工业“双擎”加持开放自动化愿景加速实现

  在数字化浪潮席卷全球的当下，工业领域正处于深刻变革的关键节点。长期以来，工业和运营技术（OT）领域给人的印象多为“封闭”与“专有”，然而，一场开放自动化的变革正悄然兴起。

  2020 年，施耐德电气推出 EcoStruxure 开放自动化平台（EAE），标志着开放自动化从概念迈向实践的重要一步。此后四年，众多主流厂商纷纷从观望转向热情参加，技术与场景融合的成果不断涌现。

  中国信息通信研究院技术与标准研究所主任工程师王哲表示：“数字化价值正从工业外围辅助环节向生产控制核心环节不断渗透。尤其是随着5G、边缘计算、人工智能等信息通信技术在工业领域的逐步深入，工业控制领域正经历一场‘网络化、开放化、智能化、协同化’的新型工控革命。对于整个工业界来说，采用新的技术和架构，构建开放化的自动化系统慢慢的变成为共识。”

  9 月 24 日工博会首日，施耐德电气联合中国信息通信研究院、中国联通以及北京华胜锐盈共同发布《工业蜂窝网赋能的开放自动化解决方案》报告，通过用自身在工业蜂窝网、边缘算力赋能开放自动化的应用实践成果，助力产业高质量发展。

  传统工控长期面临工业通信生态壁垒、软硬件强绑定、传统工业网络形态复杂以及缺乏灵活工业算力等难题。而可编程逻辑控制器（PLC）作为工控核心，成为打破封闭走向开放的关键“堵点”。

  中国联通大数据首席科学家范济安回顾，过去因工控系统对时延和误差要求极高，PLC 一般会用有线连接，无线网络鲜少被考虑。但去年发布的《5G+PLC 深层次地融合解决方案》报告已验证，5G 能够进入工业控制核心环节，明显提升产线柔性能力。如今，施耐德电气和合作伙伴将控制管理系统南向链接无线化进一步拓展至控制虚拟化及平台生态化，网络连接也从 5G 专网迭代至融合 5G、4G（含 Cat.1、Cat.4 等）和 NB-IoT 等多种网络制式的工业蜂窝网。

  一方面，工业蜂窝网可满足多种人机一体化智能系统场景对网络能力的差异化需求，具备易用、安全、合规、低功耗等特点。另一方面，采用超融合架构的工业边缘算力平台能够承接传统实体 PLC 的重任。北京华胜锐盈科技有限公司总经理王宇男认为，超融合对工业公司客户而言是理想之选，具有减少相关成本、灵活扩容、高度开放等优势。

  施耐德电气 EcoStruxure 开放自动化平台（EAE）作为开放自动化系统架构的典型代表，基于 IEC 61499 标准，实现软件和硬件解耦，推动工业自动化领域“即插即生产”，有效解决厂商之间应用软件的可移植性、可配置性和互操作性问题。自 2020 年发布以来，EAE 以 3 - 6 个月为周期持续迭代，在“高、大、稳、广、易”五个方面一直在优化，已在交通基础设施、水与污水处理、地下管廊、隧道、物流、厂务系统、离散工业生产线、数据中心等多个行业广泛应用。

  开放自动化为公司能够带来实实在在的收益。在施耐德电气上海工厂，算、网、控的融合为自动化设备改造和柔性产线构建赋能，实现成本降低与效率提升。

  高速全自动铆银机设备改造项目中，采用工业蜂窝网+虚拟 PLC 的方式，成功解决老旧设备升级难题。施耐德电气 EcoStruxure 开放自动化平台通过工业蜂窝网与 I/O 交互，实现软硬件解耦，提高软件可重用性。该系统于 2024 年 3 月正式投入商用环境运行，验证了工业蜂窝网+EAE 在高速设备上的可行性，预计 10 台自动铆银机可降低改造成本高达 75 万元。

  在接触器全自动柔性装配线项目中，通过将模型训练算法和推理算法分别部署在 AI 引擎和边缘推理服务中，减少相关成本的同时缩短调试周期，提高生产效率。施耐德电气 EcoStruxure 开放自动化平台可与视觉检测、先进控制算法、预测性维护等先进的技术轻松集成，充分的发挥控制与计算结合的优势。

  在国家新型工业化政策引领下，开放自动化迎来广阔发展空间。它推动 IT 与 OT 深层次地融合，助力制造商提高生产的全部过程的柔性和透明性，降低生产和建设成本，解决运维和升级难题。然而，开放自动化的发展之路机遇与挑战并存。

  工业网络方面，未来工厂网络将是有线与无线相互融合的态势，工业蜂窝网将朝着多网融合、便于运维的方向发展。范济安表示，存量市场上工业有线网络仍大量存在，但随着客户定制化需求增加和生产装备智能化，制造公司制作将更加柔性，为无线网络带来机遇。目前，与施耐德电气的合作已在工厂生产中得到成功验证，未来还将探索如何将 5G 与工业蜂窝网+开放自动化打造成服务多企业的新型工控平台。

  算力平台方面，需满足高可用性、低时延、安全性和可扩展性等需求。王宇男认为，工业边缘或现场侧的计算需求各异，但这些共同需求要求算力平台供应商推出适配系统或平台以满足行业客户应用需求。

  此外，生态圈合作至关重要。目前，产业生态合作积极开展，中国信息通信研究院联合 20 余家企业和科研机构共同启动“新型工控启航行动”，围绕技术验证、标准研制、应用创新和产业促进四个关键环节展开工作，推动新型工业控制技术创新发展和产业生态建设。

  对于施耐德电气而言，开放（OPEN）是长期目标。“O 是 Offer，始终为客户提供一流的硬件、软件和服务；P 是 Partner，重视合作伙伴和生态建设；E 是 Energy，用能源管理软件和数字化技术助力各行各业提高工业和能源效率，实现绿色智能制造目标；N 是指 Next generation，坚定不移地迈向软件定义、开放的下一代工业自动化未来。”施耐德电气工业自动化中国区开放自动化业务发展总监申红锋说。（思文）

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