下一代智能工廠怎么建？開放自動化給出“解題思路”

2025-09-30 16:17·至頂科技

作者：王聰彬

1993年，國際電工委員會（IEC）發(fā)布了IEC 61131-3，這一標準在隨后十余年間成為工業(yè)控制領域的“統(tǒng)一語言”。這種標準化帶來的一致性，為工業(yè)控制的發(fā)展奠定了舉足輕重的作用。

當復雜工業(yè)系統(tǒng)邁向更高層次時，IEC 61499應運而生。成為開放自動化浪潮的起點，打破傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)的封閉格局，推動IT與OT的深度融合，讓智能工廠的發(fā)展日新月異。

如今，開放自動化技術(shù)與工業(yè)蜂窩網(wǎng)、邊緣計算、人工智能等先進技術(shù)已密不可分，推動工廠智能化加速建設。繼《5G+PLC 深度融合解決方案》和《工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化解決方案》兩部報告之后，在2025工博會上，施耐德電氣聯(lián)合合作伙伴發(fā)布了“5G+邊緣計算”系列報告的第三部《開放自動化賦能工廠智能化解決方案》。

在前兩年的研究基礎上，今年的報告更加突出了軟件定義自動化技術(shù)與工業(yè)蜂窩網(wǎng)絡、邊緣算力平臺的最新融合成果，為智能工廠的產(chǎn)線管控、運營優(yōu)化提供可復制的創(chuàng)新路徑，也為企業(yè)轉(zhuǎn)型提供可復制、可操作的參考藍本。

開放自動化正在塑造工業(yè)未來

面對日益復雜的生產(chǎn)需求與快速變化的市場環(huán)境，如何打破技術(shù)壁壘、實現(xiàn)高效敏捷的運營，已成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心議題。

施耐德電氣高級副總裁、戰(zhàn)略與業(yè)務發(fā)展中國區(qū)負責人熊宜指出，當前制造企業(yè)普遍面臨三大挑戰(zhàn)：技術(shù)能力與儲備不足、現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)異構(gòu)性和復雜性、生態(tài)開放性與協(xié)同不足。施耐德電氣則通過標準化、模塊化降低應用門檻，優(yōu)化實施流程部署更加便捷，并在研發(fā)上與生態(tài)伙伴深度協(xié)作推動技術(shù)落地。

在具體的工廠建設實踐上，施耐德電氣高級副總裁、全球供應鏈中國區(qū)負責人張開鵬談到了開放自動化的三大優(yōu)勢。

第一，虛擬化擴展。通過軟件定義，控制邏輯不再依賴傳統(tǒng)PLC硬件，而由集中化平臺統(tǒng)一實現(xiàn)。當需要新增產(chǎn)線時，無需采購和部署新的PLC，只需在系統(tǒng)中虛擬出新的控制器即可，大幅減少部署和編程時間。

第二，模塊化編程。工程師可以通過拖拽式操作快速調(diào)用標準化模塊，從而高效完成新設備和新產(chǎn)線的部署，顯著提升開發(fā)與落地速度。

第三，IT與OT融合。EcoStruxure開放自動化平臺（EAE）具備雙向交互能力：既能與IT系統(tǒng)進行數(shù)字交互，又能以OT模式直接連接底層設備。不僅降低了成本，也進一步提升了新產(chǎn)線的部署效率。

據(jù)介紹，《開放自動化賦能工廠智能化解決方案》提出以分層設計、模塊化集成、標準化協(xié)議為核心的開放自動化架構(gòu)，通過多維技術(shù)整合，實現(xiàn)“云-邊-端”協(xié)同優(yōu)化，構(gòu)建靈活、可擴展的智能工業(yè)自動化體系。

當然，開放自動化最終依賴于產(chǎn)業(yè)生態(tài)的共建。施耐德電氣通過大企業(yè)的戰(zhàn)略合作與新興企業(yè)的“創(chuàng)贏計劃”，幫助不同類型的合作伙伴都能找到切入點，共同推動技術(shù)落地與產(chǎn)業(yè)升級。

工業(yè)通信的下一站是5G

在工業(yè)領域的早期生態(tài)中，經(jīng)銷商和代理商是渠道的核心，研發(fā)與創(chuàng)新也依賴高度的中心化。但這一模式正在快速發(fā)生變革，當海量數(shù)據(jù)與實時互聯(lián)成為新常態(tài)，挑戰(zhàn)接踵而來：通信的穩(wěn)定性如何保障？在更大規(guī)模的數(shù)據(jù)量下，通訊架構(gòu)又該如何設計？

