作为承接这一建设方向的具体规划,报告清晰地勾勒出了智能工厂的理想架构,将智能工厂进行划分,划分为了设备设施,智能工厂底座,生产管控,经营管理,以及多模式创新,这相辅相成的五大层级 。
其中,设备设施层,以制造装备与智能仪器仪表作为核心,借助嵌入式传感器,达成生产过程的实时监控与反馈;智能工厂底座,整合了以5G+工业互联网为核心的先进工业网络、工业信息安全防护以及开放自动化系统,用以构建高可靠、低时延的泛在互联架构;生产管控层,贯穿工厂建设与运营的全周期,实现工艺数字化设计、数字孪生构建以及全流程闭环管理;经营管理层,聚焦供应链协同、营销精准化以及可持续发展;多模式创新层,能够为数据驱动的研发、弹性供应链以及大规模个性化定制提供支撑。
站在现实的基础之上,这份报告明晰地解析了智能工厂建设所面对的众多核心难题与切合实际的困难之处。举例说明,于数据方面而言,工业通信协议的碎片化程度十分严重,这极大地影响了设备之间的互联互通特性,业务流程所对应的系统碎片化状况,同样对跨层级数据传递的效率形成了限制;在算力层面,传统PLC/DCS的分层分域部署方式致使算力资源处于孤立状态,难以达成工业视觉检测等应用场景毫秒级的响应要求。
开放自动化平台筑基,全方位赋能智能工厂应用
那么,面对数不清的诸多挑战,工业用户究竟该以怎样的方式,去切实有效地应对呢,又该如何实实在在地推进建设智能工厂的业务实践呢?
在这方面,开放自动化技术正蓬勃兴起,它为智能工厂的落地开拓出一条创新的达成途径。它通过搭建统一标准、广泛兼容且可延展的架构,开放自动化平台不但可实现 IT 与 OT 的深度融合,为智能工厂的核心环节打造出系统性的解决办法,还能够有针对性地应对生产作业、设备管理、质量管控、仓储物流及能碳管理等各个层面的挑战,成为有效化解传统制造模式效率瓶颈与协同难题的“金钥匙”。
比如,设在生产作业其中的环节里,开放自动化平台能够借助虚拟PLC去替换硬件PLC达到软硬件解耦,并且联合智能制造系统动态性地重新构建产线,凭借智能交互跟风险感知技术对人机协作流程予以优化,依靠设备机理以及数据混合建模技术实时性地优化工艺参数。
在仓储物流环节,开放自动化平台能够打通仓储与生产系统数据,它可以支持动态路径优化,它还能支持库存智能调度,它会通过标准化容器管理,它会通过实时数据同步,它会通过智能算法预测需求波动,从而可以有效提升仓储空间利用率,以及物料周转效率,进而能够降低库存积压风险,以及人工操作安全隐患。
在能碳管理环节,能源智能管控系统可依托开放自动化平台,实时整合多源能碳数据,结合大数据分析与AI技术,实现能耗预测,实现碳排放核算,生成优化方案。通过引入碳资产全生命周期管理系统,引入开放自动化平台,还能实时采集能碳数据,整合能碳数据,实现精准核算,进行深度分析,从而有效提升企业碳资产管理能力,增强绿色竞争力。
河南许继仪表有限公司,在这方面,是典型标杆之一,它跻身全国首批卓越级智能工厂,利用开放自动化技术赋能智能工厂建设 。
借助施耐德电气EcoStruxure开放自动化平台,也就是“EAE平台”,它成为5G网络、产线终端与IDFE工业数字聚变生态软件的中间枢纽,于是许继仪表智能工厂,把实体物理工厂产线设备运行实况,和高精度的数字虚拟模型深度融合,进而构建出孪生环境,此环境具备实时同步、精准映射、智能预警特点,最终实现对生产设备、生产线及工厂运营状态的全面数字化管理。
