yè)效率,最終加強工業(yè)領域的盈利能力。
然而擺在自動化企業(yè)面前的共同問題是:工業(yè)自動化界想利用 “開放”所帶來的優(yōu)勢時仍存在大量門檻和屏障——從系統(tǒng)上來說,工業(yè)的自動化架構仍然相對封閉,缺乏一種更開放化和離散性的設計;從細節(jié)上而言,PLC 、DCS等控制系統(tǒng)推行已久,但缺乏更通用的控制系統(tǒng)配置和組態(tài)語言。
與此同時,兩者的軟硬件之間深度捆綁,工廠為了避免軟硬件升級時通信協(xié)議轉(zhuǎn)換無法實現(xiàn)等風險,會選擇停留在“封閉”狀態(tài)。這實際上受到了廠家的限制,因為在此狀況下,工廠無法進行更靈活的數(shù)據(jù)采集,也無法對數(shù)字化基礎采取更統(tǒng)一的規(guī)劃,更難以及時部署人工智能等新興技術,其高質(zhì)量發(fā)展的進程遇到了阻礙。
落實到工廠的自動化部署上,這些問題帶來的局限性變得極為具體。例如,系統(tǒng)的封閉和分離直接導致了IT/OT的融合困難,數(shù)據(jù)難以實現(xiàn)自由且安全的移動,本來應當形成一個完整體系的硬件、傳感、控制和信息等模塊僅能作為數(shù)據(jù)孤島而存在。
究其根本,還是由于傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)軟硬件捆綁的專有性和封閉性,使其IT水平發(fā)展在一定程度上受到了限制。但在這個數(shù)字化飛速發(fā)展的時代,只有能即時升級、長期復用、完成軟硬解耦的軟件系統(tǒng),才能夠成為產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)資產(chǎn),并幫助產(chǎn)業(yè)提振效率。
除了技術發(fā)展層面,“開放”實際上也是工業(yè)企業(yè)的重要發(fā)展訴求。在真正的工廠運作中,企業(yè)并不希望自己的每一個控制系統(tǒng)都綁定在某個固定廠商的體系范圍之內(nèi)——“封閉”雖然在一定程度上意味著穩(wěn)定性,但難以應付復雜多變的技術需求。
因此,企業(yè)想要更開放的系統(tǒng),達成智能制造系統(tǒng)的開放化和模塊化,這對于流程的效率提升和新技術的及時融入至關重要。他們也期待施耐德電氣這種系統(tǒng)級的廠商能夠先邁出開放的第一步。
為了滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和未來工業(yè)時代的訴求,以施耐德電氣為代表的一眾企業(yè)看到了軟硬件解耦的機會,這將是工業(yè)走向更徹底的開放自動化的重要突破口。
2020年,施耐德電氣正式發(fā)出開放自動化(Universal Automation)倡議,成為國際自動化界企業(yè)中一番極具影響力的表態(tài)。為了充分實現(xiàn)未來工業(yè)的愿景,這家企業(yè)需要重新設想技術模型,將平臺開放、軟件與硬件解耦,從根本上提高系統(tǒng)的敏捷性和可擴展性。
事實上,已經(jīng)有更多企業(yè)與組織加入到“開放式自動化”這一大勢之中,行業(yè)已深刻認識到,下一代工業(yè)自動化必須擺脫當前受制于專有封閉模式的格局。
當前,多個開放自動化組織達成了高度相通的倡議,包括開放流程自動化論壇(OPAF)、國際過程工業(yè)自動化用戶協(xié)會(NAMUR)、以及開放平臺通信基金會(OPC)。其中,OPAF在其O-PAS標準體系中采納了IEC 61499標準,這也是施耐德電氣EcoStruxure開放自動化平臺所遵循的標準。
簡單而言,開放自動化的出現(xiàn)將讓硬件的標準化和軟件的通用化在工業(yè)領域更容易實現(xiàn)。IT工程師能夠更適應OT的運作方式,以更合理便捷的方式進行數(shù)據(jù)采集,讓整個信息化流程實現(xiàn)真正的數(shù)字化;而OT工程師也可以在熟悉的環(huán)境中利用IT技術的先進性,不必再面對復雜且各不相通的設備標準,進而降低維護成本。
