制造業(yè)的轉型升級勢在必行,工業(yè)自動化領域是時候做出改變了。
1、工業(yè)4.0機遇開啟
近年來,無論是德國“工業(yè)4.0”、中國的制造業(yè)轉型升級,還是美國的“工業(yè)互聯網計劃”、日本的“超智能社會5.0藍圖”等國內外重大戰(zhàn)略的提出,都在試圖向智能制造邁進,并顯現出越來越大的機遇前景。
2020年,隨著疫情后經濟的復蘇,在數字經濟和新基建的雙重推動下,智能制造轉型升級的步伐將進一步加速。當前,工業(yè)企業(yè)不僅追求降本提質增效,還需要通過數字化、智能化轉型帶來業(yè)務模式、管理模式乃至商業(yè)模式的創(chuàng)新。
面對不同工業(yè)企業(yè)在升級轉型中的各種需求,要從何處著手解決?人工智能、物聯網、大數據、云計算等新一代技術正在掀起對傳統(tǒng)工業(yè)的智能革命,自動化行業(yè)也由此進入全新的發(fā)展階段,先進的信息技術、通信網絡技術和運營技術的融合,正在推動自動化及其工業(yè)應用的發(fā)展。
致力于成為工業(yè)企業(yè)實現高效和可持續(xù)發(fā)展的數字化伙伴,施耐德電氣在數字化轉型方面一直躬身力行。11月5日進博會期間,施耐德電氣在華發(fā)布EcoStruxure開放自動化平臺(EcoStruxure? Automation Expert),可謂應需而生。
據介紹,EcoStruxure開放自動化平臺是以軟件為中心,基于IEC 61499標準的“即插即用”的全新工業(yè)自動化系統(tǒng)。它能夠使自動化應用程序以資產為中心、可移植、經驗證的軟件組件來構建,而無需依賴底層硬件基礎設施。這種以資產為中心的方法,可將系統(tǒng)的成本和性能改善至前所未有的水平,為整個行業(yè)的發(fā)展和升級創(chuàng)造無限機遇。
2、邁入“軟件驅動自動化”時代
長遠來看,工業(yè)領域的數字化無疑將成為未來發(fā)展方向,也是“中國制造”走向“中國智造”的必經之路。
然而,這對于企業(yè)來說卻是一塊難啃的骨頭。因為每一個場景下的數字化改造,都將牽扯出產業(yè)鏈上下游、廠內廠外等一系列復雜問題,比如IT與OT難以融合打通。而傳統(tǒng)自動化架構雖然促使工業(yè)發(fā)展到當下的水平,卻無法面向未來提供至關重要的敏捷性和韌性。
具體來看,傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)大多采用專有的設計,自動化系統(tǒng)供應商各自為政,各類封閉的專有自動化平臺對效率形成一定障礙,不利于多元化自動化系統(tǒng)集成,而且升級和維護成本高昂。工業(yè)領域也因一直缺乏適應性、模塊化和互操作性而備受困擾,這些問題也阻礙了行業(yè)吸收先進技術快速創(chuàng)新。
隨著設備的老舊以及生產復雜性的提升,IT技術的飛躍發(fā)展,打破軟件跟硬件的捆綁,使企業(yè)能夠靈活構架和升級自動化系統(tǒng),正是最終用戶的迫切需要。
工業(yè)自動化必須要走向開放。業(yè)界專家彭瑜曾直言,“建立全開放、互操作的自動化系統(tǒng),才是工業(yè)自動化的出路。”施耐德電氣全球執(zhí)行副總裁、工業(yè)自動化業(yè)務負責人何維克也曾表示:“IT界已經意識到開放式操作平臺的諸多益處,現在工業(yè)界也意識到了。為了充分實現工業(yè)4.0的愿景,我們需要重新設想技術模型,將平臺開放,將軟件與硬件解耦,并從根本上提高系統(tǒng)的敏捷性和可擴展性。”
一直以來,自動化制造商都缺乏一種能完整規(guī)范控制系統(tǒng)配置和組態(tài)的語言。IEC 61499標準定義了分布式控制系統(tǒng)的通用模型,以功能塊構建的事件驅動型任務為特征,為建立開放、互操作的自動化系統(tǒng)奠定了基礎,使得實現應用程序的可移植性、系統(tǒng)的互操作性、工廠生產的靈活性等成為可能,同時還解決了軟件和硬件獨立性的問題。
基于IEC 61499標準和開放自動化原理,施耐德電氣率先推出EcoStruxure開放自動化平臺(EcoStruxure? Automation Expert),以軟件為中心,打破專有系統(tǒng)的限制,在可移植性、可配置性、互操作性等方面達到了全新水平,給自動化行業(yè)帶來了革新。首先,自動化應用程序與硬件分離將帶來前所未有的靈活性,改變了多少年來控制硬件與軟件一直緊緊捆綁在一起的狀態(tài)。其次,集成IT應用程序、工具和工業(yè)技術更加容易。再次,原生支持以資產為中心的設計方法。
