在國家新型工業(yè)化政策的指引下，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”解決方案正在從外圍輔助環(huán)節(jié)向生產(chǎn)控制核心環(huán)節(jié)滲透，并借此改變傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)導(dǎo)致的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)固化及封閉的現(xiàn)狀，以提高生產(chǎn)過程的柔性和透明性。尤其是隨著5G、邊緣計算、人工智能等信息通信技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的逐步深入，工業(yè)控制領(lǐng)域正經(jīng)歷一場‘網(wǎng)絡(luò)化、開放化、智能化、協(xié)同化’的新型工控革命。

在此形勢下，施耐德電氣聯(lián)合中國信息通信研究院、中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團有限公司、北京華勝銳盈科技有限公司等合作伙伴，結(jié)合自身在工業(yè)蜂窩網(wǎng)、邊緣算力賦能開放自動化的應(yīng)用實踐成果，共同組織編寫了《工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化解決方案》報告（下稱“報告”），并于2024年中國國際工業(yè)博覽會首日發(fā)布。該報告不僅結(jié)合新型工控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，詳細(xì)描述了開放自動化系統(tǒng)架構(gòu)，還系統(tǒng)性地提出了工業(yè)蜂窩網(wǎng)的定義、范疇、典型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并對支撐開放自動化的邊緣算力平臺的系統(tǒng)架構(gòu)、規(guī)劃、部署和運維進(jìn)行了詳盡解讀。

目前，工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化解決方案在位于上海市普陀區(qū)的施耐德工業(yè)控制有限公司（下稱“施耐德電氣上海工廠”）中已經(jīng)落地應(yīng)用，在強大的工業(yè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)和邊緣算力平臺的加持下，該廠對設(shè)備進(jìn)行改造并開展柔性產(chǎn)線升級，實現(xiàn)了產(chǎn)能與效率的顯著提升。在報告發(fā)布前夕，施耐德電氣邀請各位媒體朋友來到施耐德電氣上海工廠進(jìn)行現(xiàn)場參觀與交流，在這一新型工控應(yīng)用的“示范場”中，我們看到了更加具象的開放自動化圖景。

在媒體交流會上，在被問及施耐德電氣是基于怎樣的挑戰(zhàn)或需求，從而部署了“工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化解決方案”時，施耐德電氣全球供應(yīng)鏈中國區(qū)低壓產(chǎn)品事業(yè)部副總裁應(yīng)鵬介紹道：“施耐德電氣上海工廠部署工業(yè)蜂窩網(wǎng)和開放自動化平臺的主要動力，源于對自動化設(shè)備改造和對產(chǎn)線柔性化升級兩大方面的需求。上海工廠發(fā)展至今已有28年的歷史了，隨著自動化程度的逐步提高，許多設(shè)備處于逐步演變的過程中，一些老設(shè)備自然需要進(jìn)行升級改造。然而，在這個過程中，由于硬件的PLC和工站的強綁定，IT和OT之間相對割裂，會在時間和成本方面帶來挑戰(zhàn)。”

可見，即使在施耐德電氣現(xiàn)有的、自動化程度很高的一個工廠，不僅有持續(xù)的自動化升級改造的需求，也有運維的數(shù)字化需求。

在高速全自動鉚銀機設(shè)備改造項目中，其所用PLC運行10年以上且已停產(chǎn)，系統(tǒng)生命周期到達(dá)終點。這意味著一旦出現(xiàn)故障，維修或替換將面臨困難，甚至可能造成生產(chǎn)線的長時間停頓，影響生產(chǎn)計劃和交貨周期。更令人頭疼的是，實體PLC與軟件程序一對一的綁定關(guān)系使得程序不能復(fù)用，設(shè)備改造升級成本高，同時由于老舊的PLC缺少相關(guān)的一些通信功能，導(dǎo)致設(shè)備數(shù)據(jù)采集困難。

為了解決這些挑戰(zhàn)，施耐德電氣聯(lián)合合作伙伴采用工業(yè)蜂窩網(wǎng)+虛擬PLC的方式對原來的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行改造。這套方案的靈魂，正是施耐德電氣EcoStruxure開放自動化平臺通過工業(yè)蜂窩網(wǎng)與I/O交互，將原有的硬接線以無線方式代替，提高了產(chǎn)線的柔性，而EAE SoftdPAC則實現(xiàn)了軟硬件解耦，提高了軟件的可重用性。應(yīng)鵬介紹稱，本系統(tǒng)已于2024年3月正式進(jìn)入商用環(huán)境下運行，成功驗證了在高速設(shè)備（CT<5s）上的應(yīng)用，改造前后設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量保持一致，預(yù)計10臺自動鉚銀機可降低改造成本高達(dá)75萬元。

除了舊設(shè)備的改造，對產(chǎn)線柔性化的需求是施耐德電氣面臨的另一大挑戰(zhàn)，它來自于客戶對多品種、小批量定制化的需求，同時一些新產(chǎn)線為了提質(zhì)增效，還希望進(jìn)一步引入AI等新興技術(shù)，但往往會擔(dān)憂轉(zhuǎn)型升級的成本和實施效果等問題。“這對企業(yè)生產(chǎn)的自動化和柔性化程度提出了更高的要求。”應(yīng)鵬表示，施耐德電氣上海工廠的生產(chǎn)線正在推進(jìn)AI應(yīng)用，包括AI攝像頭以及AI與OT的融合，在整個過程中就需要在開放自動化平臺上加上5G傳輸，這也是目前施耐德電氣需要重點解決的一個痛點。

據(jù)了解，在一條接觸器的全自動柔性裝配線項目中，施耐德電氣通過將模型訓(xùn)練算法和推理算法分別部署在AI引擎和邊緣推理服務(wù)中，并將原有工業(yè)相機替換成普通的相機，不僅大大降低了成本，還縮短了設(shè)備的調(diào)試周期，顯著提高了生產(chǎn)效率。

工業(yè)蜂窩網(wǎng)賦能的開放自動化解決方案在施耐德電氣上海工廠的成功應(yīng)用，展現(xiàn)了其在幫助企業(yè)降本增效方面的巨大潛力。站在技術(shù)演進(jìn)與產(chǎn)業(yè)變革的轉(zhuǎn)折點上，擁抱開放自動化已經(jīng)成為制造企業(yè)的必選之路。未來，施耐德電氣將始終秉持開放自動化愿景，同時攜手更多生態(tài)伙伴，持續(xù)推動工業(yè)自動化領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。