【编者按】

“十四五”时期，是工业互联网结合5G、大数据、人工智能等新一代信息技术，加速推进制造业转型升级的关键阶段。工业互联网正在重塑制造业生态，使之呈现一种万象更新的气派。数字化转型的入口处熙熙攘攘，然而真正让工厂、车间发生数字化转型的主导力量，仍是自动化厂商。这一次，《电子技术应用》杂志社以“自动化巨头拥抱工业互联网时代”为主题，面向全球五家自动化巨头：ABB、艾默生、施耐德电气、西门子、罗克韦尔自动化，针对自动化厂商在工业互联网时代的转型问题邀请嘉宾发表观点，共话智能制造新篇章。

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2021年5月20日，跨国工业巨头施耐德电气（Schneider-Electric）正式发布V21.1版EcoStruxure™ 开放自动化平台（EcoStruxure™ Automation Expert），进一步完善了以软件为中心的开放自动化系统。该系统的成功应用已经为食品饮料、包装、制药和物流等行业企业带来了立竿见影的效益。

从最初专注于中低压配电及工业自动化的一家公司，到今日能源管理和自动化领域数字化转型的领导者，施耐德电气始终立于时代潮头，坚定转型方向，主动拥抱工业互联网时代，不断加速着中国工业的数字化转型进程。

// 施耐德电气与中国的故事 //

施耐德电气与中国的渊源要从20世纪80年代讲起。

1987 年，施耐德电气在渤海之滨天津成立了第一家合资工厂梅兰日兰，将断路器技术带到中国，取代传统保险丝，使得中国用户的用电安全大为提升，并为断路器标准的建立做出了卓越的贡献。

图  源 | 工业电器网

1992年，施耐德电气全额收购法国专业生产电气断路器的公司——梅兰日兰（Merlin Gerin），并于次年在天津梅兰日兰有限公司中持股份，以50.1%实现控股。其实早在1982年前后，法国梅兰日兰就在天津建立了自己的生产厂，专门生产C45系列微型断路器。

20 世纪90 年代，随着中国市场的进一步开放，施耐德电气融入中国的步伐也日益加快。施耐德电气凭借先进的技术和产品，全面参与了众多中国能源和基础设施建设，其中包括为三峡工程、西气东输、南水北调、岭澳核电站等重大工程提供设备和服务。

近年来，在能源管理领域的不断深耕让施耐德电气在越来越多重大的国内和国际性事件活动中崭露头角。例如2008北京奥运会、2009中国六十周年庆典、2010 上海世博会、新中国成立70周年庆典等。

// 四个转型期 //

作为一家拥有180多年历史的法国企业，施耐德电气的业务史是由几代人共同书写的。

施耐德电气先后经历了三个业务转型期：1836年，施耐德兄弟在法国勒克鲁索（Creusot）收购了矿井和钢铁厂。两年后，他们成立了“Schneider&Cie”，一举成为钢铁和机器行业翘楚。1891年，公司进军新兴电气市场。在经历了业务扩展、深度重组、战略性收购后，从1981至1997年间，施耐德电气脱离了钢铁和造船行业，将业务集中于电气行业。

进入21世纪，施耐德电气开始专注于能源管理和数字化转型。在施耐德电气的理念中， “一成不变” 的工业自动化系统势必难以满足数字化时代对开放、互联互通以及效率的需求，“开放自动化”变革箭在弦上。2017 年，施耐德电气推出了基于物联网的新一代EcoStruxure ™ 架构与平台，面向楼宇、数据中心、工业和基础设施四大终端市场，提供配电、信息技术、楼宇、机器、工厂、电网六大专业领域的端到端解决方案，为用户与合作伙伴的数字化转型赋能。2019年，施耐德电气推出绿色智能制造的理念，综合运用信息技术、运营技术、数据技术、能源技术和通讯技术，帮助企业实现生产和运营的信息化、自动化、数字化、绿色化和网络化。借助绿色智能制造，施耐德电气将携手产业链上下游生态圈合作伙伴，帮助企业进一步提升效率，同时对可持续发展做出更多贡献。

2020年10月，施耐德电气推出了全新的自动化系统，EcoStruxure™ 开放自动化平台，向 “软件定义自动化” 和开放自动化架构迈出了坚实的一步。2021年5月20日，施耐德电气正式发布V21.1版EcoStruxure™ 开放自动化平台，进一步完善了以软件为中心的开放自动化系统。

图  源 | 施耐德电气

// 收购nxtControl，孵化开放自动化平台 //

其实，作为自动化领域头部厂商，施耐德电气早已拥有齐全的自动化产品线和完善成熟的数字化解决方案，例如PLC、运动控制、DCS、SCADA等。不过，作为一家极富洞察力和预见性的企业，从首款莫迪康084PLC开始，施耐德电气在自动化领域的创新从未停歇，甚至不惮于颠覆性的创新。

