【編者按】

“十四五”時期，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合5G、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，加速推進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵階段。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在重塑制造業(yè)生態(tài)，使之呈現(xiàn)一種萬象更新的氣派。數(shù)字化轉(zhuǎn)型的入口處熙熙攘攘，然而真正讓工廠、車間發(fā)生數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主導(dǎo)力量，仍是自動化廠商。這一次，《電子技術(shù)應(yīng)用》雜志社以“自動化巨頭擁抱工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代”為主題，面向全球五家自動化巨頭：ABB、艾默生、施耐德電氣、西門子、羅克韋爾自動化，針對自動化廠商在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的轉(zhuǎn)型問題邀請嘉賓發(fā)表觀點，共話智能制造新篇章。

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2021年5月20日，跨國工業(yè)巨頭施耐德電氣（Schneider-Electric）正式發(fā)布V21.1版EcoStruxure? 開放自動化平臺（EcoStruxure? Automation Expert），進(jìn)一步完善了以軟件為中心的開放自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)的成功應(yīng)用已經(jīng)為食品飲料、包裝、制藥和物流等行業(yè)企業(yè)帶來了立竿見影的效益。

從最初專注于中低壓配電及工業(yè)自動化的一家公司，到今日能源管理和自動化領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型的領(lǐng)導(dǎo)者，施耐德電氣始終立于時代潮頭，堅定轉(zhuǎn)型方向，主動擁抱工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代，不斷加速著中國工業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。

// 施耐德電氣與中國的故事 //

施耐德電氣與中國的淵源要從20世紀(jì)80年代講起。

1987 年，施耐德電氣在渤海之濱天津成立了第一家合資工廠梅蘭日蘭，將斷路器技術(shù)帶到中國，取代傳統(tǒng)保險絲，使得中國用戶的用電安全大為提升，并為斷路器標(biāo)準(zhǔn)的建立做出了卓越的貢獻(xiàn)。

圖  源 | 工業(yè)電器網(wǎng)

1992年，施耐德電氣全額收購法國專業(yè)生產(chǎn)電氣斷路器的公司——梅蘭日蘭（Merlin Gerin），并于次年在天津梅蘭日蘭有限公司中持股份，以50.1%實現(xiàn)控股。其實早在1982年前后，法國梅蘭日蘭就在天津建立了自己的生產(chǎn)廠，專門生產(chǎn)C45系列微型斷路器。

20 世紀(jì)90 年代，隨著中國市場的進(jìn)一步開放，施耐德電氣融入中國的步伐也日益加快。施耐德電氣憑借先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品，全面參與了眾多中國能源和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，其中包括為三峽工程、西氣東輸、南水北調(diào)、嶺澳核電站等重大工程提供設(shè)備和服務(wù)。

近年來，在能源管理領(lǐng)域的不斷深耕讓施耐德電氣在越來越多重大的國內(nèi)和國際性事件活動中嶄露頭角。例如2008北京奧運會、2009中國六十周年慶典、2010 上海世博會、新中國成立70周年慶典等。

// 四個轉(zhuǎn)型期 //

作為一家擁有180多年歷史的法國企業(yè)，施耐德電氣的業(yè)務(wù)史是由幾代人共同書寫的。

施耐德電氣先后經(jīng)歷了三個業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型期：1836年，施耐德兄弟在法國勒克魯索（Creusot）收購了礦井和鋼鐵廠。兩年后，他們成立了“Schneider&Cie”，一舉成為鋼鐵和機(jī)器行業(yè)翹楚。1891年，公司進(jìn)軍新興電氣市場。在經(jīng)歷了業(yè)務(wù)擴(kuò)展、深度重組、戰(zhàn)略性收購后，從1981至1997年間，施耐德電氣脫離了鋼鐵和造船行業(yè)，將業(yè)務(wù)集中于電氣行業(yè)。

進(jìn)入21世紀(jì)，施耐德電氣開始專注于能源管理和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。在施耐德電氣的理念中， “一成不變” 的工業(yè)自動化系統(tǒng)勢必難以滿足數(shù)字化時代對開放、互聯(lián)互通以及效率的需求，“開放自動化”變革箭在弦上。2017 年，施耐德電氣推出了基于物聯(lián)網(wǎng)的新一代EcoStruxure ? 架構(gòu)與平臺，面向樓宇、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施四大終端市場，提供配電、信息技術(shù)、樓宇、機(jī)器、工廠、電網(wǎng)六大專業(yè)領(lǐng)域的端到端解決方案，為用戶與合作伙伴的數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能。2019年，施耐德電氣推出綠色智能制造的理念，綜合運用信息技術(shù)、運營技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)、能源技術(shù)和通訊技術(shù)，幫助企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)和運營的信息化、自動化、數(shù)字化、綠色化和網(wǎng)絡(luò)化。借助綠色智能制造，施耐德電氣將攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游生態(tài)圈合作伙伴，幫助企業(yè)進(jìn)一步提升效率，同時對可持續(xù)發(fā)展做出更多貢獻(xiàn)。

