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作為以軟件為中心的自動化系統(tǒng)，EcoStruxure開放自動化平臺無縫融合IT和OT能力，延長了系統(tǒng)壽命，且能夠不斷升級?！澳壳暗淖詣踊瘧?yīng)用很難在‘萬國設(shè)備’間跨平臺運行，許多企業(yè)認(rèn)識到，下一代工業(yè)自動化必須具有可互操作性，并且必須擺脫現(xiàn)有的專有系統(tǒng)模式。 

談到工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，往往繞不開的一個問題是孤島現(xiàn)象，尤以IT和OT的隔閡為甚。  

究其原因，無外乎一是人才，既懂IT對OT亦有深刻理解的技術(shù)人員少之又少。  

另一個就是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)因素和各大廠商的封閉心態(tài)。與IT領(lǐng)域日新月異的發(fā)展相比，OT領(lǐng)域技術(shù)更新周期較長，傳統(tǒng)工業(yè)自動化系統(tǒng)基本上都是基于上世紀(jì)七八十年年代的原理而開發(fā)，這些工業(yè)自動化系統(tǒng)是相對封閉的，不同供應(yīng)商的產(chǎn)品互不兼容。隨著數(shù)字化進(jìn)程不斷加速，封閉性和專用性極大地阻礙了工業(yè)自動系統(tǒng)的升級遷移和創(chuàng)新應(yīng)用，以及IT和OT深入高效地融合，也為用戶增加了大量成本。  

很顯然，一成不變的工業(yè)自動化系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足數(shù)字化時代對互聯(lián)互通以及效率的需求，工業(yè)自動化領(lǐng)域的變革已箭在弦上。問題是，如何消除這個橫亙在工業(yè)自動化行業(yè)面前并制約行業(yè)未來發(fā)展的壁壘?  

可復(fù)用、可移植、可重構(gòu)、可互操作的開放自動化系統(tǒng)，應(yīng)運而生。 

開放自動化的基礎(chǔ)——IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)  

在展開談開放自動化之前，我們不妨先聊聊其基礎(chǔ)和支撐——IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)。  

我們知道，國際電工委員會(IEC)在1993年發(fā)布了IEC 61131-3，并逐漸獲得全球工業(yè)界的廣泛認(rèn)可和接受，成為PLC、DCS、機(jī)器人控制等工業(yè)控制自動化編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)，為整個工業(yè)控制軟件技術(shù)的發(fā)展起了舉足輕重的推動作用。  

然而，由于開發(fā)較早，IEC 61131-3在概念上不支持重新配置和分布式控制，其局限性表現(xiàn)在軟件模型只支持單一設(shè)備編程，缺乏系統(tǒng)的概念，不適應(yīng)分布式結(jié)構(gòu)的軟件要求，不支持并發(fā)和隨機(jī)事件的快速響應(yīng)，不同廠家設(shè)備相互之間也不兼容等。  

IEC 61131-3在應(yīng)對當(dāng)今復(fù)雜工業(yè)系統(tǒng)的更高層次要求時，顯然力有不逮了。  

因此，在IEC 61131-3的基礎(chǔ)上，IEC啟動了IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)，歷經(jīng)多年發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)的四個部分，包括第1部分IEC 61499-1：結(jié)構(gòu)，綜述了基于功能塊的分布式系統(tǒng)的設(shè)計和建模規(guī)則;第2部分IEC 61499-2：軟件工具要求;第4部分IEC 61499-4：一致性行規(guī)的規(guī)則。第3部分IEC 61499-3在2007年因技術(shù)過時而被撤銷。因此，IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)前版本由三部分組成。據(jù)悉，主要作為系統(tǒng)級的建模規(guī)范的 IEC 61499-5正在準(zhǔn)備當(dāng)中。  

IEC 61499基于工程師熟悉的框圖，將功能塊從IEC 61131-3中的子程序結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到分布式計算系統(tǒng)中的功能單位，通常作為系統(tǒng)級可執(zhí)行建模語言使用。其核心是事件觸發(fā)的功能塊網(wǎng)絡(luò)，功能塊為邏輯代碼提供統(tǒng)一接口封裝，功能塊之間通過事件和數(shù)據(jù)接口相互連接。  

作為定義分布式信息和控制系統(tǒng)的高級系統(tǒng)設(shè)計語言，IEC 61499具有以下幾個主要特點： 

建立在現(xiàn)有的領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上;  

