http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 18:09:39 《中華工控網》原創
談到工業數字化轉型,往往繞不開的一個問題是孤島現象,尤以IT和OT的隔閡為甚。
究其原因,無外乎一是人才,既懂IT對OT亦有深刻理解的技術人員少之又少。
另一個就是技術標準因素和各大廠商的封閉心態。與IT領域日新月異的發展相比,OT領(ling)域(yu)技(ji)術(shu)更(geng)新(xin)周(zhou)期(qi)較(jiao)長(chang),傳(chuan)統(tong)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)基(ji)本(ben)上(shang)都(dou)是(shi)基(ji)於(yu)上(shang)世(shi)紀(ji)七(qi)八(ba)十(shi)年(nian)年(nian)代(dai)的(de)原(yuan)理(li)而(er)開(kai)發(fa),這(zhe)些(xie)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)是(shi)相(xiang)對(dui)封(feng)閉(bi)的(de),不(bu)同(tong)供(gong)應(ying)商(shang)的(de)產(chan)品(pin)互(hu)不(bu)兼(jian)容(rong)。隨(sui)著(zhe)數(shu)字(zi)化(hua)進(jin)程(cheng)不(bu)斷(duan)加(jia)速(su),封(feng)閉(bi)性(xing)和(he)專(zhuan)用(yong)性(xing)極(ji)大(da)地(di)阻(zu)礙(ai)了(le)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)係(xi)統(tong)的(de)升(sheng)級(ji)遷(qian)移(yi)和(he)創(chuang)新(xin)應(ying)用(yong),以(yi)及(ji)IT和OT深入高效地融合,也為用戶增加了大量成本。
很(hen)顯(xian)然(ran),一(yi)成(cheng)不(bu)變(bian)的(de)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)已(yi)經(jing)難(nan)以(yi)滿(man)足(zu)數(shu)字(zi)化(hua)時(shi)代(dai)對(dui)互(hu)聯(lian)互(hu)通(tong)以(yi)及(ji)效(xiao)率(lv)的(de)需(xu)求(qiu),工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)的(de)變(bian)革(ge)已(yi)箭(jian)在(zai)弦(xian)上(shang)。問(wen)題(ti)是(shi),如(ru)何(he)消(xiao)除(chu)這(zhe)個(ge)橫(heng)亙(gen)在(zai)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)行(xing)業(ye)麵(mian)前(qian)並(bing)製(zhi)約(yue)行(xing)業(ye)未(wei)來(lai)發(fa)展(zhan)的(de)壁(bi)壘(lei)?
可複用、可移植、可重構、可互操作的開放自動化係統,應運而生。
開放自動化的基礎——IEC 61499標準
在展開談開放自動化之前,我們不妨先聊聊其基礎和支撐——IEC 61499標準。
我們知道,國際電工委員會(IEC)在1993年發布了IEC 61131-3,並逐漸獲得全球工業界的廣泛認可和接受,成為PLC、DCS、機器人控製等工業控製自動化編程語言的國際標準,為整個工業控製軟件技術的發展起了舉足輕重的推動作用。
然而,由於開發較早,IEC 61131-3zaigainianshangbuzhichizhongxinpeizhihefenbushikongzhi,qijuxianxingbiaoxianzairuanjianmoxingzhizhichidanyishebeibiancheng,quefaxitongdegainian,bushiyingfenbushijiegouderuanjianyaoqiu,buzhichibingfahesuijishijiandekuaisuxiangying,butongchangjiashebeixianghuzhijianyebujianrongdeng。
IEC 61131-3在應對當今複雜工業係統的更高層次要求時,顯然力有不逮了。
因此,在IEC 61131-3的基礎上,IEC啟動了IEC 61499標準的開發,曆經多年發布了標準的四個部分,包括第1部分IEC 61499-1:結構,綜述了基於功能塊的分布式係統的設計和建模規則;第2部分IEC 61499-2:軟件工具要求;第4部分IEC 61499-4:一致性行規的規則。第3部分IEC 61499-3在2007年因技術過時而被撤銷。因此,IEC 61499標準的當前版本由三部分組成。據悉,主要作為係統級的建模規範的 IEC 61499-5正在準備當中。