2020年10月，施耐德電氣推出了全新的自動化系統(tǒng)，EcoStruxure? 開放自動化平臺，向 “軟件定義自動化” 和開放自動化架構(gòu)邁出了堅實的一步。2021年5月20日，施耐德電氣正式發(fā)布V21.1版EcoStruxure? 開放自動化平臺，進(jìn)一步完善了以軟件為中心的開放自動化系統(tǒng)。

圖  源 | 施耐德電氣

// 收購nxtControl，孵化開放自動化平臺 //

其實，作為自動化領(lǐng)域頭部廠商，施耐德電氣早已擁有齊全的自動化產(chǎn)品線和完善成熟的數(shù)字化解決方案，例如PLC、運動控制、DCS、SCADA等。不過，作為一家極富洞察力和預(yù)見性的企業(yè)，從首款莫迪康084PLC開始，施耐德電氣在自動化領(lǐng)域的創(chuàng)新從未停歇，甚至不憚于顛覆性的創(chuàng)新。

2017年，施耐德電氣收購了nxtControl，這家專注于開放自動化開發(fā)工具的奧地利公司是分布式系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者。施耐德電氣工業(yè)自動化事業(yè)部市場部經(jīng)理王強(qiáng)軍表示，施耐德電氣EcoStruxure? 開放自動化平臺的原型就是來自于nxtControl的平臺。在2017年的收購后，施耐德電氣就成立了一個由機(jī)器自動化、工廠自動化和過程自動化的產(chǎn)品管理和研發(fā)人員組成的“孵化器”組織，在nxtControl原型軟件平臺上加上了一些新的IT技術(shù)和施耐德電氣原有的技術(shù)，推出了現(xiàn)在的開放自動化平臺。

// “開放自動化”，一場更徹底的革新 //

疫情的來襲是一個催化劑。

為了應(yīng)對、消抵疫情給業(yè)務(wù)帶來的不確定性，越來越多的工業(yè)廠商開始著手加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型，數(shù)字化需求進(jìn)一步被激發(fā)。為了促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加強(qiáng)5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)建設(shè)也被提上日程。不過，施耐德電氣感受到，相比日新月異的IT領(lǐng)域，自動化領(lǐng)域的開放要“遲緩”很多。例如，自動化的產(chǎn)品迄今無法實現(xiàn)“即插即用”，不能做到和其他控制器互相通用，各個控制器的編程代碼也不能復(fù)用等等。

一直以來，出于對可靠性、安全性及技術(shù)獨有性的考慮，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)通常都是相對封閉的。而“封閉”、“專用”這些特質(zhì)也在過去幾十年里為工業(yè)自動化系統(tǒng)的安全可靠運行保駕護(hù)航，以此優(yōu)勢極大地促進(jìn)了工業(yè)化生產(chǎn)。不過，在工業(yè)4.0時代，隨著技術(shù)的發(fā)展和全球競爭的加劇，控制系統(tǒng)的開放性變得尤為重要。在施耐德電氣看來，各大廠商精心構(gòu)筑的技術(shù)“護(hù)城河” （目前多數(shù)廠商都有自己獨有的系統(tǒng)，用戶一旦選擇了某個廠商的系統(tǒng)，就幾乎固定了可用的軟硬件、架構(gòu)和技術(shù)路線），是造成“不夠開放”的自動化的主要原因。

施耐德電氣認(rèn)為，隨著智能制造時代的到來，IT技術(shù)不斷融入到OT技術(shù)之中，設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與產(chǎn)線、產(chǎn)線與產(chǎn)線、產(chǎn)線與工廠之間的互聯(lián)互通互操作就顯得比以前任何時期更為重要，只有實現(xiàn)了互聯(lián)互通、互操作才可能實現(xiàn)真正的智能制造。但在現(xiàn)階段，萬國設(shè)備和多種封閉的專有自動化平臺協(xié)議使“工業(yè)”裹足不前，無法充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的全部潛力，這需要真正的開放式自動化系統(tǒng)來支持便于移植的應(yīng)用軟件，全面支持?jǐn)?shù)字創(chuàng)新。

