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工业4.0释放万亿市场机遇,施耐德电气迈出开放自动化关键一步

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工业4.0释放万亿市场机遇,施耐德电气迈出开放自动化关键一步

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【摘要】:

工业4.0释放万亿市场机遇,施耐德电气迈出开放自动化关键一步

 

制造业的转型升级势在必行,工业自动化领域是时候做出改变了。

 

1、工业4.0机遇开启

近年来,无论是德国“工业4.0”、中国的制造业转型升级,还是美国的“工业互联网计划”、日本的“超智能社会5.0蓝图”等国内外重大战略的提出,都在试图向智能制造迈进,并显现出越来越大的机遇前景。

2020年,随着疫情后经济的复苏,在数字经济和新基建的双重推动下,智能制造转型升级的步伐将进一步加速。当前,工业企业不仅追求降本提质增效,还需要通过数字化、智能化转型带来业务模式、管理模式乃至商业模式的创新。

面对不同工业企业在升级转型中的各种需求,要从何处着手解决?人工智能、物联网、大数据、云计算等新一代技术正在掀起对传统工业的智能革命,自动化行业也由此进入全新的发展阶段,先进的信息技术、通信网络技术和运营技术的融合,正在推动自动化及其工业应用的发展。

致力于成为工业企业实现高效和可持续发展的数字化伙伴,施耐德电气在数字化转型方面一直躬身力行。11月5日进博会期间,施耐德电气在华发布EcoStruxure开放自动化平台(EcoStruxure™ Automation Expert),可谓应需而生。

据介绍,EcoStruxure开放自动化平台是以软件为中心,基于IEC 61499标准的“即插即用”的全新工业自动化系统。它能够使自动化应用程序以资产为中心、可移植、经验证的软件组件来构建,而无需依赖底层硬件基础设施。这种以资产为中心的方法,可将系统的成本和性能改善至前所未有的水平,为整个行业的发展和升级创造无限机遇。

2、迈入“软件驱动自动化”时代

长远来看,工业领域的数字化无疑将成为未来发展方向,也是“中国制造”走向“中国智造”的必经之路。

然而,这对于企业来说却是一块难啃的骨头。因为每一个场景下的数字化改造,都将牵扯出产业链上下游、厂内厂外等一系列复杂问题,比如IT与OT难以融合打通。而传统自动化架构虽然促使工业发展到当下的水平,却无法面向未来提供至关重要的敏捷性和韧性。

具体来看,传统自动化系统大多采用专有的设计,自动化系统供应商各自为政,各类封闭的专有自动化平台对效率形成一定障碍,不利于多元化自动化系统集成,而且升级和维护成本高昂。工业领域也因一直缺乏适应性、模块化和互操作性而备受困扰,这些问题也阻碍了行业吸收先进技术快速创新。

随着设备的老旧以及生产复杂性的提升,IT技术的飞跃发展,打破软件跟硬件的捆绑,使企业能够灵活构架和升级自动化系统,正是最终用户的迫切需要。

工业自动化必须要走向开放。业界专家彭瑜曾直言,“建立全开放、互操作的自动化系统,才是工业自动化的出路。”施耐德电气全球执行副总裁、工业自动化业务负责人何维克也曾表示:“IT界已经意识到开放式操作平台的诸多益处,现在工业界也意识到了。为了充分实现工业4.0的愿景,我们需要重新设想技术模型,将平台开放,将软件与硬件解耦,并从根本上提高系统的敏捷性和可扩展性。”

一直以来,自动化制造商都缺乏一种能完整规范控制系统配置和组态的语言。IEC 61499标准定义了分布式控制系统的通用模型,以功能块构建的事件驱动型任务为特征,为建立开放、互操作的自动化系统奠定了基础,使得实现应用程序的可移植性、系统的互操作性、工厂生产的灵活性等成为可能,同时还解决了软件和硬件独立性的问题。

基于IEC 61499标准和开放自动化原理,施耐德电气率先推出EcoStruxure开放自动化平台(EcoStruxure™ Automation Expert),以软件为中心,打破专有系统的限制,在可移植性、可配置性、互操作性等方面达到了全新水平,给自动化行业带来了革新。首先,自动化应用程序与硬件分离将带来前所未有的灵活性,改变了多少年来控制硬件与软件一直紧紧捆绑在一起的状态。其次,集成IT应用程序、工具和工业技术更加容易。再次,原生支持以资产为中心的设计方法。

工业领域市场分散,自动化厂商不仅需要掌握核心技术,还需要深入工业一线持续深耕了解其真正需求和痛点,同时重视技术的平台化、开放性、兼容性和易用性。EcoStruxure开放自动化平台的推出,通过对软件和硬件解耦推动实现即插即生产,将切实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,帮助具备不同自动化基础的企业轻松实现数字化转型,提供了涵盖食品饮料、物流等多个行业丰富的可复用的行业库,实现效率、灵活性和可持续性的飞跃,达到前所未有的卓越运营水平。