工業(yè)通信生態(tài)壁壘，一直是攔在傳統(tǒng)工業(yè)前面的一座大山。中國聯(lián)通與工業(yè)的結(jié)緣源于5G，2018 年，在工信部推動下，運營商與工業(yè)企業(yè)開始攜手，探索5G在智能制造與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的價值。

如何賦能工業(yè)企業(yè)的智能化？在中國聯(lián)通大數(shù)據(jù)首席科學家范濟安看來，需要遵守從網(wǎng)絡化到數(shù)字化，再到智能化的發(fā)展路徑。

針對現(xiàn)有工廠的痛點，中國聯(lián)通提出了5G全連接工廠概念，通過將各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，尤其是現(xiàn)場級設備進行連接。打造公網(wǎng)私用、半內(nèi)半公以及完全獨立這三種5G專網(wǎng)。

范濟安也坦言：“三種專網(wǎng)在工業(yè)場景落地后，也遇到了一些挑戰(zhàn)?！彼赋觯畲蟮奶魬?zhàn)就是PLC協(xié)議不統(tǒng)一的連接問題，中國聯(lián)通通過軟硬件網(wǎng)關(guān)來解析不同工業(yè)協(xié)議。

在推進計劃上，中國聯(lián)通從連接層入手，逐步拓展到平臺層（如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)），再延伸到上層應用，與合作伙伴一起探索如能耗管理、預測性維護等場景。

為精準滿足工業(yè)場景的核心需求，中國聯(lián)通正從實際應用價值出發(fā)，逆向定義工業(yè)5G網(wǎng)絡必須具備的關(guān)鍵屬性，比如網(wǎng)絡的確定性、極低時延以及上層帶寬。同時施耐德電氣在工業(yè)控制領域積極推動開放自動化，推動基于IEC 61499的模塊化、IT 化編程架構(gòu)，中國聯(lián)通也借此將5G與工業(yè)控制深度結(jié)合，讓5G在數(shù)據(jù)連接采集、平臺支撐之外，發(fā)揮出第三種應用價值。

開放自動化引領的共創(chuàng)浪潮

越來越多的生態(tài)伙伴也正通過模塊化的方式，幫助企業(yè)降低數(shù)字化壁壘，在控制成本的同時加快實施進程。

瀾兔數(shù)界（上海）科技有限公司創(chuàng)始人劉嘯天指出，幾年前客戶對數(shù)字化的需求還停留在協(xié)議統(tǒng)一、數(shù)據(jù)打通，而如今已擴展到跨部門、跨角色乃至跨時間的深度協(xié)同。同時，他也看到，盡管新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，但大多相對封閉，這在一定程度上制約了真正的大規(guī)模落地。

瀾兔數(shù)界將自身定位為“技術(shù)聯(lián)合器”和“價值轉(zhuǎn)化器”，通過自研工業(yè)數(shù)據(jù)虛擬化軟件，把5G融合、數(shù)字孿生、工業(yè)控制閉環(huán)等經(jīng)驗，沉淀為通用模型庫，涵蓋物聯(lián)網(wǎng)模型庫、算力調(diào)度模型庫、5G運維模型庫、數(shù)字孿生模型庫等，覆蓋了將近70%的跨行業(yè)應用。同時，深入研究高端裝備、半導體等領域的設備機理和工藝邏輯，提煉出覆蓋約30%行業(yè)的特殊應用模型庫。

“結(jié)合70%的通用應用與30%的行業(yè)應用的模型庫，用戶可在無需額外前后端支持的情況下，靈活組裝出所需的定制化應用?！眲[天說道。這與施耐德電氣倡導的開放自動化異曲同工。

北京華勝銳盈科技有限公司也一直圍繞制造業(yè)痛點，在EcoStruxure開放自動化平臺（EAE）上進行深入測試。核心工作主要聚焦于三點：一是搭建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)監(jiān)控與匯集平臺，整合不同場景下的數(shù)據(jù)并進行實時匯總、清洗與分析，釋放數(shù)據(jù)價值；二是確保平臺的穩(wěn)定性、高可用性和低時延；依據(jù)業(yè)務需求合理設計云邊端架構(gòu)。

“在EAE團隊的專業(yè)支持和聯(lián)通等伙伴的緊密協(xié)作下，我們正形成一個‘你中有我、我中有你’的融合生態(tài)。”王宇男對此充滿信心，相信通過這樣的生態(tài)合力，必將攻克工業(yè)領域中的核心難題。