【編者按】

“十四五”時期，是工業互聯網結合5G、大數據、人工智能等新一代信息技術，加速推進制造業轉型升級的關鍵階段。工業互聯網正在重塑制造業生態，使之呈現一種萬象更新的氣派。數字化轉型的入口處熙熙攘攘，然而真正讓工廠、車間發生數字化轉型的主導力量，仍是自動化廠商。這一次，《電子技術應用》雜志社以“自動化巨頭擁抱工業互聯網時代”為主題，面向全球五家自動化巨頭：ABB、艾默生、施耐德電氣、西門子、羅克韋爾自動化，針對自動化廠商在工業互聯網時代的轉型問題邀請嘉賓發表觀點，共話智能制造新篇章。

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2021年5月20日，跨國工業巨頭施耐德電氣（Schneider-Electric）正式發布V21.1版EcoStruxure? 開放自動化平臺（EcoStruxure? Automation Expert），進一步完善了以軟件為中心的開放自動化系統。該系統的成功應用已經為食品飲料、包裝、制藥和物流等行業企業帶來了立竿見影的效益。

從最初專注于中低壓配電及工業自動化的一家公司，到今日能源管理和自動化領域數字化轉型的領導者，施耐德電氣始終立于時代潮頭，堅定轉型方向，主動擁抱工業互聯網時代，不斷加速著中國工業的數字化轉型進程。

// 施耐德電氣與中國的故事 //

施耐德電氣與中國的淵源要從20世紀80年代講起。

1987 年，施耐德電氣在渤海之濱天津成立了第一家合資工廠梅蘭日蘭，將斷路器技術帶到中國，取代傳統保險絲，使得中國用戶的用電安全大為提升，并為斷路器標準的建立做出了卓越的貢獻。

圖  源 | 工業電器網

1992年，施耐德電氣全額收購法國專業生產電氣斷路器的公司——梅蘭日蘭（Merlin Gerin），并于次年在天津梅蘭日蘭有限公司中持股份，以50.1%實現控股。其實早在1982年前后，法國梅蘭日蘭就在天津建立了自己的生產廠，專門生產C45系列微型斷路器。

20 世紀90 年代，隨著中國市場的進一步開放，施耐德電氣融入中國的步伐也日益加快。施耐德電氣憑借先進的技術和產品，全面參與了眾多中國能源和基礎設施建設，其中包括為三峽工程、西氣東輸、南水北調、嶺澳核電站等重大工程提供設備和服務。

近年來，在能源管理領域的不斷深耕讓施耐德電氣在越來越多重大的國內和國際性事件活動中嶄露頭角。例如2008北京奧運會、2009中國六十周年慶典、2010 上海世博會、新中國成立70周年慶典等。

// 四個轉型期 //

作為一家擁有180多年歷史的法國企業，施耐德電氣的業務史是由幾代人共同書寫的。

施耐德電氣先后經歷了三個業務轉型期：1836年，施耐德兄弟在法國勒克魯索（Creusot）收購了礦井和鋼鐵廠。兩年后，他們成立了“Schneider&Cie”，一舉成為鋼鐵和機器行業翹楚。1891年，公司進軍新興電氣市場。在經歷了業務擴展、深度重組、戰略性收購后，從1981至1997年間，施耐德電氣脫離了鋼鐵和造船行業，將業務集中于電氣行業。

進入21世紀，施耐德電氣開始專注于能源管理和數字化轉型。在施耐德電氣的理念中， “一成不變” 的工業自動化系統勢必難以滿足數字化時代對開放、互聯互通以及效率的需求，“開放自動化”變革箭在弦上。2017 年，施耐德電氣推出了基于物聯網的新一代EcoStruxure ? 架構與平臺，面向樓宇、數據中心、工業和基礎設施四大終端市場，提供配電、信息技術、樓宇、機器、工廠、電網六大專業領域的端到端解決方案，為用戶與合作伙伴的數字化轉型賦能。2019年，施耐德電氣推出綠色智能制造的理念，綜合運用信息技術、運營技術、數據技術、能源技術和通訊技術，幫助企業實現生產和運營的信息化、自動化、數字化、綠色化和網絡化。借助綠色智能制造，施耐德電氣將攜手產業鏈上下游生態圈合作伙伴，幫助企業進一步提升效率，同時對可持續發展做出更多貢獻。

2020年10月，施耐德電氣推出了全新的自動化系統，EcoStruxure? 開放自動化平臺，向 “軟件定義自動化” 和開放自動化架構邁出了堅實的一步。2021年5月20日，施耐德電氣正式發布V21.1版EcoStruxure? 開放自動化平臺，進一步完善了以軟件為中心的開放自動化系統。

圖  源 | 施耐德電氣

// 收購nxtControl，孵化開放自動化平臺 //

其實，作為自動化領域頭部廠商，施耐德電氣早已擁有齊全的自動化產品線和完善成熟的數字化解決方案，例如PLC、運動控制、DCS、SCADA等。不過，作為一家極富洞察力和預見性的企業，從首款莫迪康084PLC開始，施耐德電氣在自動化領域的創新從未停歇，甚至不憚于顛覆性的創新。