IEC 61499基於工程師熟悉的框圖,將功能塊從IEC 61131-3中zhong的de子zi程cheng序xu結jie構gou擴kuo展zhan到dao分fen布bu式shi計ji算suan係xi統tong中zhong的de功gong能neng單dan位wei,通tong常chang作zuo為wei係xi統tong級ji可ke執zhi行xing建jian模mo語yu言yan使shi用yong。其qi核he心xin是shi事shi件jian觸chu發fa的de功gong能neng塊kuai網wang絡luo,功gong能neng塊kuai為wei邏luo輯ji代dai碼ma提ti供gong統tong一yi接jie口kou封feng裝zhuang,功gong能neng塊kuai之zhi間jian通tong過guo事shi件jian和he數shu據ju接jie口kou相xiang互hu連lian接jie。
作為定義分布式信息和控製係統的高級係統設計語言,IEC 61499具有以下幾個主要特點:
IEC製定IEC 61499標biao準zhun的de初chu衷zhong是shi希xi望wang功gong能neng塊kuai標biao準zhun成cheng為wei一yi個ge通tong用yong的de標biao準zhun,它ta能neng夠gou用yong來lai作zuo為wei整zheng個ge工gong業ye過guo程cheng測ce量liang和he控kong製zhi領ling域yu中zhong各ge種zhong標biao準zhun的de基ji礎chu。基ji於yu其qi通tong用yong的de特te性xing,IEC 61499被定義為“應用領域中性”,也就是說,它不包含任何一個特定領域的特殊特性。其它標準可以使用 IEC 61499 的概念來建立,並且添加它們自身領域的特殊擴展。
基於IEC61499的開放自動化係統
從2005年第一次發布,IEC 61499標準至今經曆了從興起、沉chen寂ji到dao成cheng熟shu的de整zheng個ge過guo程cheng。期qi間jian,眾zhong多duo行xing業ye專zhuan家jia和he機ji構gou對dui該gai標biao準zhun的de應ying用yong,做zuo了le卓zhuo有you成cheng效xiao的de研yan究jiu和he實shi踐jian,開kai發fa了le多duo個ge開kai放fang自zi動dong化hua平ping台tai和he係xi統tong。
其中包括首款完全基於瀏覽器/服務器架構的IEC 61499集成開發環境——海王星模塊工匠(FBB),以及世界上首個IEC 61499標準的開源設計工具和運行平台——分布式工業自動化和控製框架(4DIAC)。
而作為積極擁抱開放自動化的廠商之一,施耐德電氣融彙自身深厚的自動化技術及工業現場經驗推動著這一變革的進行,推出了新一代EcoStruxure開放自動化平台(EcoStruxure Automation Expert) 。
EcoStruxure開放自動化平台同樣基於IEC 61499 標準,它融合了施耐德電氣在IEC 61499及自動化技術方麵的多年積累及創新成果,是當前最為成熟的開放自動化商業化整體解決方案。目前,EcoStruxure開放自動化平台已升級至V21.2版本,可以為更多工業場景提供支持。

在施耐德電氣綠色智能製造創新峰會上,EcoStruxure開放自動化平台演示前麵圍滿了觀眾
作為以軟件為中心的自動化係統,EcoStruxure開放自動化平台無縫融合IT和OT能力,延長了係統壽命,且能夠不斷升級。“目前的自動化應用很難在‘萬國設備’間跨平台運行,許多企業認識到,下一代工業自動化必須具有可互操作性,並且必須擺脫現有的專有係統模式。EcoStruxure 開放自動化平台實現了自動化軟硬件解耦,幫助企業鬆綁,釋放生產潛能的同時做到真正麵向未來的自動化。” 施耐德電氣高級副總裁、工業自動化業務中國區負責人龐邢健表示,EcoStruxure開放自動化平台通過三個關鍵方式重構自動化。
首(shou)先(xian),自(zi)動(dong)化(hua)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)與(yu)硬(ying)件(jian)分(fen)離(li)將(jiang)帶(dai)來(lai)前(qian)所(suo)未(wei)有(you)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。將(jiang)這(zhe)種(zhong)革(ge)命(ming)性(xing)方(fang)法(fa)與(yu)基(ji)於(yu)事(shi)件(jian)的(de)網(wang)絡(luo)跨(kua)平(ping)台(tai)運(yun)行(xing)相(xiang)結(jie)合(he),意(yi)味(wei)著(zhe)用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)適(shi)應(ying)不(bu)斷(duan)變(bian)化(hua)的(de)業(ye)務(wu)需(xu)求(qiu),而(er)不(bu)必(bi)擔(dan)心(xin)停(ting)機(ji)所(suo)帶(dai)來(lai)的(de)時(shi)間(jian)和(he)經(jing)濟(ji)成(cheng)本(ben)。