2017年，施耐德电气收购了nxtControl，这家专注于开放自动化开发工具的奥地利公司是分布式系统控制技术领域的全球领导者。施耐德电气工业自动化事业部市场部经理王强军表示，施耐德电气EcoStruxure™ 开放自动化平台的原型就是来自于nxtControl的平台。在2017年的收购后，施耐德电气就成立了一个由机器自动化、工厂自动化和过程自动化的产品管理和研发人员组成的“孵化器”组织，在nxtControl原型软件平台上加上了一些新的IT技术和施耐德电气原有的技术，推出了现在的开放自动化平台。

// “开放自动化”，一场更彻底的革新 //

疫情的来袭是一个催化剂。

为了应对、消抵疫情给业务带来的不确定性，越来越多的工业厂商开始着手加速数字化转型，数字化需求进一步被激发。为了促进数字经济的发展，加强5G网络、数据中心、工业互联网等基础建设也被提上日程。不过，施耐德电气感受到，相比日新月异的IT领域，自动化领域的开放要“迟缓”很多。例如，自动化的产品迄今无法实现“即插即用”，不能做到和其他控制器互相通用，各个控制器的编程代码也不能复用等等。

一直以来，出于对可靠性、安全性及技术独有性的考虑，工业自动化控制系统通常都是相对封闭的。而“封闭”、“专用”这些特质也在过去几十年里为工业自动化系统的安全可靠运行保驾护航，以此优势极大地促进了工业化生产。不过，在工业4.0时代，随着技术的发展和全球竞争的加剧，控制系统的开放性变得尤为重要。在施耐德电气看来，各大厂商精心构筑的技术“护城河” （目前多数厂商都有自己独有的系统，用户一旦选择了某个厂商的系统，就几乎固定了可用的软硬件、架构和技术路线），是造成“不够开放”的自动化的主要原因。

施耐德电气认为，随着智能制造时代的到来，IT技术不断融入到OT技术之中，设备与设备、设备与产线、产线与产线、产线与工厂之间的互联互通互操作就显得比以前任何时期更为重要，只有实现了互联互通、互操作才可能实现真正的智能制造。但在现阶段，万国设备和多种封闭的专有自动化平台协议使“工业”裹足不前，无法充分发挥数字技术的全部潜力，这需要真正的开放式自动化系统来支持便于移植的应用软件，全面支持数字创新。

图  源 | 施耐德电气

在IT领域，像Linux一样的标准化开放式操作系统刺激了活跃的大型开发者生态系统，可以创建多种多样的便携式、具有成本效益的创新软件解决方案和服务，以解决非常具体的业务问题；在手机领域，从非智能发展到智能，手机经历了软件系统脱离硬件设定的过程，摆脱了按键的限制，才使各种SaaS软件、手写、手势控制等功能成为了可能。由此可见，每一次软件与硬件的解耦都能带来效率的极大提升。开放自动化在工业领域中的实现会使成本控制、生产效率、业务价值以及投资回收创造更多可能，施耐德电气为我们指出了四点：

• 业务可以根据不断变化的市场需求、能源和原材料的实时价格波动，以及大幅缩短的产品生命周期来做出灵活响应，采取具有成本效益的举措；

• 在灵活的数字自动化平台的支持下，工厂和流程在效率、可靠性、生产力和可持续性方面将实现全面优化；

• 当手动任务实现完全自动化后，劳动力将得到进一步解放，业务人员将能够利用直观的技术和易于理解的分析方法来做出智能的实时决策，从而创造出空前的业务价值；

• 借助AR、远程管理工具和预测性维护等创新技术，可以确保工程和流程实现100%的效率，运营投资成本和资本性投资成本的回收速度进一步提升。

“EcoStruxure开放自动化平台，通过软硬件解耦实现不同硬件、不同系统之间的互联互通互操作、软件可移植和复用，为进一步提升工业效率、数字经济落地进行铺垫。” 施耐德电气高级副总裁、工业自动化业务中国区负责人庞邢健表示。

庞邢健，施耐德电气高级副总裁、工业自动化业务中国区负责人

图  源 | 施耐德电气

施耐德电气副总裁、下一代工业自动化孵化器团队负责人John Conway也指出，施耐德推出开放自动化平台基于两个原因，一是客户本身的需要。“在之前的OPAF开放流程自动化论坛上，很多客户表达他们希望有一个真正开放的平台，可以让他们目前所用的软件和组件、功能块能够有可移植性，可复用性。相比于专有自动化，开放自动化中的复用性对企业来讲是非常重要，这样可以使OT和IT的数据交换变的非常容易，满足客户需求。”

二则是想要填平“护城河”的追求。“工业4.0的概念下，涌现出了很多先驱的技术模块和概念，但始终没有进入大规模生产。其中，各厂商之间自动化系统的专有性成为了一种阻碍。”

