中國(guó)北京，2020年7月9日，未來(lái)，工業(yè)企業(yè)將能夠靈活地適應(yīng)供需兩端不斷變化的市場(chǎng)條件，并取得蓬勃發(fā)展。屆時(shí)，非專有的開放式平臺(tái)將能夠基于對(duì)業(yè)務(wù)目標(biāo)的實(shí)時(shí)管理提供整體控制能力，推動(dòng)新的商業(yè)模式涌現(xiàn)。運(yùn)營(yíng)流程和基礎(chǔ)流程將被整合至一個(gè)無(wú)縫的業(yè)務(wù)、自動(dòng)化和控制系統(tǒng)，以便更好地協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)、生產(chǎn)、物流以及客戶服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)。創(chuàng)新型工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用將促使運(yùn)營(yíng)能力發(fā)生階段性的改進(jìn)。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(fèi)者交付產(chǎn)品的周期。

什么“原因”阻擋了工業(yè)自動(dòng)化的前進(jìn)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(dá)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(shí)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(shù)方本身面。

低成本智能傳感器和開放式計(jì)算平臺(tái)的廣泛普及簡(jiǎn)化了互聯(lián)互通和系統(tǒng)控制的復(fù)雜性，使得機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的應(yīng)用成為可能。事實(shí)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(chǎng)設(shè)備中。

此外，隨著技術(shù)的進(jìn)步和開放式標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，制造商得以在不中斷現(xiàn)有業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的情況下，更加順利地推進(jìn)現(xiàn)代化升級(jí)改造，避免核心系統(tǒng)替換產(chǎn)生高昂成本。然而，由于對(duì)傳統(tǒng)專有自動(dòng)化系統(tǒng)的過(guò)度依附和依賴，很多制造商都無(wú)法獲得上述優(yōu)勢(shì)。

從傳統(tǒng)的專有自動(dòng)化系統(tǒng)到“即插即用”的開放式平臺(tái)

目前，大多數(shù)領(lǐng)先的自動(dòng)化系統(tǒng)供應(yīng)商向最終用戶提供的是專有系統(tǒng)，導(dǎo)致這些用戶只能使用特定的技術(shù)。許多此類用戶在向其他PLC/DCS供應(yīng)商的系統(tǒng)遷移時(shí)，都面臨著投資回報(bào)率（ROI）的問(wèn)題。

然而，這種專有方法導(dǎo)致制造企業(yè)無(wú)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(jìn)IT技術(shù)的能力。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這種專有方法會(huì)限制企業(yè)快速向前發(fā)展、迅速建立市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的能力。

未來(lái)的情況將大有改觀。Automation.com總編Bill Lydon認(rèn)為，未來(lái)的制造和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)將圍繞通用開源架構(gòu)展開，并將遵循由開放標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)的互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)計(jì)算模式。工業(yè)自動(dòng)化實(shí)際上是一個(gè)計(jì)算用例，但它還未成熟到可以接納這些先進(jìn)概念的程度。工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)僅作為一個(gè)多廠商、可互操作的開放式平臺(tái)，用以實(shí)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(jìn)式變革方法，在保留現(xiàn)有流程和現(xiàn)有資產(chǎn)的同時(shí)，推動(dòng)階段性改變。這種方法側(cè)重于利用新技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約和運(yùn)營(yíng)改善。這樣的漸進(jìn)式調(diào)整并不會(huì)導(dǎo)致流程和業(yè)務(wù)模式的深刻變化?！?/span>Lydon認(rèn)為，制造和生產(chǎn)流程的變革以及業(yè)務(wù)模式的改變和技術(shù)變革的推動(dòng)，將加速提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，并帶來(lái)顯著的投資回報(bào)。

Lydon提倡采取任何必要措施，使用開放的多廠商架構(gòu)，基于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)管理目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化的整體控制?！耙胝嬲龑?shí)現(xiàn)‘即插即用’，我們必須摒棄本地標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)而采用單一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)配置文件，將設(shè)備添加到自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中。目前，計(jì)算機(jī)行業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這樣的操作，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單即可將打印機(jī)、掃描儀、照相機(jī)和外部驅(qū)動(dòng)等設(shè)備添加到系統(tǒng)中。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以，自動(dòng)化系統(tǒng)為何不行呢？”

標(biāo)準(zhǔn)必不可少

Lydon指出，在新的環(huán)境中，對(duì)于多廠商互操作性以及從供應(yīng)鏈到制造和生產(chǎn)再到客戶的無(wú)縫接口而言，標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。IEC 61131-3是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的工業(yè)自動(dòng)化和控制編程標(biāo)準(zhǔn)，得益于其完整的任務(wù)結(jié)構(gòu)，可以完成事件驅(qū)動(dòng)型、狀態(tài)觸發(fā)型和循環(huán)邏輯型任務(wù)。PLCOpen組織對(duì)IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了重大改進(jìn)，包括用于企業(yè)通信的OPC UA協(xié)議、遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用以及控制器到控制器的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)通信模型等。該領(lǐng)域的另一項(xiàng)進(jìn)展是IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)（譯者注：IEC61499已經(jīng)被等同轉(zhuǎn)化為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19769），這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)基于IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)的功能構(gòu)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(gòu)建的事件驅(qū)動(dòng)型任務(wù)為特征。

拋開IEC 61131和IEC 61499等編程標(biāo)準(zhǔn)不說(shuō)，人們往往會(huì)忽略這樣一個(gè)重要事實(shí)——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(shí)現(xiàn)。Eclipse Foundation 4diac開源項(xiàng)目促進(jìn)了IEC 61499，如果能夠被傳統(tǒng)自動(dòng)化廠商接受，那標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步發(fā)展將是朝著正確的方向邁出的一步。

IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的普及

施耐德電氣認(rèn)為，對(duì)于Lydon提出的問(wèn)題，答案可能在于IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)的普及。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)最初形成于上世紀(jì)90年代末和本世紀(jì)初，但是由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件所限，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)并未得到廣泛普及。如今，隨著技術(shù)的進(jìn)步，IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)解決了不同廠商設(shè)備間的可移植性、可配置性和互操作性問(wèn)題，同時(shí)也解決了軟件和硬件獨(dú)立性的問(wèn)題。此外，通過(guò)調(diào)整和結(jié)合基于掃描和基于事件的機(jī)制，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)可以使自動(dòng)化系統(tǒng)輕松采納IT領(lǐng)域的最佳實(shí)踐，并與企業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行交互。此外，借助IEC 61499兼容wrapper配置軟件實(shí)現(xiàn)遺留系統(tǒng)的再利用能力也正在開發(fā)當(dāng)中。

開放式過(guò)程自動(dòng)化論壇（OPAF）和過(guò)程工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)用戶協(xié)會(huì)（NAMUR）等組織作為最終用戶團(tuán)體，正在大力推進(jìn)對(duì)當(dāng)前專有自動(dòng)化系統(tǒng)范式的改革。有了IEC 61499標(biāo)準(zhǔn)，再加上施耐德電氣等主要自動(dòng)化廠商對(duì)于采用開放式自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)的意愿，可以說(shuō)現(xiàn)在已經(jīng)是萬(wàn)事俱備，工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)前景在望。