現(xiàn)代的事件驅(qū)動、面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言;  

硬件抽象;  

通過連接功能塊以圖形化的方式對控制算法進(jìn)行建模;  

直接支持分布式系統(tǒng)的實時通信;  

不同供應(yīng)商的設(shè)備可互操作;  

自動管理資源之間低層級可變化綁定;  

支持重新組態(tài)。  

IEC制定IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的初衷是希望功能塊標(biāo)準(zhǔn)成為一個通用的標(biāo)準(zhǔn)，它能夠用來作為整個工業(yè)過程測量和控制領(lǐng)域中各種標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)?；谄渫ㄓ玫奶匦裕琁EC 61499被定義為“應(yīng)用領(lǐng)域中性”，也就是說，它不包含任何一個特定領(lǐng)域的特殊特性。其它標(biāo)準(zhǔn)可以使用 IEC 61499 的概念來建立，并且添加它們自身領(lǐng)域的特殊擴(kuò)展。  

基于IEC61499的開放自動化系統(tǒng) 

從2005年第一次發(fā)布，IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)至今經(jīng)歷了從興起、沉寂到成熟的整個過程。期間，眾多行業(yè)專家和機(jī)構(gòu)對該標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，做了卓有成效的研究和實踐，開發(fā)了多個開放自動化平臺和系統(tǒng)。  

其中包括首款完全基于瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)的IEC 61499集成開發(fā)環(huán)境——海王星模塊工匠(FBB)，以及世界上首個IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的開源設(shè)計工具和運行平臺——分布式工業(yè)自動化和控制框架(4DIAC)。 

而作為積極擁抱開放自動化的廠商之一，施耐德電氣融匯自身深厚的自動化技術(shù)及工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)驗推動著這一變革的進(jìn)行，推出了新一代EcoStruxure開放自動化平臺(EcoStruxure Automation Expert) 。  

EcoStruxure開放自動化平臺同樣基于IEC 61499 標(biāo)準(zhǔn)，它融合了施耐德電氣在IEC 61499及自動化技術(shù)方面的多年積累及創(chuàng)新成果，是當(dāng)前最為成熟的開放自動化商業(yè)化整體解決方案。目前，EcoStruxure開放自動化平臺已升級至V21.2版本，可以為更多工業(yè)場景提供支持。

在施耐德電氣綠色智能制造創(chuàng)新峰會上，EcoStruxure開放自動化平臺演示前面圍滿了觀眾

作為以軟件為中心的自動化系統(tǒng)，EcoStruxure開放自動化平臺無縫融合IT和OT能力，延長了系統(tǒng)壽命，且能夠不斷升級。“目前的自動化應(yīng)用很難在‘萬國設(shè)備’間跨平臺運行，許多企業(yè)認(rèn)識到，下一代工業(yè)自動化必須具有可互操作性，并且必須擺脫現(xiàn)有的專有系統(tǒng)模式。EcoStruxure 開放自動化平臺實現(xiàn)了自動化軟硬件解耦，幫助企業(yè)松綁，釋放生產(chǎn)潛能的同時做到真正面向未來的自動化?！?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(fù)責(zé)人龐邢健表示，EcoStruxure開放自動化平臺通過三個關(guān)鍵方式重構(gòu)自動化。

首先，自動化應(yīng)用程序與硬件分離將帶來前所未有的靈活性。將這種革命性方法與基于事件的網(wǎng)絡(luò)跨平臺運行相結(jié)合，意味著用戶可以快速適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求，而不必?fù)?dān)心停機(jī)所帶來的時間和經(jīng)濟(jì)成本。

其次，集成IT應(yīng)用程序、工具和工業(yè)技術(shù)更加容易。這種原生的IT/OT融合使用戶能夠?qū)⑿录夹g(shù)無縫集成到控制系統(tǒng)架構(gòu)中，而無需繁重的工程工作或引入高耦合、非內(nèi)聚的系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)。

第三，EcoStruxure開放自動化平臺原生支持以資產(chǎn)為中心的設(shè)計方法。應(yīng)用程序基于現(xiàn)成的資產(chǎn)模型創(chuàng)建，消除了低價值的重復(fù)任務(wù)，輕松封裝和復(fù)用可移植的自動化對象，從而大幅提升工程效率。這樣可以解放工程師，讓他們能夠?qū)Ｗ⒂诟邇r值的工程應(yīng)用和創(chuàng)新。