// EcoStruxure™ 开放自动化平台的实践 //

IEC 61499是用于分布式工业过程测量与控制系统功能块的标准，此项标准的提出能有效解决专有自动化系统的局限性，同时实现OT系统和IT系统之间的融合。

施耐德电气提出的开放自动化由基于IEC 61499标准的各种即插即用自动化软件组件组成。它通过一种行之有效的方式来解决客户遇到的特定问题。“即插即用”是开放自动化平台最突出的特性，它允许OEM、系统集成商和最终用户将同类最佳应用整合在一起，构建最佳的自动化解决方案。

图  源 | 施耐德电气

开放自动化系统架构不仅是简单的技术变革，而且能从根本上改变工艺流程和机器设备的设计方式。目前，EcoStruxure™ 开放自动化平台针对食品饮料和物流自动化两个高速发展的行业提供了细分的行业库，为总包商、设备制造商、系统集成商和最终用户带来工程和运营效率的优化。在乳品行业中，涵盖储存、传送带、灌装等多环节的资产被容纳到一个动态资产模型中，可实现各工程相互的连续性和总体设计的便利化；在物流行业，工程师可利用输送线、移载、转向等行业功能块，快速实现系统的工程设计、测试和调整，缩短系统投入运行所需的时间。此外，施耐德电气在其位于上海的智慧物流中心部署了EcoStruxure开放自动化平台以降低成本并提高效率。得益于软件与硬件的解耦，根据流量需求的变化来修改输送线路变得更容易，成本效益大幅提升。借助EcoStruxure开放自动化平台，施耐德电气上海智慧物流中心的故障识别和排除速度提升至原来的四倍，错误率减少了45%，物流中心吞吐量提高了5.3%。

图  源 | 施耐德电气

除本身的先进性外，EcoStruxure™ 开放自动化平台对产业链上下游客户带来的直接收益也让人心动。据ARC顾问集团近期发布的白皮书《开放自动化之路》中的数据显示，与当前的自动化工程系统相比，EcoStruxure™ 开放自动化平台可将工程小时数减少68%，如果能应用于工业自动化的安装设备上，每年可节省数十亿美元的成本。在工厂的整个生命周期内，节省下来的成本可能会更多。这一切，将帮助企业在面对未来市场业务不确定性时提升运营韧性以及提升可持续发展能力。

// EcoStruxure™ 开放自动化平台的安全保障 //

开放自动化体系能够促进工业互联网的快速发展。不过，工业互联网的发展有一个最为关键的前提，那就是要“保障信息安全”。一直以来，稳定可靠是自动化领域的“命门”，那么，开放自动化在带来灵活性、韧性、敏捷性的同时，是否会随之带来信息安全问题呢？

对此，施耐德电气工业自动化业务产品管理全球总监张开石表示：“自动化系统的开放性和信息安全性不互相矛盾，相反，两者对于我们来说是相辅相成的。” 据悉，EcoStruxure开放自动化平台在研发环节就采取端到端的信息安全理念，从最底层的互联互通产品到边缘控制再到软件与数字化服务层，产品开发注重信息安全，同时，EcoStruxure开放自动化平台更多安全等级认证，也正在逐步推进中。

施耐德电气中国区首席信息安全官王勇对记者表示，信息安全是EcoStruxure的一个重要组成部分。施耐德已经全面实行了基于IEC 62443-4-1的SDL安全开发生命周期流程，包括EcoStruxure开放自动化平台在内的产品从一开始就在开发流程上对信息安全进行有效的控制。施耐德电气通过对产品采用IEC62443-4-2实现原生安全。 此外，信息安全是一个系统问题，施耐德倡导采用纵深防御的方法，在工控系统的安全分区、边界防护、设备加固、检测审计等多个维度进行多层次的防护以降低信息安全风险。同时，施耐德也为用户提供了信息安全实施指南，同时有信息安全服务团队，为客户提供满足IEC61443-3-3及网络安全等级保护在内的全生命周期信息安全服务。

// 致力人才培养——释放数字化价值，培养“数字化公民” //

数字化转型是一场不进则退的竞赛。施耐德电气对于工业互联网时代人才的培养也一直走在时代前端。

为支持中国工程人才的培养，施耐德电气启动了大学合作项目，与高校联合为培养数字化人才提供支持。合作内容涵盖实验室共建，师资培训，课程设置及教材编纂、共同研发创新，人才实训等，在产学合作和产研合作中培养复合型人才。

图  源 | 施耐德电气大学官网截屏

而成立于2006年的施耐德电气（中国）大学，迄今为止已有15年的发展历史， 2020年，线上施耐德电气大学成立，课程更为丰富便捷。施耐德电气高级副总裁、人力资源中国区负责人张琰琰表示：“只有学习型组织才能够获得最后的成功，所以我们打造一个共享的学习平台，把丰富的知识和体系放在上面，大家一起来共同学习、共同分享。只有相互赋能，才能彼此成就。”

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