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中國北京，2020年7月9日，未來，工業(yè)企業(yè)將能夠靈活地適應供需兩端不斷變化的市場條件，并取得蓬勃發(fā)展。屆時，非專有的開放式平臺將能夠基于對業(yè)務目標的實時管理提供整體控制能力，推動新的商業(yè)模式涌現(xiàn)。運營流程和基礎流程將被整合至一個無縫的業(yè)務、自動化和控制系統(tǒng)，以便更好地協(xié)調供應鏈、業(yè)務系統(tǒng)、運營、生產(chǎn)、物流以及客戶服務等各個環(huán)節(jié)。創(chuàng)新型工業(yè)自動化技術的應用將促使運營能力發(fā)生階段性的改進。最終，工業(yè)企業(yè)將能夠提升交付速度，削減成本，并縮短向消費者交付產(chǎn)品的周期。

什么“原因”阻擋了工業(yè)自動化的前進步伐    

如果數(shù)字化的潛力能夠得到全面發(fā)掘，工業(yè)企業(yè)的創(chuàng)新能力、效率和敏捷性都將達到前所未有的高度。那么，是什么阻礙了這一切的發(fā)生呢？事實上，其中的制約因素更多地源于歷史和心理方面，而并非技術方本身面。

低成本智能傳感器和開放式計算平臺的廣泛普及簡化了互聯(lián)互通和系統(tǒng)控制的復雜性，使得機器學習和人工智能的應用成為可能。事實上，目前智能不但可以分布在云端和邊緣的軟件資源中，而且可以嵌入到控制器和現(xiàn)場設備中。

此外，隨著技術的進步和開放式標準的演進，制造商得以在不中斷現(xiàn)有業(yè)務運營的情況下，更加順利地推進現(xiàn)代化升級改造，避免核心系統(tǒng)替換產(chǎn)生高昂成本。然而，由于對傳統(tǒng)專有自動化系統(tǒng)的過度依附和依賴，很多制造商都無法獲得上述優(yōu)勢。

從傳統(tǒng)的專有自動化系統(tǒng)到“即插即用”的開放式平臺

目前，大多數(shù)領先的自動化系統(tǒng)供應商向最終用戶提供的是專有系統(tǒng)，導致這些用戶只能使用特定的技術。許多此類用戶在向其他PLC/DCS供應商的系統(tǒng)遷移時，都面臨著投資回報率（ROI）的問題。

然而，這種專有方法導致制造企業(yè)無法充分利用創(chuàng)新成果，增加了企業(yè)的總擁有成本，限制了企業(yè)使用先進IT技術的能力。從長遠來看，這種專有方法會限制企業(yè)快速向前發(fā)展、迅速建立市場優(yōu)勢的能力。

未來的情況將大有改觀。Automation.com總編Bill Lydon認為，未來的制造和生產(chǎn)運營將圍繞通用開源架構展開，并將遵循由開放標準驅動的互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)計算模式。工業(yè)自動化實際上是一個計算用例，但它還未成熟到可以接納這些先進概念的程度。工業(yè)自動化系統(tǒng)應僅作為一個多廠商、可互操作的開放式平臺，用以實施全新的制造和生產(chǎn)模式。

Lydon表示：“一些制造和生產(chǎn)企業(yè)正在嘗試漸進式變革方法，在保留現(xiàn)有流程和現(xiàn)有資產(chǎn)的同時，推動階段性改變。這種方法側重于利用新技術進行改進，實現(xiàn)成本節(jié)約和運營改善。這樣的漸進式調整并不會導致流程和業(yè)務模式的深刻變化。”Lydon認為，制造和生產(chǎn)流程的變革以及業(yè)務模式的改變和技術變革的推動，將加速提升企業(yè)的競爭能力，并帶來顯著的投資回報。

Lydon提倡采取任何必要措施，使用開放的多廠商架構，基于實時業(yè)務管理目標，實現(xiàn)對自動化的整體控制。“要想真正實現(xiàn)‘即插即用’，我們必須摒棄本地標準，轉而采用單一的行業(yè)標準配置文件，將設備添加到自動化系統(tǒng)當中。目前，計算機行業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了這樣的操作，簡簡單單即可將打印機、掃描儀、照相機和外部驅動等設備添加到系統(tǒng)中。計算機系統(tǒng)可以，自動化系統(tǒng)為何不行呢？”

標準必不可少

Lydon指出，在新的環(huán)境中，對于多廠商互操作性以及從供應鏈到制造和生產(chǎn)再到客戶的無縫接口而言，標準至關重要。IEC 61131-3是當前應用最為廣泛的工業(yè)自動化和控制編程標準，得益于其完整的任務結構，可以完成事件驅動型、狀態(tài)觸發(fā)型和循環(huán)邏輯型任務。PLCOpen組織對IEC 61131標準進行了重大改進，包括用于企業(yè)通信的OPC UA協(xié)議、遠程過程調用以及控制器到控制器的標準化數(shù)據(jù)通信模型等。該領域的另一項進展是IEC 61499標準（譯者注：IEC61499已經(jīng)被等同轉化為國家標準GB/T19769），這項標準基于IEC 61131標準的功能構建，定義了分布式控制系統(tǒng)的通用模型，并且以圍繞功能塊構建的事件驅動型任務為特征。

拋開IEC 61131和IEC 61499等編程標準不說，人們往往會忽略這樣一個重要事實——傳統(tǒng)廠商從未完全接受使用代碼和功能可移植性的開放式實現(xiàn)。Eclipse Foundation 4diac開源項目促進了IEC 61499，如果能夠被傳統(tǒng)自動化廠商接受，那標準的進一步發(fā)展將是朝著正確的方向邁出的一步。

IEC 61499標準的普及

施耐德電氣認為，對于Lydon提出的問題，答案可能在于IEC 61499標準的普及。這項標準最初形成于上世紀90年代末和本世紀初，但是由于當時的技術條件所限，這項標準并未得到廣泛普及。如今，隨著技術的進步，IEC 61499標準解決了不同廠商設備間的可移植性、可配置性和互操作性問題，同時也解決了軟件和硬件獨立性的問題。此外，通過調整和結合基于掃描和基于事件的機制，這項標準可以使自動化系統(tǒng)輕松采納IT領域的最佳實踐，并與企業(yè)系統(tǒng)進行交互。此外，借助IEC 61499兼容wrapper配置軟件實現(xiàn)遺留系統(tǒng)的再利用能力也正在開發(fā)當中。

開放式過程自動化論壇（OPAF）和過程工業(yè)自動化技術用戶協(xié)會（NAMUR）等組織作為最終用戶團體，正在大力推進對當前專有自動化系統(tǒng)范式的改革。有了IEC 61499標準，再加上施耐德電氣等主要自動化廠商對于采用開放式自動化系統(tǒng)平臺的意愿，可以說現(xiàn)在已經(jīng)是萬事俱備，工業(yè)自動化系統(tǒng)前景在望。 

關于作者：

Fabrice Jadot，施耐德電氣工業(yè)自動化業(yè)務首席技術官 

關于施耐德電氣

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