“開放自動化其中一個最大的優(yōu)點，就是能夠讓技術(shù)人員擺脫簡單的一些重復(fù)性的不必要的勞動，把技術(shù)人員真正的創(chuàng)新和他對行業(yè)的洞察能夠凝聚成可以傳承的知識?！?龐邢健說，“未來我們還希望構(gòu)建一個開放自動化的市場，能夠讓更多的技術(shù)人員、研發(fā)人員和企業(yè)能夠把自己對行業(yè)的洞察理解轉(zhuǎn)化成開放自動化的功能，用企業(yè)微服務(wù)，或者工業(yè)邊緣APP的方式，為行業(yè)整體的進(jìn)步做出更大貢獻(xiàn)?！?

EcoStruxure開放自動化平臺在多個行業(yè)的實際應(yīng)用中已展現(xiàn)出非凡價值。比如，施耐德電氣上海智慧物流中心部署了EcoStruxure開放自動化平臺以降低成本并提高效率。得益于軟件與硬件的解耦，根據(jù)流量需求的變化來修改輸送線路變得更容易，也更具成本效益。借助EcoStruxure開放自動化平臺，故障識別和排除的速度提升至原來的四倍，錯誤率減少了45%，物流中心吞吐量提高了5.3%。

攜手合作，共建開放自動化生態(tài)圈

任何開放系統(tǒng)都離不開生態(tài)圈，正如消費電子領(lǐng)域的手機(jī)Android系統(tǒng)，憑借其強(qiáng)大的生態(tài)圈，引領(lǐng)移動互聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展。同樣，作為一個全新領(lǐng)域，開放自動化的發(fā)展、壯大離不開合作伙伴相互協(xié)作與生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建、擴(kuò)展。

龐邢健指出，在數(shù)字化時代，沒有一家企業(yè)能夠獨自面對所有的挑戰(zhàn)。對于一個新的事物需要有人大力去呼吁和推廣，施耐德電氣既是開放自動化技術(shù)的受益者，也是賦能者，施耐德電氣愿與合作伙伴一道，在健康、開放的生態(tài)系統(tǒng)中彼此協(xié)作，推動開放自動化技術(shù)的發(fā)展和普及。

事實上，為了促進(jìn)工業(yè)自動化系統(tǒng)的開放，充分利用國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，構(gòu)建良好的應(yīng)用生態(tài)，施耐德電氣做了大量的工作，致力于將系統(tǒng)集成商、設(shè)備制造商、軟件開發(fā)者以及最終用戶緊密地結(jié)合在一起，形成真正開放的生態(tài)。

比如，為了吸引更多的開發(fā)者加入開發(fā)自動化，施耐德電氣正在聯(lián)合英特爾承辦邊緣控制大賽，通過EcoStruxure開放自動化平臺+英特爾的算力，面對高校、科研機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位、初創(chuàng)團(tuán)隊和個人開發(fā)者廣泛征求作品。

此外，施耐德電氣近日與機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所(儀綜所)簽訂合作框架協(xié)議，致力于智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)推廣與標(biāo)準(zhǔn)化合作，共同建立開放自動化聯(lián)合研發(fā)實驗室。聯(lián)合研發(fā)實驗室將圍繞IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、技術(shù)培訓(xùn)、測試驗證、行業(yè)推廣及生態(tài)構(gòu)建等幾個方面開展工作。

同時，雙方還共同發(fā)布了《開放自動化白皮書》，系統(tǒng)地描述了開放自動化的基本特征和相關(guān)技術(shù)，介紹了IEC 61499系列國際標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容及其對構(gòu)成開放自動化的價值，分享了開放自動化在過程和離散行業(yè)的應(yīng)用實踐，并對開放自動化的行業(yè)應(yīng)用推廣和未來發(fā)展提出建議。

可以說，開放自動化技術(shù)的普及將徹底改變工業(yè)控制系統(tǒng)形態(tài)，隨著工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的不斷深入，開放自動化的推進(jìn)正當(dāng)其時。當(dāng)然，開放自動化未來還有一系列挑戰(zhàn)需要面對，比如如何集成和管理新一代的控制系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善等，但風(fēng)已來，潮已起，面對這一勢不可擋的重大變革機(jī)遇，此時不擁抱，更待何時?