工業(yè)開(kāi)放自動(dòng)化將成為未來(lái)一大發(fā)展趨勢(shì)。
如今,自動(dòng)化廣泛應(yīng)用于社會(huì)的方方面面,諸如工業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工等領(lǐng)域。伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,勞動(dòng)力資源短缺現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重,勞動(dòng)力成本上升已經(jīng)成為了企業(yè)發(fā)展的主要問(wèn)題。
企業(yè)經(jīng)營(yíng)本質(zhì)是以“盈利”為目的,在這種情況下,為了在保障盈利的情況下降低勞務(wù)成本,自動(dòng)化成為了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的主要方式。因?yàn)樽詣?dòng)化應(yīng)用不僅可以減少勞動(dòng)力增加工作效率,還可以在一定程度上較少人類工作的危險(xiǎn)性。
眾所周知,我國(guó)是工業(yè)大國(guó),擁有41個(gè)工業(yè)大類、207個(gè)工業(yè)中類、666個(gè)工業(yè)小類,形成了獨(dú)立完整的現(xiàn)代工業(yè)體系,是全世界唯一擁有聯(lián)合國(guó)產(chǎn)業(yè)分類中全部工業(yè)門(mén)類的國(guó)家。
如此龐雜的工業(yè)體系下,勞動(dòng)力成本陡然上升早已不言而喻。為了實(shí)現(xiàn)降本增效,在5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下,工業(yè)數(shù)字化、智能化成為了主要發(fā)展方向。
如今,相對(duì)于“工業(yè)數(shù)字化,工業(yè)智能化”而言,工業(yè)自動(dòng)化我們很少提及。
何為工業(yè)自動(dòng)化?
工業(yè)自動(dòng)化是指機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程在不需要人工直接干預(yù)的情況下,按預(yù)期的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)測(cè)量、操縱等信息處理和過(guò)程控制的統(tǒng)稱,在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化條件下,人只是間接地照管和監(jiān)督機(jī)器進(jìn)行生產(chǎn),其是21世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中重要的技術(shù)之一。
據(jù)了解,“自動(dòng)化”這個(gè)概念最早引進(jìn)汽車制造的是福特T型車,通過(guò)對(duì)流水線作業(yè)的改進(jìn),制造效率得到了很大的提升。
目前,工業(yè)制造隊(duì)伍不斷壯大使自動(dòng)化的概念在工業(yè)領(lǐng)域逐漸加深,在紡織、建材、汽車、電子、鋼鐵、交通等領(lǐng)域,工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)涉及這些行業(yè)加工過(guò)程的單臺(tái)設(shè)備、工段、生產(chǎn)線,甚至整個(gè)工廠,是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)支撐技術(shù)。企業(yè)通過(guò)引進(jìn)自動(dòng)化技術(shù),可實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)省人力成本和確保安全等目的。
工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)與裝置已成為現(xiàn)代工業(yè)的重要標(biāo)志。
由此,我們可以看出,工業(yè)自動(dòng)化更多聚焦在控制機(jī)器及系統(tǒng)的自動(dòng)化。
工業(yè)自動(dòng)化最早表現(xiàn)為專有自動(dòng)化,但是在德國(guó)工業(yè)4.0概念一出,專有自動(dòng)化弊端逐漸顯現(xiàn)。
首先,對(duì)于多數(shù)廠商來(lái)說(shuō),無(wú)論是PLC還是DCS控制系統(tǒng),都是自己獨(dú)有的技術(shù)系統(tǒng),用戶一旦選擇了某個(gè)廠商的系統(tǒng),基本就固定了可用的軟硬件、架構(gòu)和技術(shù)路線,這樣的系統(tǒng)雖然可靠穩(wěn)定,但是它的缺點(diǎn)和局限性也是顯然的。
其次,隨著設(shè)備的老舊以及生產(chǎn)復(fù)雜性的提升,如果要向其他PLC/DCS供應(yīng)商的系統(tǒng)遷移,硬件和軟件不能復(fù)用,得重新編程組態(tài),不僅技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)而且還會(huì)面臨高昂的成本。