圖  源 | 施耐德電氣

在IT領(lǐng)域，像Linux一樣的標(biāo)準(zhǔn)化開放式操作系統(tǒng)刺激了活躍的大型開發(fā)者生態(tài)系統(tǒng)，可以創(chuàng)建多種多樣的便攜式、具有成本效益的創(chuàng)新軟件解決方案和服務(wù)，以解決非常具體的業(yè)務(wù)問題；在手機(jī)領(lǐng)域，從非智能發(fā)展到智能，手機(jī)經(jīng)歷了軟件系統(tǒng)脫離硬件設(shè)定的過程，擺脫了按鍵的限制，才使各種SaaS軟件、手寫、手勢控制等功能成為了可能。由此可見，每一次軟件與硬件的解耦都能帶來效率的極大提升。開放自動化在工業(yè)領(lǐng)域中的實現(xiàn)會使成本控制、生產(chǎn)效率、業(yè)務(wù)價值以及投資回收創(chuàng)造更多可能，施耐德電氣為我們指出了四點：

• 業(yè)務(wù)可以根據(jù)不斷變化的市場需求、能源和原材料的實時價格波動，以及大幅縮短的產(chǎn)品生命周期來做出靈活響應(yīng)，采取具有成本效益的舉措；

• 在靈活的數(shù)字自動化平臺的支持下，工廠和流程在效率、可靠性、生產(chǎn)力和可持續(xù)性方面將實現(xiàn)全面優(yōu)化；

• 當(dāng)手動任務(wù)實現(xiàn)完全自動化后，勞動力將得到進(jìn)一步解放，業(yè)務(wù)人員將能夠利用直觀的技術(shù)和易于理解的分析方法來做出智能的實時決策，從而創(chuàng)造出空前的業(yè)務(wù)價值；

• 借助AR、遠(yuǎn)程管理工具和預(yù)測性維護(hù)等創(chuàng)新技術(shù)，可以確保工程和流程實現(xiàn)100%的效率，運營投資成本和資本性投資成本的回收速度進(jìn)一步提升。

“EcoStruxure開放自動化平臺，通過軟硬件解耦實現(xiàn)不同硬件、不同系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通互操作、軟件可移植和復(fù)用，為進(jìn)一步提升工業(yè)效率、數(shù)字經(jīng)濟(jì)落地進(jìn)行鋪墊。” 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(fù)責(zé)人龐邢健表示。

龐邢健，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(fù)責(zé)人

圖  源 | 施耐德電氣

施耐德電氣副總裁、下一代工業(yè)自動化孵化器團(tuán)隊負(fù)責(zé)人John Conway也指出，施耐德推出開放自動化平臺基于兩個原因，一是客戶本身的需要。“在之前的OPAF開放流程自動化論壇上，很多客戶表達(dá)他們希望有一個真正開放的平臺，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。相比于專有自動化，開放自動化中的復(fù)用性對企業(yè)來講是非常重要，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。”

二則是想要填平“護(hù)城河”的追求。“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，但始終沒有進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)。其中，各廠商之間自動化系統(tǒng)的專有性成為了一種阻礙。”

// EcoStruxure? 開放自動化平臺的實踐 //

IEC 61499是用于分布式工業(yè)過程測量與控制系統(tǒng)功能塊的標(biāo)準(zhǔn)，此項標(biāo)準(zhǔn)的提出能有效解決專有自動化系統(tǒng)的局限性，同時實現(xiàn)OT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)之間的融合。

施耐德電氣提出的開放自動化由基于IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的各種即插即用自動化軟件組件組成。它通過一種行之有效的方式來解決客戶遇到的特定問題。“即插即用”是開放自動化平臺最突出的特性，它允許OEM、系統(tǒng)集成商和最終用戶將同類最佳應(yīng)用整合在一起，構(gòu)建最佳的自動化解決方案。

圖  源 | 施耐德電氣

開放自動化系統(tǒng)架構(gòu)不僅是簡單的技術(shù)變革，而且能從根本上改變工藝流程和機(jī)器設(shè)備的設(shè)計方式。目前，EcoStruxure? 開放自動化平臺針對食品飲料和物流自動化兩個高速發(fā)展的行業(yè)提供了細(xì)分的行業(yè)庫，為總包商、設(shè)備制造商、系統(tǒng)集成商和最終用戶帶來工程和運營效率的優(yōu)化。在乳品行業(yè)中，涵蓋儲存、傳送帶、灌裝等多環(huán)節(jié)的資產(chǎn)被容納到一個動態(tài)資產(chǎn)模型中，可實現(xiàn)各工程相互的連續(xù)性和總體設(shè)計的便利化；在物流行業(yè)，工程師可利用輸送線、移載、轉(zhuǎn)向等行業(yè)功能塊，快速實現(xiàn)系統(tǒng)的工程設(shè)計、測試和調(diào)整，縮短系統(tǒng)投入運行所需的時間。此外，施耐德電氣在其位于上海的智慧物流中心部署了EcoStruxure開放自動化平臺以降低成本并提高效率。得益于軟件與硬件的解耦，根據(jù)流量需求的變化來修改輸送線路變得更容易，成本效益大幅提升。借助EcoStruxure開放自動化平臺，施耐德電氣上海智慧物流中心的故障識別和排除速度提升至原來的四倍，錯誤率減少了45%，物流中心吞吐量提高了5.3%。