其次,集成IT應用程序、工具和工業技術更加容易。這種原生的IT/OT融合使用戶能夠將新技術無縫集成到控製係統架構中,而無需繁重的工程工作或引入高耦合、非內聚的係統設計技術。
第三,EcoStruxure開(kai)放(fang)自(zi)動(dong)化(hua)平(ping)台(tai)原(yuan)生(sheng)支(zhi)持(chi)以(yi)資(zi)產(chan)為(wei)中(zhong)心(xin)的(de)設(she)計(ji)方(fang)法(fa)。應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)基(ji)於(yu)現(xian)成(cheng)的(de)資(zi)產(chan)模(mo)型(xing)創(chuang)建(jian),消(xiao)除(chu)了(le)低(di)價(jia)值(zhi)的(de)重(zhong)複(fu)任(ren)務(wu),輕(qing)鬆(song)封(feng)裝(zhuang)和(he)複(fu)用(yong)可(ke)移(yi)植(zhi)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)對(dui)象(xiang),從(cong)而(er)大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng)工(gong)程(cheng)效(xiao)率(lv)。這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)解(jie)放(fang)工(gong)程(cheng)師(shi),讓(rang)他(ta)們(men)能(neng)夠(gou)專(zhuan)注(zhu)於(yu)高(gao)價(jia)值(zhi)的(de)工(gong)程(cheng)應(ying)用(yong)和(he)創(chuang)新(xin)。
“kaifangzidonghuaqizhongyigezuidadeyoudian,jiushinenggourangjishurenyuanbaituojiandandeyixiezhongfuxingdebubiyaodelaodong,bajishurenyuanzhenzhengdechuangxinhetaduixingyededongchanenggouningjuchengkeyichuanchengdezhishi。” 龐邢健說,“未來我們還希望構建一個開放自動化的市場,能夠讓更多的技術人員、研發人員和企業能夠把自己對行業的洞察理解轉化成開放自動化的功能,用企業微服務,或者工業邊緣APP的方式,為行業整體的進步做出更大貢獻。”
EcoStruxure開放自動化平台在多個行業的實際應用中已展現出非凡價值。比如,施耐德電氣上海智慧物流中心部署了EcoStruxure開kai放fang自zi動dong化hua平ping台tai以yi降jiang低di成cheng本ben並bing提ti高gao效xiao率lv。得de益yi於yu軟ruan件jian與yu硬ying件jian的de解jie耦ou,根gen據ju流liu量liang需xu求qiu的de變bian化hua來lai修xiu改gai輸shu送song線xian路lu變bian得de更geng容rong易yi,也ye更geng具ju成cheng本ben效xiao益yi。借jie助zhuEcoStruxure開放自動化平台,故障識別和排除的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%。
攜手合作,共建開放自動化生態圈
任何開放係統都離不開生態圈,正如消費電子領域的手機Android係統,憑借其強大的生態圈,引領移動互聯網時代的發展。同樣,作為一個全新領域,開放自動化的發展、壯大離不開合作夥伴相互協作與生態係統的構建、擴展。
龐(pang)邢(xing)健(jian)指(zhi)出(chu),在(zai)數(shu)字(zi)化(hua)時(shi)代(dai),沒(mei)有(you)一(yi)家(jia)企(qi)業(ye)能(neng)夠(gou)獨(du)自(zi)麵(mian)對(dui)所(suo)有(you)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。對(dui)於(yu)一(yi)個(ge)新(xin)的(de)事(shi)物(wu)需(xu)要(yao)有(you)人(ren)大(da)力(li)去(qu)呼(hu)籲(xu)和(he)推(tui)廣(guang),施(shi)耐(nai)德(de)電(dian)氣(qi)既(ji)是(shi)開(kai)放(fang)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)受(shou)益(yi)者(zhe),也(ye)是(shi)賦(fu)能(neng)者(zhe),施(shi)耐(nai)德(de)電(dian)氣(qi)願(yuan)與(yu)合(he)作(zuo)夥(huo)伴(ban)一(yi)道(dao),在(zai)健(jian)康(kang)、開放的生態係統中彼此協作,推動開放自動化技術的發展和普及。