靠着EAE平台给予的深度赋能,许继仪表智能工厂成功打通了设备运行数据,又打通了视频监控系统,还打通了传感器网络以及生产管理系统,为设备状态实时监控场景提供了有力支撑,为异常预警与故障预测场景提供了有力支撑,为智能巡检场景提供了有力支撑,为远程运维等场景提供了有力支撑,达成了生产效率的全面提升,又达成了设备利用率的全面提升,还达成了安全管理水平的全面提升,这一数字化转型,带来了交付周期缩短百分之六十的卓越成效,带来了产品合格率提升至百分之九十九点九九的卓越成效,明显增强了许继仪表的市场竞争力。
以创新架构及生态建设,解锁全新价值空间
开放自动化技术趋势给智能工厂建设带来价值,这价值不只是为各应用场景解决方案提供更开放、灵活技术环境,更重要的意义是,它基于前所未有的创新架构,重构传统工业控制体系和生态协同模式,为更广泛产业数字化转型解锁广阔价值空间。
在技术层面,开自动化系统创新有功能架构,其以分层设计为核心,还以内模块化集成与标准化协议为核心,实现了“云-边-端”的协同优化,构建出智能工业自动化体系,此体系具备灵活性,且具有可扩展性。中国联通大数据首席科学家范济安谈道,这一架构不但能够提升系统灵活性,还更能够充分发挥工业蜂窝网的优势,该优势是允许多制式设备接入,以及简化网络部署等,并且通过边缘计算连带着云边协同实现智能算法下沉,进而为实时优化与预测性维护提供算力支撑,有力保障智能工厂能可靠、高效运转。”
部署,该过程为复杂AI模型在边缘节点的轻量化部署以及终端设备配备轻量智能提供了可能性 。最后,协议实现了统一化,接口亦达成了统一化,此二者在促成OT与IT协议互通之际,还为以数据标准化为基础的跨层级协同分析给予了便利。”
给智能工厂建设带去颠覆式创新的考量内,不单单有技术架构的迭代情况,还有构建产业生态时激荡出的巨大潜能。当下,以生态共建、协作共创作为特征呈现形式的“交响曲”,正快速替换掉过度依赖一家企业独立创新的“独奏曲”,进而成为工厂智能化创新实践的主流范式。
在这一领域,开放自动化大力主张借助多方协作达成技术融合以及价值共创,系统集成商能如此,网络服务商能如此,云服务商能如此,智能装备提供商能如此,应用开发商亦能如此,于多元、融合、互动的开放自动化生态里寻觅自身别具一格的生态位,借由紧密协作,造就技术突破与产业升级的良好循环,给智能工厂予以全链条支持。
澜兔数界(上海)科技有限公司创始人是刘啸天 ,刘啸天指出 ,开放自动化生态有效实现了能力进化 ,这种能力进化包括技术标准化 ,包括资源集约化 ,包括服务场景化 。这些变化不仅打破了传统自动化系统的封闭性 ,还能够结合各方专长对云 、网 、边 、端的资源进行优化配置 ,进而提升算力与网络利用率 ,并且通过模块化应用快速响应行业需求 ,以此降低智能工厂在今后的升级成本 。
未来,这一生态会持续吸引更多参与者,其中包括科研机构、标准组织等,共同去探索AI与开放自动化的融合,同时共同探索AI与5G-A的融合,还共同探索AI与TSN等新技术的融合,进而不断推动智能制造朝着“全域互联、自主决策”的领航级目标迈进 。
今天之时,中国工业的数字化之变革正处于面临中流击水的关键之时刻,而开放自动化的技术以及生态,正持续性地引导千行百业朝着价值跃迁的新蓝海驶去。正如同施耐德电气集团董事、高级副总裁、工业自动化业务中国区的负责人丁晓红所谈到的那般:“开放自动化为加速技术创新与产业创新融合发展构建了关键之桥梁,成为了打造领航智能工厂的核心动力。”在未来,施耐德电气会持续保持拥抱变革的态势,凭借经过不断、持续创新的技术来推动进步,依靠合作协作的精神去凝聚力量,与生态伙伴一道携手,为新型工业化进程贡献自身力量,从而助力中国制造能够大步向前迈进高端化、绿色化、智能化的高质量发展道路。”