圖  源 | 施耐德電氣

除本身的先進(jìn)性外，EcoStruxure? 開放自動化平臺對產(chǎn)業(yè)鏈上下游客戶帶來的直接收益也讓人心動。據(jù)ARC顧問集團(tuán)近期發(fā)布的白皮書《開放自動化之路》中的數(shù)據(jù)顯示，與當(dāng)前的自動化工程系統(tǒng)相比，EcoStruxure? 開放自動化平臺可將工程小時數(shù)減少68%，如果能應(yīng)用于工業(yè)自動化的安裝設(shè)備上，每年可節(jié)省數(shù)十億美元的成本。在工廠的整個生命周期內(nèi)，節(jié)省下來的成本可能會更多。這一切，將幫助企業(yè)在面對未來市場業(yè)務(wù)不確定性時提升運營韌性以及提升可持續(xù)發(fā)展能力。

// EcoStruxure? 開放自動化平臺的安全保障 //

開放自動化體系能夠促進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。不過，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有一個最為關(guān)鍵的前提，那就是要“保障信息安全”。一直以來，穩(wěn)定可靠是自動化領(lǐng)域的“命門”，那么，開放自動化在帶來靈活性、韌性、敏捷性的同時，是否會隨之帶來信息安全問題呢？

對此，施耐德電氣工業(yè)自動化業(yè)務(wù)產(chǎn)品管理全球總監(jiān)張開石表示：“自動化系統(tǒng)的開放性和信息安全性不互相矛盾，相反，兩者對于我們來說是相輔相成的。” 據(jù)悉，EcoStruxure開放自動化平臺在研發(fā)環(huán)節(jié)就采取端到端的信息安全理念，從最底層的互聯(lián)互通產(chǎn)品到邊緣控制再到軟件與數(shù)字化服務(wù)層，產(chǎn)品開發(fā)注重信息安全，同時，EcoStruxure開放自動化平臺更多安全等級認(rèn)證，也正在逐步推進(jìn)中。

施耐德電氣中國區(qū)首席信息安全官王勇對記者表示，信息安全是EcoStruxure的一個重要組成部分。施耐德已經(jīng)全面實行了基于IEC 62443-4-1的SDL安全開發(fā)生命周期流程，包括EcoStruxure開放自動化平臺在內(nèi)的產(chǎn)品從一開始就在開發(fā)流程上對信息安全進(jìn)行有效的控制。施耐德電氣通過對產(chǎn)品采用IEC62443-4-2實現(xiàn)原生安全。 此外，信息安全是一個系統(tǒng)問題，施耐德倡導(dǎo)采用縱深防御的方法，在工控系統(tǒng)的安全分區(qū)、邊界防護(hù)、設(shè)備加固、檢測審計等多個維度進(jìn)行多層次的防護(hù)以降低信息安全風(fēng)險。同時，施耐德也為用戶提供了信息安全實施指南，同時有信息安全服務(wù)團(tuán)隊，為客戶提供滿足IEC61443-3-3及網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)在內(nèi)的全生命周期信息安全服務(wù)。

// 致力人才培養(yǎng)——釋放數(shù)字化價值，培養(yǎng)“數(shù)字化公民” //

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一場不進(jìn)則退的競賽。施耐德電氣對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代人才的培養(yǎng)也一直走在時代前端。

為支持中國工程人才的培養(yǎng)，施耐德電氣啟動了大學(xué)合作項目，與高校聯(lián)合為培養(yǎng)數(shù)字化人才提供支持。合作內(nèi)容涵蓋實驗室共建，師資培訓(xùn)，課程設(shè)置及教材編纂、共同研發(fā)創(chuàng)新，人才實訓(xùn)等，在產(chǎn)學(xué)合作和產(chǎn)研合作中培養(yǎng)復(fù)合型人才。

圖  源 | 施耐德電氣大學(xué)官網(wǎng)截屏

而成立于2006年的施耐德電氣（中國）大學(xué)，迄今為止已有15年的發(fā)展歷史， 2020年，線上施耐德電氣大學(xué)成立，課程更為豐富便捷。施耐德電氣高級副總裁、人力資源中國區(qū)負(fù)責(zé)人張琰琰表示：“只有學(xué)習(xí)型組織才能夠獲得最后的成功，所以我們打造一個共享的學(xué)習(xí)平臺，把豐富的知識和體系放在上面，大家一起來共同學(xué)習(xí)、共同分享。只有相互賦能，才能彼此成就。”

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