2017年，施耐德電氣收購了nxtControl，這家專注于開放自動化開發工具的奧地利公司是分布式系統控制技術領域的全球領導者。施耐德電氣工業自動化事業部市場部經理王強軍表示，施耐德電氣EcoStruxure? 開放自動化平臺的原型就是來自于nxtControl的平臺。在2017年的收購后，施耐德電氣就成立了一個由機器自動化、工廠自動化和過程自動化的產品管理和研發人員組成的“孵化器”組織，在nxtControl原型軟件平臺上加上了一些新的IT技術和施耐德電氣原有的技術，推出了現在的開放自動化平臺。

// “開放自動化”，一場更徹底的革新 //

疫情的來襲是一個催化劑。

為了應對、消抵疫情給業務帶來的不確定性，越來越多的工業廠商開始著手加速數字化轉型，數字化需求進一步被激發。為了促進數字經濟的發展，加強5G網絡、數據中心、工業互聯網等基礎建設也被提上日程。不過，施耐德電氣感受到，相比日新月異的IT領域，自動化領域的開放要“遲緩”很多。例如，自動化的產品迄今無法實現“即插即用”，不能做到和其他控制器互相通用，各個控制器的編程代碼也不能復用等等。

一直以來，出于對可靠性、安全性及技術獨有性的考慮，工業自動化控制系統通常都是相對封閉的。而“封閉”、“專用”這些特質也在過去幾十年里為工業自動化系統的安全可靠運行保駕護航，以此優勢極大地促進了工業化生產。不過，在工業4.0時代，隨著技術的發展和全球競爭的加劇，控制系統的開放性變得尤為重要。在施耐德電氣看來，各大廠商精心構筑的技術“護城河” （目前多數廠商都有自己獨有的系統，用戶一旦選擇了某個廠商的系統，就幾乎固定了可用的軟硬件、架構和技術路線），是造成“不夠開放”的自動化的主要原因。

施耐德電氣認為，隨著智能制造時代的到來，IT技術不斷融入到OT技術之中，設備與設備、設備與產線、產線與產線、產線與工廠之間的互聯互通互操作就顯得比以前任何時期更為重要，只有實現了互聯互通、互操作才可能實現真正的智能制造。但在現階段，萬國設備和多種封閉的專有自動化平臺協議使“工業”裹足不前，無法充分發揮數字技術的全部潛力，這需要真正的開放式自動化系統來支持便于移植的應用軟件，全面支持數字創新。

圖  源 | 施耐德電氣

在IT領域，像Linux一樣的標準化開放式操作系統刺激了活躍的大型開發者生態系統，可以創建多種多樣的便攜式、具有成本效益的創新軟件解決方案和服務，以解決非常具體的業務問題；在手機領域，從非智能發展到智能，手機經歷了軟件系統脫離硬件設定的過程，擺脫了按鍵的限制，才使各種SaaS軟件、手寫、手勢控制等功能成為了可能。由此可見，每一次軟件與硬件的解耦都能帶來效率的極大提升。開放自動化在工業領域中的實現會使成本控制、生產效率、業務價值以及投資回收創造更多可能，施耐德電氣為我們指出了四點：

• 業務可以根據不斷變化的市場需求、能源和原材料的實時價格波動，以及大幅縮短的產品生命周期來做出靈活響應，采取具有成本效益的舉措；

• 在靈活的數字自動化平臺的支持下，工廠和流程在效率、可靠性、生產力和可持續性方面將實現全面優化；

• 當手動任務實現完全自動化后，勞動力將得到進一步解放，業務人員將能夠利用直觀的技術和易于理解的分析方法來做出智能的實時決策，從而創造出空前的業務價值；

• 借助AR、遠程管理工具和預測性維護等創新技術，可以確保工程和流程實現100%的效率，運營投資成本和資本性投資成本的回收速度進一步提升。

“EcoStruxure開放自動化平臺，通過軟硬件解耦實現不同硬件、不同系統之間的互聯互通互操作、軟件可移植和復用，為進一步提升工業效率、數字經濟落地進行鋪墊。” 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。

龐邢健，施耐德電氣高級副總裁、工業自動化業務中國區負責人

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施耐德電氣副總裁、下一代工業自動化孵化器團隊負責人John Conway也指出，施耐德推出開放自動化平臺基于兩個原因，一是客戶本身的需要。“在之前的OPAF開放流程自動化論壇上，很多客戶表達他們希望有一個真正開放的平臺，可以讓他們目前所用的軟件和組件、功能塊能夠有可移植性，可復用性。相比于專有自動化，開放自動化中的復用性對企業來講是非常重要，這樣可以使OT和IT的數據交換變的非常容易，滿足客戶需求。”

二則是想要填平“護城河”的追求。“工業4.0的概念下，涌現出了很多先驅的技術模塊和概念，但始終沒有進入大規模生產。其中，各廠商之間自動化系統的專有性成為了一種阻礙。”

