9月24日，施耐德電氣在2024年工博會發(fā)布《工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化解決方案》。這是施耐德電氣在2023年提出“新型工控”這一概念后，在工廠產線和場景應用上通過場景落地和實踐實驗而得出的全新解決方案。2023年中國信通院聯(lián)合施耐德電氣等20余家企業(yè)和科研機構發(fā)起了“新型工控啟航行動”，“新型工控”如何與開放自動化進行融合并落地是關鍵。
中國信息通信研究院技術與標準研究所主任工程師王哲介紹，新型工業(yè)控制有四大特征，即網(wǎng)絡化、開放化、協(xié)同化、智能化。網(wǎng)絡化就是利用5G和工業(yè)蜂窩網(wǎng)等先進的工業(yè)網(wǎng)絡技術進行組網(wǎng)流通，保證整個工業(yè)控制生產要素的全實時，以及可靠的互聯(lián)互通;開放化就是基于軟硬件解耦，以開放的、分層解耦能力去支持設備間互換，通過控制資源的池化，降低部署成本;智能化也涉及到了層級化，包括邊緣側算力以及中心側算力，針對算力協(xié)同沒基座這一難題，通過融合人工智能技術，實現(xiàn)了整個工業(yè)控制的自執(zhí)行、自決策和自適應。最后，最高層級的、也就是協(xié)同化，通過模塊化去重構生產控制系統(tǒng)，支持設備和系統(tǒng)間的互操作。
王哲表示，現(xiàn)在測試床基本完成了1.0的建設，后續(xù)計劃將更多地包括5G、5G-A等新的網(wǎng)絡技術，以及工業(yè)行業(yè)大模型技術，在今年的工博會上已經(jīng)展出了相關成果，這方面的工作將是下一步探索的重點。
在施耐德電氣SSIC的上海數(shù)字化工廠里，原本繁雜的線纜被無線網(wǎng)絡所替代，快速搭建柔性產線變得更加高效便捷，通過工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化解決方案來提升產能和效率，實現(xiàn)設備改造和柔性產線升級。
“部署5G、工業(yè)蜂窩網(wǎng)以及開放自動化平臺，主要有兩大需求和挑戰(zhàn)。”施耐德電氣全球供應鏈中國區(qū)低壓產品事業(yè)部副總裁應鵬表示，從需求來看，首先是自動化設備改造的需求，自動化程度的提高是逐步實現(xiàn)的，老設備改造遇到的挑戰(zhàn)既有硬件如何與PLC和工站進行綁定的難題，也有如何打破IT與OT相對割裂的情況，也就是信息和數(shù)據(jù)的“孤島”現(xiàn)象，PLC老化后的遷移成本也很高。
“此外，對產線柔性化的需求也是我們的一個挑戰(zhàn)，這個挑戰(zhàn)來自于客戶對于多品種小批量定制化的需求，這對企業(yè)生產的自動化和柔性化程度提出了更高的要求。”應鵬表示，在施耐德電氣的生產線上正在推進AI應用，包括AI攝像頭以及AI與OT的融合，在整個過程中就需要在開放自動化平臺上加上5G傳輸，這也是目前我們需要重點解決的一個痛點，因此要不斷推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+開放自動化平臺。
應鵬介紹，施耐德電氣在中國區(qū)共有30家工廠和物流中心，目前已經(jīng)有12家工廠和1個物流中心部署了5G網(wǎng)絡，下一步要將所有的工廠和物流中心都升級到工業(yè)蜂窩網(wǎng)。
在施耐德工廠的產線上，一個重大技術升級就是將PLC云端化。云端化后的PLC不再需要物理形態(tài)的控制器，而且全部在云端完成數(shù)據(jù)的集成和處理。
施耐德電氣工業(yè)自動化中國區(qū)開放自動化業(yè)務發(fā)展總監(jiān)申紅鋒表示，G+EAE是對原來的5G+PLC做了迭代，在硬件控制上面，PLC的CPU已經(jīng)換成了EcoStruxure，就是軟件定義的自動化。
