开放自动化：颠覆未来工业的创新力量
在当今时代，随着创新技术的广泛应用，工业4.0和工业物联网在制造业的显著优势已经得到了广泛的认可和验证。然而，随着信息技术的迅猛发展，算力、存储和通信能力的大幅提升，那些无法与IT技术同步升级的专用自动化系统开始逐渐显露出局限性。怎样解决封闭的系统带来的种种不便？如何让企业的软硬件进行解耦，实现IT与OT的深度融合？如何助力企业更快速更容易地拥抱新技术？这些问题都有一个共同的答案：开放自动化。
近日，《你好，未来工业》节目第二期“开放——将如何颠覆工业自动化的未来”，特邀机械工业信息研究院先进制造发展研究所所长陈琛、施耐德电气工业自动化业务总监杨航及北京京科伦冷冻设备有限公司电气自动化负责人郝立煊，共同探讨开放自动化技术将如何赋能未来工业。
“开放自动化”是必选项
信息技术的飞速发展为我们的生活和工作带来极大的便利，也加速推动了工业自动化的进程，显著提高了生产效率。但随着时间推移，那些曾经为工业生产带来高效率的专有自动化系统和单一厂商软硬件深度捆绑的传统模式，开始逐渐显露出其“封闭”所带来的弊端。
京科伦成立于2003年，是一家冷冻设备制造商，曾获得过多项授权专利，并在国内首创了大型满液式并联制冷系统、速冻隧道专用双级配搭螺杆并联制冷系统、智能立体库等实用产品。京科伦自成立之初就一直走在大型立体冷库的创新前沿，如今也希望在立体冷库的高效化、智能化上寻求进一步升级。
“过去传统的自动化控制程序都掌握在编程的核心工程师手中，但是随着公司核心人员流动，很多用于工艺控制的核心程序也会随之流失。”郝立煊谈到，“除此之外，传统自动化软硬件捆绑的问题也给我们带来了不少困扰。例如我们之前一直使用的PLC退市后，公司不得不同时替换硬件和软件，花费大量时间和精力。”
正如郝立煊所言，过去的这种模式往往导致企业在选择自动化系统后，不得不继续依赖同一供应商的硬件和软件产品，这种绑定限制了企业的技术升级或系统扩展，从而阻碍了企业对更先进或成本效益更高的技术选项的探索，也使得企业难以根据特定业务需求快速调整或优化自动化系统，直接影响对市场变化的响应速度。此外，随着技术的快速发展，企业需要不断采用新技术以保持竞争力。然而，软硬件捆绑的模式限制了企业充分利用新兴技术的能力，因为它们往往需要等待供应商提供集成解决方案，这无疑会延缓创新的步伐。
此刻，开放自动化的推出正当其时。
“开放自动化是工业自动化领域的一项颠覆性创新，它打破了传统专有自动化系统的封闭性，推动了IT与OT的深度融合。这一变革的核心在于实现软硬件解耦，提高系统的敏捷性、灵活性和可扩展性。”杨航表示。这种变革不仅促进了数据的自由流动和跨系统、跨平台的分析，提高了数据集成和分析能力，还推动了不同系统和设备之间的互联互通，打破了传统专有系统的隔阂，促进了标准化通信协议的使用，增强系统的互操作性。
在软件层面，开放自动化强调软件的独立性和可移植性，使得基于IEC 61499标准的软件组件能够跨不同硬件平台运行，提升了软件的重用性和灵活性。此外，开放自动化还改变了传统的控制系统架构，允许控制系统作为一个高度标准化和模块化的系统进行设计和部署，从而提高控制系统的动态调整和快速迭代能力。更值得一提的是，企业能够更有效地利用前沿技术，如5G、人工智能（AI）、数字孪生等，从而优化数据传输、系统协同和运营效率，通过开放自动化与前沿技术的融合应用，推动工业自动化向更高层次发展。陈琛谈到，自动化领域的开放自动化趋势预示着从封闭向便捷的跨系统协作转变，这不仅简化了系统间的转换和集成，而且预示着一场创新的革命。这种变革将打破少数企业对创新的垄断，使得更多企业能够参与到自动化技术的发展中，推动整个行业的快速发展和创新。
是创新者也是赋能者
开放自动化预示着自动化领域从集中式封闭系统向分散多元化生态系统的转型，这一变革与计算机行业在20世纪60至70年代的模块化革命相似，预示着企业治理的技术领域将分化为众多专注于特定模块的小型专业化企业。陈琛认为，在这一过程中，关键在于有远见的企业需要担任“架构师”角色，推动架构创新，形成新的架构和规则。同时，领先企业则需具备自我颠覆的勇气，主动适应变革，而不是被动等待外部力量的颠覆，以确保在开放自动化的新时代中取得成功。
施耐德电气始终致力于构建开放自动化世界的基石，并于2020年推出了基于IEC 61499标准的EcoStruxureTM开放自动化平台，这一软件定义的全新工业自动化系统通过软硬件解耦实现了IT与OT的深度融合，推动了工业自动化领域的“即插即生产”，有效解决了厂商间应用软件的可移植性、可配置性和互操作性问题。该平台为过程、混合与离散工业提供了统一、可扩展的自动化环境，旨在降低用户的总拥有成本，简化工艺流程和操作，提高工业运营的效率和韧性。
EcoStruxure开放自动化平台的应用极大地提升了京科伦在建设智慧冷链物流园时的开发效率，节约了大量时间。通过将自动化程序模块化和标准化，平台显著增强了可复用性和可互操作性，与传统的IEC61131-3方式相比，IT接口方面的开发时间减少了80%。在抚松项目的实施中，面对四个冷库、每个库约20000个点的大规模需求，施耐德电气的EcoStruxure开放自动化平台采用面向对象的编程方式，通过层层封装，将复杂的控制程序拆分为标准化的小模块，再根据每个库的工艺需求，高效地搭建出不同的应用程序，极大提高了开发效率。
要找到新时代企业转型的最优路径，离不开技术合作、产业协作和系统协作。产业链的数字化转型需要一个开放的生态系统，而开放生态的发展壮大需要更多企业的参与。作为首批加入开放自动化组织UAO的行业先驱之一，施耐德电气积极推进携手更多的自动化厂商、最终用户、系统集成商、研究机构，一同推进标准、开放、通用的理念，促使行业发生可持续且持久的积极改变。杨航谈到，施耐德电气始终愿意与生态伙伴共同携手，提供陪伴式的服务与联合创新，构建数字时代更加“开放”的新质生产力。