工業(yè)領域市場分散,自動化廠商不僅需要掌握核心技術,還需要深入工業(yè)一線持續(xù)深耕了解其真正需求和痛點,同時重視技術的平臺化、開放性、兼容性和易用性。EcoStruxure開放自動化平臺的推出,通過對軟件和硬件解耦推動實現即插即生產,將切實解決廠商之間應用軟件的可移植性、可配置性和互操作性問題,幫助具備不同自動化基礎的企業(yè)輕松實現數字化轉型,提供了涵蓋食品飲料、物流等多個行業(yè)豐富的可復用的行業(yè)庫,實現效率、靈活性和可持續(xù)性的飛躍,達到前所未有的卓越運營水平。
相較于當今的自動化系統(tǒng),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。
以飲料行業(yè)為例,涵蓋儲存、傳送帶、灌裝等多環(huán)節(jié)的資產被容納到一個動態(tài)資產模型中,可實現各工程相互的連續(xù)性和總體設計的便利化。今年工博會,施耐德電氣更是將一座微縮型“飲料工廠”搬到現場,手機掃碼定制飲料口味后,即可實現靈活排產、訂單管理、定制化生產、配方管理,讓工廠的動態(tài)全方位可視化,大大提升了工廠的運營效率。
在物流行業(yè),工程師可利用輸送線、移栽、轉向等行業(yè)功能塊,快速實現系統(tǒng)的工程設計、測試和調整,縮短系統(tǒng)投入運行所需的時間。目前,該開放自動化平臺已經應用于施耐德電氣位于上海的智慧物流中心,幫助其在效率提升以及能源節(jié)約方面取得跨越式增長。
3、工業(yè)自動化的未來
作為一家有180多年歷史的企業(yè),施耐德電氣的發(fā)展史其實就是一部轉型史。19世紀,施耐德電氣從事鋼鐵工業(yè)、重型機械工業(yè)、鐵路、輪船建造業(yè),制造了法國第一臺火車、第一艘蒸汽機船、埃菲爾鐵塔上的所有鋼鐵制件;20世紀,施耐德電氣聚焦電力與控制領域;進入21世紀之后,又將業(yè)務方向調整為能源管理與自動化領域,十多年前開始進入數字化階段,從產品數字化做起,并鞏固頂層數字化服務能力,轉變成為軟硬件一體化的數字化轉型推動者。
近幾年,產業(yè)各界對于發(fā)展工業(yè)互聯網的呼聲越來越高,以谷歌、微軟、亞馬遜、阿里、華為等為代表,互聯網巨頭,IT廠商,軟件大鱷紛紛侵入老牌自動化廠商的地盤,越來越多的玩家相繼入局。國內市場中,除了有GE、西門子、PTC、施耐德電氣等國際巨頭盤踞其中,更有樹根互聯、海爾卡奧斯、阿里云、華為云、工業(yè)富聯等數百個平臺提供商在高歌猛進。
對于傳統(tǒng)工業(yè)巨頭而言,轉型陣痛無可避免,但優(yōu)勢也很明顯。相比“輕資產”的互聯網企業(yè),施耐德電氣不但為OEM提供解決方案,自己也坐擁包括智能斷路器,可編程控制器和變頻器在內的無數硬件設備,能夠真正觸及海量的數據資源。更重要的是,工業(yè)領域細分行業(yè)應用千差萬別,傳統(tǒng)巨頭在行業(yè)Know-how及專業(yè)技術上有著深厚的行業(yè)積累,這些都是互聯網公司難以企及的。
“從離散、到混合,再到流程行業(yè),我們的經驗橫跨了幾乎所有的工業(yè)行業(yè),尤其是石化、油氣、電力、建材、水、食品飲料、機械制造、電子、汽車、物流等,都是我們所熟悉的行業(yè)。”龐邢健表示,這是EcoStruxure自動化平臺的競爭力之一。與此同時,施耐德電氣還有一個遠端的400多人專家?guī)?,可以幫助工程師診斷復雜性事件。目前,施耐德電氣正在采用“AI訓練”的方式讓機器去學習這些老專家的經驗,從而將“人的經驗”進一步轉化成“系統(tǒng)的經驗”。
伴隨人工智能、云計算、機器學習、邊緣架構等先進技術的發(fā)展,建構一個基于標準的、開放的、可互操作的工業(yè)自動化架構,才能在日益復雜的數字化世界中把握前進方向。工業(yè)自動化走向開放是無法阻擋的必然趨勢,只有這樣才能真正實現IT與OT的深度融合,工業(yè)4.0、智能制造、工業(yè)互聯網等概念才能真正落地。
施耐德電氣認為,隨著計算能力和互聯互通程度的不斷提升,軟件將作為關鍵因素驅動工業(yè)自動化實現工業(yè)4.0無限可能。當大部分公司還處在觀望或起步階段,施耐德電氣率先基于IEC 61499標準推出EcoStruxure開放自動化平臺,賦能樓宇、工業(yè)、基礎設施、數據中心四大終端市場等領域數字化轉型升級。
而這僅僅是實現開放自動化的第一步,開放自動化的發(fā)展必然離不開合作伙伴的相互協作與生態(tài)系統(tǒng)的構建。如今,施耐德電氣正在引領開放自動化標準的大范圍推進,推動整個行業(yè)的工業(yè)用戶、廠商、原始設備制造商、系統(tǒng)集成商和總包商擁抱開放自動化愿景,形成協同創(chuàng)新的生態(tài)圈。
未來,開放的工業(yè)自動化將不斷吸納融入AI、大數據、5G、邊緣計算、AR/VR等新一代技術,提高系統(tǒng)的敏捷性和可擴展性,向更高層次邁進。對此,彭瑜也給出了信心十足的判斷:“從現在起到未來的5至10年間,工業(yè)自動化格局一定會發(fā)生大的變化。”