更為重要的是,專有的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)法利用IT技術(shù)的進(jìn)步,專為一個(gè)系統(tǒng)而編寫(xiě)的自動(dòng)化軟件應(yīng)用程序無(wú)法在另一個(gè)系統(tǒng)上運(yùn)行,應(yīng)用代碼可移植性不足導(dǎo)致軟件創(chuàng)新受阻和投資受損。上游設(shè)計(jì)工具和下游運(yùn)營(yíng)工具在沒(méi)有巨額投資的情況下無(wú)法與自動(dòng)化系統(tǒng)緊密結(jié)合,因此創(chuàng)建覆蓋整個(gè)流程或設(shè)備生命周期的數(shù)字化線程幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,專有自動(dòng)化系統(tǒng)不僅不會(huì)提高企業(yè)生產(chǎn)效率,還會(huì)增加用戶成本,限制了企業(yè)使用先進(jìn)IT技術(shù)的能力,延緩企業(yè)的工藝生產(chǎn)和工程開(kāi)發(fā)的優(yōu)化與升級(jí),進(jìn)而錯(cuò)失佳商機(jī)。
專有的封閉的對(duì)立面是開(kāi)放,基于專有自動(dòng)化系統(tǒng)的弊端,開(kāi)放自動(dòng)化呼之欲出。
工業(yè)開(kāi)放自動(dòng)化,開(kāi)放在哪里?
開(kāi)放自動(dòng)化是由基于IEC61499標(biāo)準(zhǔn)的"即插即用"自動(dòng)化軟件組件而組成的系統(tǒng),它通過(guò)一種行之有效的方式來(lái)解決客戶遇到的特定問(wèn)題。
在施耐德電氣副總裁、下一代工業(yè)自動(dòng)化孵化器團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人John Conway看來(lái),現(xiàn)在的自動(dòng)化與以前相比,最大的區(qū)別是做到了真正意義上的開(kāi)放。簡(jiǎn)而言之,以前所謂的“開(kāi)放自動(dòng)化”是從數(shù)據(jù)溝通的角度來(lái)說(shuō),目前的開(kāi)放自動(dòng)化的概念是基于軟件組件的概念而來(lái)。
在大勢(shì)所趨下,國(guó)內(nèi)外很多企業(yè)都進(jìn)行著自動(dòng)化系統(tǒng)的研究。
作為成立百余年的全球能源管理和自動(dòng)化領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家,談到為何要推出開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)?
ohn Conway從兩方面做出了解釋:
第一:客戶本身的需要。在之前的OPAF開(kāi)放流程自動(dòng)化論壇上,很多客戶表達(dá)他們希望有一個(gè)真正開(kāi)放的平臺(tái),可以讓他們目前所用的軟件和組件、功能塊能夠有可移植性,可復(fù)用性。相比于專有自動(dòng)化,開(kāi)放自動(dòng)化中的復(fù)用性對(duì)企業(yè)來(lái)講是非常重要,這樣可以使OT和IT的數(shù)據(jù)交換變的非常容易,滿足客戶需求。
第二:工業(yè)4.0的概念下,涌現(xiàn)出了很多先驅(qū)的技術(shù)模塊和概念,但始終沒(méi)有進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)。其中,各廠商之間自動(dòng)化系統(tǒng)的專有性成為了一種阻礙。
雖然,現(xiàn)在我們經(jīng)常說(shuō)工業(yè)4.0時(shí)代,在新技術(shù)、新產(chǎn)品的不斷發(fā)展和迭代下,工業(yè)4.0想必很快會(huì)被工業(yè)5.0,6.0所取代。新事物的出現(xiàn)代表著舊事物的消退,對(duì)于開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)的搭建也同樣適用。
目前,開(kāi)放自動(dòng)化取代了專有自動(dòng)化,將來(lái)也會(huì)出現(xiàn)更加開(kāi)放的自動(dòng)化系統(tǒng)。
V21.1版EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)
施耐德電氣工業(yè)自動(dòng)化業(yè)務(wù)產(chǎn)品管理全球總監(jiān)張開(kāi)石表示,此次發(fā)布的V21.1版EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)(EcoStruxure Automation Expert),主要做了三方面的創(chuàng)新升級(jí):
