在工業(yè)4.0的浪潮中，技術(shù)的革新不斷推動著制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。施耐德電氣作為全球能源管理和自動化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，攜手中國信息通信研究院、中國聯(lián)通和華勝銳盈，在第24屆中國國際工業(yè)博覽會上聯(lián)合發(fā)布了《工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化解決方案》報告。這份報告不僅深入解讀了新型工業(yè)化趨勢下的技術(shù)融合優(yōu)勢，更展示了施耐德電氣如何通過算、網(wǎng)、控技術(shù)的融合，為制造業(yè)帶來效率提升與徹底的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

技術(shù)融合：工業(yè)自動化的新篇章

隨著國家新型工業(yè)化政策的指引，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的解決方案正逐步從外圍輔助環(huán)節(jié)向生產(chǎn)控制核心環(huán)節(jié)滲透，意圖打破傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)的封閉現(xiàn)狀，提高生產(chǎn)過程的柔性和透明性。施耐德電氣的開放自動化技術(shù)、工業(yè)蜂窩網(wǎng)技術(shù)，以及邊緣算力平臺技術(shù)的快速發(fā)展，正在加速這一變革的實現(xiàn)。

在這一變革中，開放自動化系統(tǒng)架構(gòu)的創(chuàng)新理念成為了核心。施耐德電氣EcoStruxure開放自動化平臺（EcoStruxure Automation Expert，簡稱EAE）便是這一理念的實踐典范。EAE基于IEC 61499標準，通過軟硬件全生命周期的解耦，實現(xiàn)了即插即用的生產(chǎn)模式，提高了工程效率，并支持了IT/OT的原生融合。

工業(yè)蜂窩網(wǎng)的部署，是實現(xiàn)開放自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵一步。這種網(wǎng)絡(luò)不僅為工業(yè)企業(yè)提供了高可靠、廣連接、低功耗、低成本的無線專網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，也支持了面向5G-A、6G等技術(shù)的長期演進和升級。這種網(wǎng)絡(luò)的部署，提高了生產(chǎn)的靈活性，也為工業(yè)控制算法的分布式部署提供了可能。

施耐德電氣工業(yè)自動化中國區(qū)開放自動化業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)申紅鋒介紹，施耐德電氣和合作伙伴在今年的實際應(yīng)用中，將控制系統(tǒng)南向鏈接的無線化進一步延伸至控制虛擬化及平臺生態(tài)化。同時，網(wǎng)絡(luò)連接也從5G專網(wǎng)迭代至融合了5G、4G（含Cat.1、Cat.4等)和NB-IoT等多種網(wǎng)絡(luò)制式的工業(yè)蜂窩網(wǎng)。

 施耐德電氣工業(yè)自動化中國區(qū)開放自動化業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)申紅鋒

“之所以進行這兩方面的迭代，是因為它們恰好符合開放自動化系統(tǒng)本身的發(fā)展需求。”申紅鋒解釋道，“有了網(wǎng)絡(luò)和算力平臺的加持，開放自動化的愿景得以更好地實現(xiàn)。”一方面，雖然5G進入南向的能力已經(jīng)得到驗證，但并不是所有設(shè)備都需要用到5G的高速率、大帶寬特性。工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用十分復(fù)雜，不同場景對網(wǎng)絡(luò)的指標要求并不相同——有的終端對速率要求不高，但對功耗非常敏感；有的終端部署數(shù)量較多，希望成本更加經(jīng)濟。對此，施耐德電氣與合作伙伴提出了“工業(yè)蜂窩網(wǎng)”這一概念。這樣既能滿足不同智能制造場景對網(wǎng)絡(luò)能力的差異化要求，還兼具易用、安全、合規(guī)、低功耗等特點。

另一方面，傳統(tǒng)實體PLC的“重任”可以由采用超融合架構(gòu)的工業(yè)邊緣算力平臺來承接。北京華勝銳盈科技有限公司總經(jīng)理、創(chuàng)始合伙人王宇男認為，超融合對工業(yè)企業(yè)客戶而言是最完美的一種選擇：“超融合一來能夠有效降低從設(shè)備采購到維護的成本，二來可以根據(jù)企業(yè)需求的增長實現(xiàn)快速、靈活的擴容，具有高度開放、高可用、易于擴展、彈性伸縮、便于維護和管理等優(yōu)勢。”

事實上，施耐德電氣EcoStruxure開放自動化平臺（EAE）作為開放自動化系統(tǒng)架構(gòu)的典型實例，自2020年發(fā)布以來，施耐德電氣EcoStruxure開放自動化平臺以3-6個月為一個周期持續(xù)迭代，至今已經(jīng)更新至V24.0版。