總而言之,OT與IT的融合能夠以自然而簡便的方式進行。而這將為一座座工廠打開魔力開關,打破數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的隔閡,實現(xiàn)無數(shù)個細小環(huán)節(jié)的效率提升,進而帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈完成開放自動化升級。
開放自動化,從施耐德電氣說起
2020年10月,隨著施耐德電氣對“通用自動化”的倡導,其旗下一款以軟件為中心的全新自動化系統(tǒng)——EcoStruxure™ 開放自動化平臺(EcoStruxure™ Automation Expert,EAE)正式推出。
據(jù)了解,EcoStruxure開放自動化平臺是基于IEC 61499標準和開放自動化原理打造,通過將自動化應用程序與硬件分離,打破了專有系統(tǒng)的限制和底層硬件基礎設施的依賴,具備可移植性、可配置性、互操作性等特性,真正能夠做到“即插即用”。
這意味著工業(yè)自動化部署轉(zhuǎn)向以資產(chǎn)為中心的設計方法,集成IT應用程序、工具和工業(yè)技術都更加容易,深層次的軟硬解耦使其迎來前所未有的靈活性。
施耐德電氣的這項發(fā)布是面向整個行業(yè)呼吁擁抱開放自動化趨勢,工業(yè)用戶、OEM廠商、系統(tǒng)集成商和總包商(EPC)等所有企業(yè)和個人都有足夠充分理由加入其中。其自身也在不斷推行平臺的升級進化,到如今已經(jīng)迭代到V23.0版,并已擴展為集離散、混合和流程工業(yè)運營操作于一體的統(tǒng)一控制軟件平臺。
事實上,工業(yè)領域市場龐雜且分散,工業(yè)自動化產(chǎn)品一方面要具備足夠多的共性,才能完成跨行業(yè)覆蓋,但另一方面又要有足夠的針對性,才能深入改善某個具體行業(yè)根本的生產(chǎn)效率問題。這意味著,自動化廠商不僅要掌握核心技術,還要有深刻的洞察力來發(fā)現(xiàn)總結發(fā)生在工業(yè)一線的痛點和需求,并打造相應的解決方案。
那么,EcoStruxure開放自動化平臺究竟能為一個行業(yè)和一家工廠帶來什么?以水務行業(yè)為例,基礎設施老化、運營成本高、能源消耗大、水資源流失是行業(yè)面臨的普遍挑戰(zhàn),但對于供水和廢水自動化解決方案的現(xiàn)代化改造卻依然進展緩慢。該行業(yè)真正需要的解決方案,要在降低實施成本的同時,讓未來員工更易上手,更關鍵的是提高運營的可持續(xù)性,例如能夠大幅降低能源消耗、二氧化碳排放量和水資源浪費。
對于這些問題,EcoStruxure開放自動化平臺作為先進的開放自動化解決方案均能解決。在方案實施和實際運營上,IT/OT的深度融合可以讓機器制造商、工程師、工廠操作員都有更便捷的操作體驗;在運營可持續(xù)性上,EcoStruxure開放自動化平臺可實現(xiàn)對處理廠以及水收集與分配系統(tǒng)的統(tǒng)一控制,提升整體過程的循環(huán)性,最大限度地減少用水量,并實現(xiàn)廢水再利用。
水務之外,施耐德電氣的自動化方案已經(jīng)覆蓋了更廣泛的行業(yè)。發(fā)布三年來, EcoStruxure開放自動化平臺已經(jīng)逐步應用在食品飲料、物流及環(huán)保公用事業(yè)、海水淡化、交通等行業(yè)。其中,在交通行業(yè),該平臺與控制器相結合應用于公用工程隧道中的分布式區(qū)域控制單元,幫助新疆的一處地下綜合管廊項目減少約30%的工程時間,節(jié)省約15%的維護成本。
在眾多企業(yè)的實際應用表明,EcoStruxure開放自動化平臺可將執(zhí)行傳統(tǒng)自動化任務所需的時間縮短2-7倍,將用戶開發(fā)應用創(chuàng)新程序的速度提升3倍,排除故障的速度提升6倍。這對于工廠一線而言是實實在在的效率提升,也是整個產(chǎn)業(yè)實行更徹底的效率變革的大前提。
