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(chǎn)線和場景應(yīng)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(gòu)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(guān)鍵。
中國信息通信研究院技術(shù)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(luò)化、開放化、協(xié)同化、智能化。網(wǎng)絡(luò)化就是利用5G和工業(yè)蜂窩網(wǎng)等先進的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行組網(wǎng)流通，保證整個工業(yè)控制生產(chǎn)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(shè)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(cè)算力以及中心側(cè)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(shù)，實現(xiàn)了整個工業(yè)控制的自執(zhí)行、自決策和自適應(yīng)。最后，最高層級的、也就是協(xié)同化，通過模塊化去重構(gòu)生產(chǎn)控制系統(tǒng)，支持設(shè)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(shè)，后續(xù)計劃將更多地包括5G、5G-A等新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及工業(yè)行業(yè)大模型技術(shù)，在今年的工博會上已經(jīng)展出了相關(guān)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(luò)所替代，快速搭建柔性產(chǎn)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(chǎn)能和效率，實現(xiàn)設(shè)備改造和柔性產(chǎn)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(yīng)鏈中國區(qū)低壓產(chǎn)品事業(yè)部副總裁應(yīng)鵬表示，從需求來看，首先是自動化設(shè)備改造的需求，自動化程度的提高是逐步實現(xiàn)的，老設(shè)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(chǎn)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(chǎn)的自動化和柔性化程度提出了更高的要求。”應(yīng)鵬表示，在施耐德電氣的生產(chǎn)線上正在推進AI應(yīng)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(yīng)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(luò)，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(chǎn)線上，一個重大技術(shù)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(wù)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(wù)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(shè)備側(cè)的幾臺PLC的控制邏輯和控制任務(wù)，這是硬件和控制方面的升級;在網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)是一個重要需求，就是同一條產(chǎn)線上能不能混合生產(chǎn)不同款式的產(chǎn)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(gòu)，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(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)始合伙人王宇男表示，超融合對工業(yè)企業(yè)客戶而言是一個非常可行的選擇，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。
申紅鋒表示，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)，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)。
在今年的工博會上，企業(yè)在工業(yè)自動化領(lǐng)域的技術(shù)升級都在加快，技術(shù)的方向和突破速度成為工業(yè)自動化技術(shù)競爭的核心。
施耐德電氣高級副總裁、工業(yè)自動化業(yè)務(wù)中國區(qū)負責人丁曉紅表示，在自動化領(lǐng)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(shù)，比如AI、5G等技術(shù)，以及基于IEC 61499的開放自動化技術(shù)，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(yīng)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(shù)領(lǐng)域的不斷嘗試和探索。
丁曉紅進一步表示，新質(zhì)生產(chǎn)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(yīng)對新的市場變化，在數(shù)字化基礎(chǔ)之上的進一步疊加AI技術(shù)，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(shù)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(chǎn)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(yīng)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(luò)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(yīng)鏈的一部分，不僅會繼續(xù)在中國工廠推進相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新，也會與全球市場分享經(jīng)驗，結(jié)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)
作者：李曉丹
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