從全球戰(zhàn)略來(lái)看,中國(guó)市場(chǎng)對(duì)施耐德電氣來(lái)說(shuō)非常重要。相較于20.0版本,V21.1版本增加了簡(jiǎn)體中文版本。
相較于之前版本,V21.1版本增加了更多功能,比如“即插即用”功能,同時(shí)與很多系統(tǒng)集成商以及終端客戶做了一些新方案的調(diào)試,目前新項(xiàng)目已進(jìn)入最后的調(diào)試階段。此外還增強(qiáng)了有關(guān)信息安全、診斷、發(fā)現(xiàn)和調(diào)試功能以及擴(kuò)展庫(kù)和語(yǔ)言支持。
系統(tǒng)改進(jìn)方面,與AVEVA劍維軟件系統(tǒng)進(jìn)一步改進(jìn),針對(duì)EcoStruxure開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)邊緣控制層,通過(guò)AVEVA劍維軟件的系統(tǒng)平臺(tái)做了一些SCADA集成。
通過(guò)V21.1版本的發(fā)布,我們不難看出,其主要是進(jìn)一步完善了以軟件為中心的開(kāi)放自動(dòng)化系統(tǒng)。
目前,開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)在快消品及物流行業(yè)已經(jīng)有了非常好的應(yīng)用,但我們的目標(biāo)是打造世界上第一個(gè)能夠跨離散混合以及流程性行業(yè)的一個(gè)開(kāi)放自動(dòng)化系統(tǒng),張開(kāi)石補(bǔ)充道。
顯然,開(kāi)放自動(dòng)化平臺(tái)的構(gòu)建并非一朝一夕就能完成,開(kāi)放自動(dòng)化系統(tǒng)在研發(fā)過(guò)程中也是困難重重。
John Conway坦言,首先,IEC61499標(biāo)準(zhǔn)在行業(yè)里面采用會(huì)受到阻力;
其次,開(kāi)放自動(dòng)化系統(tǒng)的研發(fā)可以說(shuō)是一個(gè)顛覆性技術(shù),我們之前比較習(xí)慣的控制系統(tǒng)一般都是循環(huán)式,掃描式,周期性的,突然之間變成這種很像IT工程師的工作模式,我們需要思維方式和工作方式上有非常大的改變。
雖不及數(shù)智化轉(zhuǎn)型熱,但重要性不容忽視
如今,大大小小的企業(yè)都將數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型作為企業(yè)發(fā)展的終極目標(biāo)。
殊不知,工業(yè)自動(dòng)化也是工業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一環(huán)。
ohn Conway認(rèn)為,自動(dòng)化,實(shí)際上是控制,不管是控制機(jī)器還是控制系統(tǒng);
數(shù)字化,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是把工廠不管是從運(yùn)營(yíng)還是設(shè)備,所有的一切都連接到一個(gè)數(shù)字線程上,從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)再到調(diào)試涵蓋整個(gè)生產(chǎn)的全部過(guò)程,生產(chǎn)的全生命周期。數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)是讓整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程更加有效率,成本更低,更人性化,并且讓一切達(dá)到最優(yōu)效果;
智能化,即采用一些最新技術(shù),比如人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析,將這些智能技術(shù)應(yīng)用于更復(fù)雜的案例和場(chǎng)景。
從John Conway的表述中,我們可以看出,數(shù)字化、智能化更傾向于運(yùn)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程化及管理流程化。
而自動(dòng)化則是針對(duì)工廠控制系統(tǒng)的自動(dòng)化,眾所周知,控制系統(tǒng)相當(dāng)于工業(yè)的控制中樞。
雷鋒網(wǎng)認(rèn)為,要想更好地發(fā)揮控制中樞的作用,就必須打破控制系統(tǒng)原有相對(duì)封閉的使用環(huán)境,增強(qiáng)自主性、開(kāi)放性和互聯(lián)性,而后與互聯(lián)網(wǎng)擁抱,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化。
工業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型固然重要,但工業(yè)開(kāi)放自動(dòng)化仍需重視。