申紅鋒介紹，“全新升級的版本在‘高、大、穩(wěn)、廣、易’這五個方面得到了強化——‘高’指的是整合工業(yè)視覺算法、數(shù)字孿生等高級應(yīng)用；‘大’意味著更大的系統(tǒng)規(guī)模，目前每個解決方案可支持超過5000個I/O；‘穩(wěn)’意味著系統(tǒng)可靠性的進一步提升；‘廣’是指平臺能夠支持Profinet、MQTT、OPC-UA、Modbus等更加廣泛的通信協(xié)議；‘易’則是通過提升易用性為用戶帶來更好的開發(fā)體驗。目前，該平臺已經(jīng)在交通基礎(chǔ)設(shè)施、水與污水處理、地下管廊、隧道、物流、廠務(wù)系統(tǒng)、離散工業(yè)生產(chǎn)線、數(shù)據(jù)中心等多個行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。”

綠色智能：未來工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

在施耐德電氣上海工廠的探訪中，我們得以一窺這一變革的前沿實踐。工廠自1996年建立以來，經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)成為施耐德電氣在華的“零碳工廠”和先進智能工廠代表。2022年，該工廠被上海市經(jīng)濟和信息化委員會評定為“上海市智能工廠”。同期，獲得“上海市普陀區(qū)質(zhì)量金獎組織獎”。

施耐德電氣上海工廠至今已有28年的歷史，隨著自動化程度的逐步提高，許多設(shè)備處于逐步演變的過程中，一些老設(shè)備自然需要進行升級改造。設(shè)備的更新?lián)Q代不僅僅是硬件的升級，更是對整個生產(chǎn)流程的優(yōu)化和再造。

施耐德電氣全球供應(yīng)鏈中國區(qū)低壓產(chǎn)品事業(yè)部副總裁應(yīng)鵬介紹：“施耐德電氣上海工廠之所以要部署工業(yè)蜂窩網(wǎng)和開放自動化平臺，主要動力源于兩大需求：一是對自動化設(shè)備改造，二是對產(chǎn)線柔性化升級。然而，在這個過程中，由于硬件的PLC和工站的強綁定，IT和OT之間相對割裂，會在時間和成本方面帶來挑戰(zhàn)。”

 施耐德電氣全球供應(yīng)鏈中國區(qū)低壓產(chǎn)品事業(yè)部副總裁應(yīng)鵬

其中，在高速全自動鉚銀機設(shè)備改造項目中，其所用PLC運行了10年以上且已停產(chǎn)，系統(tǒng)生命周期到達終點。這意味著一旦出現(xiàn)故障，維修或替換將面臨困難，甚至可能造成生產(chǎn)線的長時間停頓，影響生產(chǎn)計劃和交貨周期。更令人頭疼的是，實體PLC與軟件程序一對一的綁定關(guān)系使得程序不能復(fù)用，不僅設(shè)備改造升級成本高，而且由于老舊的PLC缺少相關(guān)的一些通信功能，導(dǎo)致設(shè)備數(shù)據(jù)采集困難。

在改造過程中，施耐德電氣不僅要解決硬件的PLC和工站緊綁定的問題，還要解決IT與OT之間的信息孤島現(xiàn)象。此外，傳統(tǒng)老設(shè)備更常用的有線通訊方式在靈活性上存在不足，這在一定程度上限制了生產(chǎn)的靈活性和擴展性。施耐德電氣上海工廠的線體改造案例，展示了開放自動化與工業(yè)蜂窩網(wǎng)方案在實際應(yīng)用中的顯著成效。通過軟硬件解耦，減少了對PLC數(shù)量的依賴，降低了固定資產(chǎn)投資，提高了運維效率。同時，改造后的系統(tǒng)具備更高的移動性和靈活性，能夠快速部署，覆蓋范圍更廣，支持大規(guī)模的設(shè)備連接。

隨著技術(shù)的不斷進步和市場需求的日益增長，開放自動化的前景愈發(fā)廣闊。施耐德電氣的開放自動化平臺，不僅在分布式過程控制、基礎(chǔ)設(shè)施、新能源汽車、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域得到應(yīng)用，更在倉儲、物流、工廠離散裝備行業(yè)等實現(xiàn)了自動化設(shè)備的改造。在開放自動化的浪潮中，施耐德電氣基于其前瞻性的技術(shù)視野和深厚的行業(yè)經(jīng)驗，必將推動工業(yè)自動化技術(shù)的革新，為制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了新的思路和實踐路徑而隨著更多生態(tài)伙伴的加入，開放自動化將在全球范圍內(nèi)掀起一場新的工業(yè)革命。