工業(yè)轉(zhuǎn)型的開放化浪潮
以施耐德電氣EcoStruxure開放自動化平臺為代表的開放自動化,至少給工業(yè)領域用戶帶來了三大優(yōu)勢:工業(yè)控制系統(tǒng)的計算能力更強、效率更高,一線對于工業(yè)控制系統(tǒng)的部署成本更低、靈活性更強,此外,信息安全也得到了保障。
這種優(yōu)勢是產(chǎn)業(yè)奔向未來工業(yè)的能力基礎,如果沒有這一能力基礎,產(chǎn)業(yè)何談供應、制造、銷售等諸多環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)化與智慧化?這意味著,開放自動化所引領的信息技術融合,將是工業(yè)加入數(shù)字化浪潮的必然趨勢,這種趨勢不可阻擋也不可逆轉(zhuǎn)。
面向產(chǎn)業(yè)內(nèi)部,開放自動化意味著打通隔閡,集結多方力量,共同將市場規(guī)模做大。曾幾何時,安卓系統(tǒng)通過虛擬抽象層實現(xiàn)了硬件和軟件的分離和解耦,應用開發(fā)者僅需一個編程接口就可實現(xiàn)適配該操作系統(tǒng)的軟件創(chuàng)作,此舉打開了一個應用市場的大時代,并帶動了智能手機市場的蓬勃增長。
而工業(yè)領域的開放自動化讓工業(yè)體系化整為零,通過軟硬解耦讓各個組件、模塊既能各自發(fā)揮最大效率,又能在必要時緊密結合,這為產(chǎn)業(yè)鏈上下游的所有供應商都創(chuàng)造了更大的迭代空間,有機會將核心優(yōu)勢發(fā)揮到極致。在行業(yè)整體的開放氛圍下,企業(yè)的應用落地成本大幅收縮、實施限制大幅減少,同時又更容易實現(xiàn)融合互通的合作,市場機會和商業(yè)空間都將迎來亮眼增長。
面向跨行業(yè)融合,開放自動化也是一場勢在必行的行動。當前,AI大模型、深度學習、云計算、5G通信等前沿技術飛速發(fā)展,全人類社會都在經(jīng)歷一場前所未有的數(shù)字化和智能化變革。作為跟現(xiàn)代社會基礎建設綁定與融合最深的行業(yè),工業(yè)領域理應建設一套更標準化、更開放、更兼容的自動化架構,才能在未來的智慧世界高效承接來自其他產(chǎn)業(yè)的技術成果。
也只有一個更開放的未來工業(yè),才能進一步實現(xiàn)IT/OT融合,建立一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務的生產(chǎn)模式,緊跟數(shù)字時代的信息技術進化,落地工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與未來工業(yè)的創(chuàng)想。
不可置否,在以IT技術融合工業(yè)世界的征途上,行業(yè)玩家各顯本領,到底何為最優(yōu)解還未成定數(shù)。不過,施耐德電氣看到了既定未來中的開放趨勢,打磨了一套與之配備的產(chǎn)品,并為之不斷迭代加碼。
19世紀,施耐德電氣在鋼鐵工業(yè)、重型機械、輪船建造業(yè)等行業(yè)中建功立業(yè);20世紀,電力與自動化管理業(yè)成為其戰(zhàn)略中心業(yè)務;進入21世紀,施耐德電氣邁入能源管理與自動化領域開啟新的挑戰(zhàn),并隨著數(shù)字化浪潮的凸顯果斷成為軟硬件一體化的工業(yè)轉(zhuǎn)型推動者。
188年的發(fā)展中,施耐德電氣面臨無數(shù)挑戰(zhàn),也曾做過數(shù)次重大戰(zhàn)略選擇,最終都憑借核心技術實力和具有前瞻性的研判順利完成跨越,并逐步走到行業(yè)領導者的地位。面向開放自動化,施耐德電氣也將成為推動歷史前進的重要一員——開放自動化將是未來工業(yè)的必然趨勢,企業(yè)的參與和融入只是時間早晚的問題,但越早一步介入,就將越快搶得時代的先機。