// EcoStruxure? 開放自動化平臺的實踐 //

IEC 61499是用于分布式工業過程測量與控制系統功能塊的標準，此項標準的提出能有效解決專有自動化系統的局限性，同時實現OT系統和IT系統之間的融合。

施耐德電氣提出的開放自動化由基于IEC 61499標準的各種即插即用自動化軟件組件組成。它通過一種行之有效的方式來解決客戶遇到的特定問題。“即插即用”是開放自動化平臺最突出的特性，它允許OEM、系統集成商和最終用戶將同類最佳應用整合在一起，構建最佳的自動化解決方案。

圖  源 | 施耐德電氣

開放自動化系統架構不僅是簡單的技術變革，而且能從根本上改變工藝流程和機器設備的設計方式。目前，EcoStruxure? 開放自動化平臺針對食品飲料和物流自動化兩個高速發展的行業提供了細分的行業庫，為總包商、設備制造商、系統集成商和最終用戶帶來工程和運營效率的優化。在乳品行業中，涵蓋儲存、傳送帶、灌裝等多環節的資產被容納到一個動態資產模型中，可實現各工程相互的連續性和總體設計的便利化；在物流行業，工程師可利用輸送線、移載、轉向等行業功能塊，快速實現系統的工程設計、測試和調整，縮短系統投入運行所需的時間。此外，施耐德電氣在其位于上海的智慧物流中心部署了EcoStruxure開放自動化平臺以降低成本并提高效率。得益于軟件與硬件的解耦，根據流量需求的變化來修改輸送線路變得更容易，成本效益大幅提升。借助EcoStruxure開放自動化平臺，施耐德電氣上海智慧物流中心的故障識別和排除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%。

圖  源 | 施耐德電氣

除本身的先進性外，EcoStruxure? 開放自動化平臺對產業鏈上下游客戶帶來的直接收益也讓人心動。據ARC顧問集團近期發布的白皮書《開放自動化之路》中的數據顯示，與當前的自動化工程系統相比，EcoStruxure? 開放自動化平臺可將工程小時數減少68%，如果能應用于工業自動化的安裝設備上，每年可節省數十億美元的成本。在工廠的整個生命周期內，節省下來的成本可能會更多。這一切，將幫助企業在面對未來市場業務不確定性時提升運營韌性以及提升可持續發展能力。

// EcoStruxure? 開放自動化平臺的安全保障 //

開放自動化體系能夠促進工業互聯網的快速發展。不過，工業互聯網的發展有一個最為關鍵的前提，那就是要“保障信息安全”。一直以來，穩定可靠是自動化領域的“命門”，那么，開放自動化在帶來靈活性、韌性、敏捷性的同時，是否會隨之帶來信息安全問題呢？

對此，施耐德電氣工業自動化業務產品管理全球總監張開石表示：“自動化系統的開放性和信息安全性不互相矛盾，相反，兩者對于我們來說是相輔相成的。” 據悉，EcoStruxure開放自動化平臺在研發環節就采取端到端的信息安全理念，從最底層的互聯互通產品到邊緣控制再到軟件與數字化服務層，產品開發注重信息安全，同時，EcoStruxure開放自動化平臺更多安全等級認證，也正在逐步推進中。

施耐德電氣中國區首席信息安全官王勇對記者表示，信息安全是EcoStruxure的一個重要組成部分。施耐德已經全面實行了基于IEC 62443-4-1的SDL安全開發生命周期流程，包括EcoStruxure開放自動化平臺在內的產品從一開始就在開發流程上對信息安全進行有效的控制。施耐德電氣通過對產品采用IEC62443-4-2實現原生安全。 此外，信息安全是一個系統問題，施耐德倡導采用縱深防御的方法，在工控系統的安全分區、邊界防護、設備加固、檢測審計等多個維度進行多層次的防護以降低信息安全風險。同時，施耐德也為用戶提供了信息安全實施指南，同時有信息安全服務團隊，為客戶提供滿足IEC61443-3-3及網絡安全等級保護在內的全生命周期信息安全服務。

// 致力人才培養——釋放數字化價值，培養“數字化公民” //

數字化轉型是一場不進則退的競賽。施耐德電氣對于工業互聯網時代人才的培養也一直走在時代前端。

為支持中國工程人才的培養，施耐德電氣啟動了大學合作項目，與高校聯合為培養數字化人才提供支持。合作內容涵蓋實驗室共建，師資培訓，課程設置及教材編纂、共同研發創新，人才實訓等，在產學合作和產研合作中培養復合型人才。

圖  源 | 施耐德電氣大學官網截屏

而成立于2006年的施耐德電氣（中國）大學，迄今為止已有15年的發展歷史， 2020年，線上施耐德電氣大學成立，課程更為豐富便捷。施耐德電氣高級副總裁、人力資源中國區負責人張琰琰表示：“只有學習型組織才能夠獲得最后的成功，所以我們打造一個共享的學習平臺，把豐富的知識和體系放在上面，大家一起來共同學習、共同分享。只有相互賦能，才能彼此成就。”

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