事(shi)實(shi)上(shang),為(wei)了(le)促(cu)進(jin)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)開(kai)放(fang),充(chong)分(fen)利(li)用(yong)國(guo)際(ji)先(xian)進(jin)標(biao)準(zhun)和(he)技(ji)術(shu),構(gou)建(jian)良(liang)好(hao)的(de)應(ying)用(yong)生(sheng)態(tai),施(shi)耐(nai)德(de)電(dian)氣(qi)做(zuo)了(le)大(da)量(liang)的(de)工(gong)作(zuo),致(zhi)力(li)於(yu)將(jiang)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)商(shang)、設備製造商、軟件開發者以及最終用戶緊密地結合在一起,形成真正開放的生態。
比如,為了吸引更多的開發者加入開發自動化,施耐德電氣正在聯合英特爾承辦邊緣控製大賽,通過EcoStruxure開放自動化平台+英特爾的算力,麵對高校、科研機構、企事業單位、初創團隊和個人開發者廣泛征求作品。
此外,施耐德電氣近日與機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所(儀綜所)簽qian訂ding合he作zuo框kuang架jia協xie議yi,致zhi力li於yu智zhi能neng製zhi造zao和he工gong業ye互hu聯lian網wang領ling域yu的de技ji術shu推tui廣guang與yu標biao準zhun化hua合he作zuo,共gong同tong建jian立li開kai放fang自zi動dong化hua聯lian合he研yan發fa實shi驗yan室shi。聯lian合he研yan發fa實shi驗yan室shi將jiang圍wei繞raoIEC 61499標準應用、技術培訓、測試驗證、行業推廣及生態構建等幾個方麵開展工作。

施耐德電氣與機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所共建實驗室並發布白皮書
同時,雙方還共同發布了《開放自動化白皮書》,係統地描述了開放自動化的基本特征和相關技術,介紹了IEC 61499係(xi)列(lie)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)的(de)主(zhu)要(yao)技(ji)術(shu)內(nei)容(rong)及(ji)其(qi)對(dui)構(gou)成(cheng)開(kai)放(fang)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)價(jia)值(zhi),分(fen)享(xiang)了(le)開(kai)放(fang)自(zi)動(dong)化(hua)在(zai)過(guo)程(cheng)和(he)離(li)散(san)行(xing)業(ye)的(de)應(ying)用(yong)實(shi)踐(jian),並(bing)對(dui)開(kai)放(fang)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)行(xing)業(ye)應(ying)用(yong)推(tui)廣(guang)和(he)未(wei)來(lai)發(fa)展(zhan)提(ti)出(chu)建(jian)議(yi)。
可ke以yi說shuo,開kai放fang自zi動dong化hua技ji術shu的de普pu及ji將jiang徹che底di改gai變bian工gong業ye控kong製zhi係xi統tong形xing態tai,隨sui著zhe工gong業ye數shu字zi化hua轉zhuan型xing的de不bu斷duan深shen入ru,開kai放fang自zi動dong化hua的de推tui進jin正zheng當dang其qi時shi。當dang然ran,開kai放fang自zi動dong化hua未wei來lai還hai有you一yi係xi列lie挑tiao戰zhan需xu要yao麵mian對dui,比bi如ru如ru何he集ji成cheng和he管guan理li新xin一yi代dai的de控kong製zhi係xi統tong,標biao準zhun的de進jin一yi步bu完wan善shan等deng,但dan風feng已yi來lai,潮chao已yi起qi,麵mian對dui這zhe一yi勢shi不bu可ke擋dang的de重zhong大da變bian革ge機ji遇yu,此ci時shi不bu擁yong抱bao,更geng待dai何he時shi?