5G+EcoStruxure开放自动化平台，书写开放自动化应用典范

       当前，业界对“开放自动化”的讨论众多。一方面，软件定义的自动化、云PLC/虚拟PLC等概念层出不穷；另一方面，基于IEC61499标准的开放自动化平台在持续应用中不断落地。

       随着软件定义的开放自动化技术日趋成熟，新一代工业自动化工具及解决方案在工业市场上愈发普及，过去依赖制造商并与之捆绑的工业自动化正逐渐成为历史。这种基于自动化软硬件解耦的方式，如何发挥新一代自动化的技术价值？如何为企业带来切实的经济效益？

       2024工博会期间，e-works记者走进施耐德电气SSIC上海工厂（上海施耐德工业控制有限公司），在其5G+ EcoStruxure开放自动化平台（EAE）应用中窥得一些答案。

应需而变，SSIC的5G+开放自动化实践

       走进施耐德电气SSIC上海工厂，车间里一片井然有序的景象，百余台工业机器人进行着在制品的加工，10余台AGV在5G环境下调度穿梭，传统繁杂冗余的线缆被无线蜂窝网络所替代，快速搭建的柔性产线高效地完成着生产任务。        过去五年，这间数千平方的厂房不断实现自动化和数字化升级改造——从“5G+云化PLC”控制的高速全自动铆银机设备，到5G+AGV实现的低时延和高效智能化调度，再到5G+EcoStruxure开放自动化平台（EAE）所实现的全自动柔性装配线……如今，施耐德电气SSIC上海工厂的自动化程度达到了75%，不仅实现了装备数字化、工厂无线化，同时加速了平台的虚拟化。

       施耐德电气全球供应链中国区低压产品事业部副总裁应鹏告诉记者：“施耐德电气具体上海工厂之所以要部署工业蜂窝网和开放自动化平台，主要动力源于两大需求——一是对自动化设备改造的需求，二是对产线柔性化升级的需求。”

       创立至今已经28年的施耐德电气SSIC上海工厂，随着自动化程度的逐步提高，许多设备处于逐步演变的过程中，一些老设备自然需要进行升级改造。然而，在这个过程中，由于硬件的PLC和工站的强绑定，IT和OT之间相对割裂，给企业带来了时间和成本方面的双重挑战。

       以高速全自动铆银机设备改造项目为例。其所用PLC运行10年以上且已停产，系统生命周期到达终点。这意味着一旦出现故障，维修或替换将面临困难，甚至可能造成生产线的长时间停顿，影响生产计划和交货周期。更令人头疼的是，实体PLC与软件程序一对一的绑定关系使得程序不能复用，设备改造升级成本高，同时由于老旧的PLC缺少相关的一些通信功能，导致设备数据采集困难。        为了解决这些挑战，施耐德电气联合中国联通采用工业蜂窝网+虚拟PLC的方式对原来的系统架构进行改造。这套方案的灵魂，正是施耐德电气EcoStruxure开放自动化平台通过工业蜂窝网与I/O交互，将原有的硬接线通过无线方式代替，提高了产线的柔性，而EAE SoftdPAC则实现了软硬件解耦，提高了软件的可重用性。

       应鹏介绍称，这套系统已成功于2024年3月正式进入商用环境下运行，成功验证了工业蜂窝网+EAE可以在高速设备（CT<5s）上使用，改造前后设备产品质量保持一致，预计10台自动铆银机可降低改造成本高达75万元。

       除了旧设备的改造，一些新产线也希望引入AI等新兴技术，进一步提质增效。应鹏说，“我们现在正推进AI的应用，推动AI与OT的融合。”

       譬如一条接触器的全自动柔性装配线，希望利用AI视觉技术来优化产品质量检测。按照传统方案，工业相机需要将拍摄的图片通过内置算法自行判断并将结果发送给产线MES系统，再通过MES系统将信息传递给PLC，整体信息流冗长复杂，而且工业AI相机价值不菲、成本高昂。

       如今，有了施耐德电气工业蜂窝网与开放自动化平台相结合的方案，可以通过将模型训练算法以及推理算法分别部署在AI引擎和边缘推理服务中，从而将原有工业相机替换成普通的相机，一方面大大降低了成本，另一方面由于使用自身的视觉算法，调试设备的周期得到缩短，效率得到更大的提升。

       对此，施耐德电气工业自动化中国区开放自动化业务发展总监申红锋解释称：“施耐德电气EcoStruxure开放自动化平台可以和视觉检测、先进控制算法、预测性维护等先进技术轻松集成，并通过统一的算力平台进行承载。这样就能充分发挥控制和计算的结合效应，对生产效率和质量等带来之来质的提升。”

生态协同，通往开放自动化的必由之路

       当然，在推进开放自动化的进程中，依然面临挑战。

       首先是工业网络方面。目前存量市场上工业有线网络依然大量存在，但随着客户定制化需求的增加和生产装备的智能化，制造企业的生产必然更加柔性，客观地为无线网络带来机会。未来工厂网络将是有线、无线相互融合的过程，其中无线网络中的工业蜂窝网将向多网融合，便于运维的方向发展。这就要求将5G与工业蜂窝网+开放自动化打造成一个服务于多企业的新型工控平台。

       其次在算力平台方面，虽然工业边缘或现场侧的计算需求各不相同，但总体来讲，高可用性、低时延、安全性和可扩展性是共同的需求，这就要求算力平台供应商推出适配的系统或平台来满足行业客户的应用需求。

       工业网络和算力平台都需要多方协作。同时，“开放”意味着将更多的工业企业纳入这股浪潮，所以生态圈的合作至关重要。施耐德电气高级副总裁、工业自动化业务中国区负责人丁晓红在工博会媒体见面会上强调，“生态共建是我们的长期策略，施耐德电气自成立到现在已有188年，根植中国有37年，无论是在国内还是在国外，生态伙伴一直是我们的成功基石。”

       值得一提的是，为了进一步推进开放自动化的理念，施耐德电气积极组织并推广UAO开放自动化组织。该联盟旨在建立一个全球性的开放自动化生态系统，目前已有超过90家成员单位加入，其中包括10家国内机构，各方正共同推动开放自动化技术的发展和应用。丁晓红表示，施耐德电气将继续加大在开放自动化领域的投入，与更多生态伙伴携手共进，共创开放、协同的工业自动化生态。

       在国内市场，整个产业的生态合作也在积极开展。2023年11月，信通院联合20余家企业和科研机构共同启动“新型工控启航行动”，围绕技术验证、标准研制、应用创新和产业促进四个关键环节展开工作，以推动新型工业控制技术创新发展，促进产业生态建设。目前，该行动已经完成了六项标准的研制，发布了四份研究报告，并在新型工控技术验证测试床搭建方面取得重要成果。

       正如申红锋所言，“未来，随着更多应用场景的挖掘，更多生态的加入，开放自动化在中国工业自动化应用的前景会越来越广泛，应用也会越来越深入。”