申紅鋒進一步解釋，在一臺超融合服務器上做了虛擬化的部署之后，用Soft dPAC，或者叫虛擬化PLC、軟件的PLC，來取代了現(xiàn)場端、設備側的幾臺PLC的控制邏輯和控制任務，這是硬件和控制方面的升級;在網(wǎng)絡方面，之前的5G+PLC更多使用的是5G專網(wǎng)，今年使用的是工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能開放自動化。
“5G專網(wǎng)成本較高。所以除了5G，也會根據(jù)具體場景來選擇融合窄帶網(wǎng)、4G等，開放自動化不是一味地追求5G，而是要因地制宜。”申紅鋒說。
“對于工業(yè)企業(yè)來說，將工業(yè)控制與5G融合，柔性生產是一個重要需求，就是同一條產線上能不能混合生產不同款式的產品，這個時候就需要對PLC這樣軟硬一體的軟件部分進行升級，來滿足不同款式工藝的要求、工序的要求。”中國聯(lián)通大數(shù)據(jù)首席科學家范濟安表示，PLC改造升級之后還需要廠家的硬件平臺打破封閉，也就是硬件互聯(lián)網(wǎng)化，此外就是同一的IT標準和云邊端的架構，這些都是開放自動化的必要條件。
傳統(tǒng)實體PLC的“重任”可以由采用超融合架構的工業(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)始合伙人王宇男表示，超融合對工業(yè)企業(yè)客戶而言是一個非?？尚械倪x擇，超融合一來能夠有效降低從設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。
申紅鋒表示，施耐德電氣和合作伙伴在今年的實際應用中，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)絡制式的工業(yè)蜂窩網(wǎng)，有了網(wǎng)絡和算力平臺的加持，開放自動化的愿景得以更好地實現(xiàn)。
在今年的工博會上，企業(yè)在工業(yè)自動化領域的技術升級都在加快，技術的方向和突破速度成為工業(yè)自動化技術競爭的核心。
施耐德電氣高級副總裁、工業(yè)自動化業(yè)務中國區(qū)負責人丁曉紅表示，在自動化領域，一方面施耐德電氣“喜新不厭舊”，另一方面始終積極擁抱新技術，比如AI、5G等技術，以及基于IEC 61499的開放自動化技術，并且現(xiàn)在已經(jīng)有了大大小小的孵化及成果，無論是睿動IOT魔方機器人，還是在水行業(yè)的應用以及《工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化解決方案》報告，都是施耐德電氣在開放自動化這一新技術領域的不斷嘗試和探索。
丁曉紅進一步表示，新質生產力對工業(yè)提出了新的要求，制造業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)高端化、智能化、綠色化發(fā)展的趨勢，為了應對新的市場變化，在數(shù)字化基礎之上的進一步疊加AI技術，今年提出了“人工智能+”、工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化解決方案等，都是通過AI、5G技術對數(shù)字化的加持，在“未來工業(yè)”上更進一步。
施耐德電氣工業(yè)自動化中國區(qū)產品市場總監(jiān)程曉莉表示，中國本土研發(fā)非常重要，研發(fā)考慮的重點是如何更好地適用中國的這些應用場景，以及如何與全球研發(fā)協(xié)同，隨著施耐德電氣中國中心(China Hub)的成立，中國本土化戰(zhàn)略越來越符合本土需求，研發(fā)能力在過去幾年里有了飛速的提升。
對于5G+蜂窩網(wǎng)絡此類的軟件與硬件創(chuàng)新，丁曉紅表示，中國的工廠是全球供應鏈的一部分，不僅會繼續(xù)在中國工廠推進相關技術創(chuàng)新，也會與全球市場分享經(jīng)驗，結合不同市場和場景推出更多有針對性的工業(yè)自動化解決方案。(經(jīng)濟觀察網(wǎng) 李曉丹/文)
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