在工业4.0的浪潮中，技术的革新不断推动着制造业的转型升级。施耐德电气作为全球能源管理和自动化领域的领导者，携手中国信息通信研究院、中国联通和华胜锐盈，在第24届中国国际工业博览会上联合发布了《工业蜂窝网赋能的开放自动化解决方案》报告。这份报告不仅深入解读了新型工业化趋势下的技术融合优势，更展示了施耐德电气如何通过算、网、控技术的融合，为制造业带来效率提升与彻底的数字化转型。
技术融合：工业自动化的新篇章
随着国家新型工业化政策的指引，“5G+工业互联网”的解决方案正逐步从外围辅助环节向生产控制核心环节渗透，意图打破传统工业控制系统的封闭现状，提高生产过程的柔性和透明性。施耐德电气的开放自动化技术、工业蜂窝网技术，以及边缘算力平台技术的快速发展，正在加速这一变革的实现。
在这一变革中，开放自动化系统架构的创新理念成为了核心。施耐德电气EcoStruxure开放自动化平台（EcoStruxure Automation Expert，简称EAE）便是这一理念的实践典范。EAE基于IEC 61499标准，通过软硬件全生命周期的解耦，实现了即插即用的生产模式，提高了工程效率，并支持了IT/OT的原生融合。
工业蜂窝网的部署，是实现开放自动化系统的关键一步。这种网络不仅为工业企业提供了高可靠、广连接、低功耗、低成本的无线专网数据传输服务，也支持了面向5G-A、6G等技术的长期演进和升级。这种网络的部署，提高了生产的灵活性，也为工业控制算法的分布式部署提供了可能。
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介绍，施耐德电气和合作伙伴在今年的实际应用中，将控制系统南向链接的无线化进一步延伸至控制虚拟化及平台生态化。同时，网络连接也从5G专网迭代至融合了5G、4G（含Cat.1、Cat.4等)和NB-IoT等多种网络制式的工业蜂窝网。
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
“之所以进行这两方面的迭代，是因为它们恰好符合开放自动化系统本身的发展需求。”申红锋解释道，“有了网络和算力平台的加持，开放自动化的愿景得以更好地实现。”一方面，虽然5G进入南向的能力已经得到验证，但并不是所有设备都需要用到5G的高速率、大带宽特性。工业现场的应用十分复杂，不同场景对网络的指标要求并不相同——有的终端对速率要求不高，但对功耗非常敏感；有的终端部署数量较多，希望成本更加经济。对此，施耐德电气与合作伙伴提出了“工业蜂窝网”这一概念。这样既能满足不同智能制造场景对网络能力的差异化要求，还兼具易用、安全、合规、低功耗等特点。
另一方面，传统实体PLC的“重任”可以由采用超融合架构的工业边缘算力平台来承接。北京华胜锐盈科技有限公司总经理、创始合伙人王宇男认为，超融合对工业企业客户而言是最完美的一种选择：“超融合一来能够有效降低从设备采购到维护的成本，二来可以根据企业需求的增长实现快速、灵活的扩容，具有高度开放、高可用、易于扩展、弹性伸缩、便于维护和管理等优势。”
事实上，施耐德电气EcoStruxure开放自动化平台（EAE）作为开放自动化系统架构的典型实例，自2020年发布以来，施耐德电气EcoStruxure开放自动化平台以3-6个月为一个周期持续迭代，至今已经更新至V24.0版。
申红锋介绍，“全新升级的版本在‘高、大、稳、广、易’这五个方面得到了强化——‘高’指的是整合工业视觉算法、数字孪生等高级应用；‘大’意味着更大的系统规模，目前每个解决方案可支持超过5000个I/O；‘稳’意味着系统可靠性的进一步提升；‘广’是指平台能够支持Profinet、MQTT、OPC-UA、Modbus等更加广泛的通信协议；‘易’则是通过提升易用性为用户带来更好的开发体验。目前，该平台已经在交通基础设施、水与污水处理、地下管廊、隧道、物流、厂务系统、离散工业生产线、数据中心等多个行业得到了广泛应用。”
绿色智能：未来工业的可持续发展
在施耐德电气上海工厂的探访中，我们得以一窥这一变革的前沿实践。工厂自1996年建立以来，经过多年的发展，已经成为施耐德电气在华的“零碳工厂”和先进智能工厂代表。2022年，该工厂被上海市经济和信息化委员会评定为“上海市智能工厂”。同期，获得“上海市普陀区质量金奖组织奖”。
施耐德电气上海工厂至今已有28年的历史，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。设备的更新换代不仅仅是硬件的升级，更是对整个生产流程的优化和再造。
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介绍：“施耐德电气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，二是对产线柔性化升级。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，会在时间和成本方面带来挑战。”
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
其中，在高速全自动铆银机设备改造项目中，其所用PLC运行了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，不仅设备改造升级成本高，而且由于老旧的PLC缺少相关的一些通信功能，导致设备数据采集困难。
在改造过程中，施耐德电气不仅要解决硬件的PLC和工站紧绑定的问题，还要解决IT与OT之间的信息孤岛现象。此外，传统老设备更常用的有线通讯方式在灵活性上存在不足，这在一定程度上限制了生产的灵活性和扩展性。施耐德电气上海工厂的线体改造案例，展示了开放自动化与工业蜂窝网方案在实际应用中的显著成效。通过软硬件解耦，减少了对PLC数量的依赖，降低了固定资产投资，提高了运维效率。同时，改造后的系统具备更高的移动性和灵活性，能够快速部署，覆盖范围更广，支持大规模的设备连接。
随着技术的不断进步和市场需求的日益增长，开放自动化的前景愈发广阔。施耐德电气的开放自动化平台，不仅在分布式过程控制、基础设施、新能源汽车、数据中心等领域得到应用，更在仓储、物流、工厂离散装备行业等实现了自动化设备的改造。在开放自动化的浪潮中，施耐德电气基于其前瞻性的技术视野和深厚的行业经验，必将推动工业自动化技术的革新，为制造业的数字化转型提供了新的思路和实践路径而随着更多生态伙伴的加入，开放自动化将在全球范围内掀起一场新的工业。