相较于当今的自动化系统,EcoStruxure开放自动化平台可将执行传统自动化任务所需的时间缩短2-7倍,将用户开发应用创新程序的速度提升3倍,排除故障的速度提升6倍。

以饮料行业为例,涵盖储存、传送带、灌装等多环节的资产被容纳到一个动态资产模型中,可实现各工程相互的连续性和总体设计的便利化。今年工博会,施耐德电气更是将一座微缩型“饮料工厂”搬到现场,手机扫码定制饮料口味后,即可实现灵活排产、订单管理、定制化生产、配方管理,让工厂的动态全方位可视化,大大提升了工厂的运营效率。

在物流行业,工程师可利用输送线、移栽、转向等行业功能块,快速实现系统的工程设计、测试和调整,缩短系统投入运行所需的时间。目前,该开放自动化平台已经应用于施耐德电气位于上海的智慧物流中心,帮助其在效率提升以及能源节约方面取得跨越式增长。

3、工业自动化的未来

作为一家有180多年历史的企业,施耐德电气的发展史其实就是一部转型史。19世纪,施耐德电气从事钢铁工业、重型机械工业、铁路、轮船建造业,制造了法国第一台火车、第一艘蒸汽机船、埃菲尔铁塔上的所有钢铁制件;20世纪,施耐德电气聚焦电力与控制领域;进入21世纪之后,又将业务方向调整为能源管理与自动化领域,十多年前开始进入数字化阶段,从产品数字化做起,并巩固顶层数字化服务能力,转变成为软硬件一体化的数字化转型推动者。

近几年,产业各界对于发展工业互联网的呼声越来越高,以谷歌、微软、亚马逊、阿里、华为等为代表,互联网巨头,IT厂商,软件大鳄纷纷侵入老牌自动化厂商的地盘,越来越多的玩家相继入局。国内市场中,除了有GE、西门子、PTC、施耐德电气等国际巨头盘踞其中,更有树根互联、海尔卡奥斯、阿里云、华为云、工业富联等数百个平台提供商在高歌猛进。

对于传统工业巨头而言,转型阵痛无可避免,但优势也很明显。相比“轻资产”的互联网企业,施耐德电气不但为OEM提供解决方案,自己也坐拥包括智能断路器,可编程控制器和变频器在内的无数硬件设备,能够真正触及海量的数据资源。更重要的是,工业领域细分行业应用千差万别,传统巨头在行业Know-how及专业技术上有着深厚的行业积累,这些都是互联网公司难以企及的。

从离散、到混合,再到流程行业,我们的经验横跨了几乎所有的工业行业,尤其是石化、油气、电力、建材、水、食品饮料、机械制造、电子、汽车、物流等,都是我们所熟悉的行业。”庞邢健表示,这是EcoStruxure自动化平台的竞争力之一。与此同时,施耐德电气还有一个远端的400多人专家库,可以帮助工程师诊断复杂性事件。目前,施耐德电气正在采用“AI训练”的方式让机器去学习这些老专家的经验,从而将“人的经验”进一步转化成“系统的经验”。

伴随人工智能、云计算、机器学习、边缘架构等先进技术的发展,建构一个基于标准的、开放的、可互操作的工业自动化架构,才能在日益复杂的数字化世界中把握前进方向。工业自动化走向开放是无法阻挡的必然趋势,只有这样才能真正实现IT与OT的深度融合,工业4.0、智能制造、工业互联网等概念才能真正落地。

施耐德电气认为,随着计算能力和互联互通程度的不断提升,软件将作为关键因素驱动工业自动化实现工业4.0无限可能。当大部分公司还处在观望或起步阶段,施耐德电气率先基于IEC 61499标准推出EcoStruxure开放自动化平台,赋能楼宇、工业、基础设施、数据中心四大终端市场等领域数字化转型升级。

而这仅仅是实现开放自动化的第一步,开放自动化的发展必然离不开合作伙伴的相互协作与生态系统的构建。如今,施耐德电气正在引领开放自动化标准的大范围推进,推动整个行业的工业用户、厂商、原始设备制造商、系统集成商和总包商拥抱开放自动化愿景,形成协同创新的生态圈。

未来,开放的工业自动化将不断吸纳融入AI、大数据、5G、边缘计算、AR/VR等新一代技术,提高系统的敏捷性和可扩展性,向更高层次迈进。对此,彭瑜也给出了信心十足的判断:“从现在起到未来的5至10年间,工业自动化格局一定会发生大的变化。”(来源:施耐德电气(中国)有限公司)

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