伴随信息技术的迅猛发展，工业企业对打破传统自动化系统封闭性、解放生产力的诉求愈发高涨，这为基于软硬件解耦的开放自动化技术提供了广泛的用武之地。与此同时，在AI、数字孪生等前沿技术的加持下，工业软件与硬件协同、与场景结合的应用潜能得以进一步释放，为软件定义的开放自动化落地创造了成熟的技术条件。
在施耐德电气全球高级副总裁、工业自动化业务数字化工厂负责人Ali Haj Fraj看来，软件定义的开放自动化正以不可阻挡之势推动着传统工业自动化模式的转变，为工业带来持久且可持续的积极变化。
施耐德电气全球高级副总裁、工业自动化业务数字化工厂负责人Ali Haj Fraj
软件定义的开放自动化，为打破生产力束缚而生
近年来，技能短缺、供应链挑战、市场需求多变等难题接踵而至，为工业企业带来了不容小觑的运营压力。另一方面，随着业务发展及产线增加，企业要管理和维护成百上千的硬件设备，甚至更多，并确保这些设备能够无缝协同工作，这无疑加剧了企业的运营复杂性。
因此，工业企业必须拥抱数字化转型，在提高生产力的同时，增强自身灵活性。
然而，如今很多企业仍高度依赖于几十年前安装的自动化系统。受制于专有自动化系统和单一厂商软硬件深度捆绑的传统模式，用户往往无法绕开供应商的限制，自由选择、搭配和应用适需的硬件设备和创新技术。这一难以被忽视的现实，已然成为企业深入推进数字化转型的最大挑战之一。
在此背景下，通过对软件和硬件进行解耦、促使企业信息技术（IT）与运营技术（OT）深度融合的工业自动化范式，成为时代所需。基于软件定义，企业在自动化技术的选择上将拥有更高的自由度，不仅能够按需选择独立的硬件和软件，还能将其进行混合、搭配，打造成一个无缝集成的自动化系统，即使是来自不同供应商的设备，也可以自由地进行跨架构连接。
换言之，软件定义的开放自动化从根本上改变了自动化系统设计的规则，并赋予了自动化系统前所未有的“开放”程度，将为全球工业领域的创新和运营优化带来巨大影响。
从运营优化到人才转型，助力企业创新发展
依托软件定义的开放自动化，工业企业能够显著增强自身的运营能力，包括可扩展性、适应性和弹性等方面的提升，同时更好地应对技能短缺的挑战，顺应时代发展。
首先，诸如虚拟控制器这类软件定义的开放自动化技术，相比传统的基于硬件的自动化技术，更具可扩展性，且便于用户随时随地按需更新——得益于软硬件解耦这一特性，用户无需像传统硬件架构一样，先关闭系统再进行更新——从而有效减少停机时长，为生产连续性提供有力保障。
同时，软件定义的开放自动化能够增强生产工具的适应性和弹性，不仅支持工程师以更加简单的方式更新程序或重新编程，应对不断变化的市场需求，还允许在非停机的情况下，轻松添加额外的自动化工作负载。例如，当一个控制器出现问题时，自动化系统可立即切换至另一个容器化的虚拟控制器，维持正常运行。
此外，随着时代和技术的发展，自动化工程师们越来越倾向于利用现代化工具，并在高效率的IT环境中工作，而非使用陈旧过时的技术和系统。因此，通过采用软件定义的开放自动化技术，企业能够吸引大批崇尚前沿技术的新型人才，在加速推动自身人才转型的同时，保持与时俱进。
虚拟化+数字孪生，加速向“虚拟PLC”过渡
在软硬件解耦的基础上，虚拟化、数字孪生等数字化技术得以更广泛地应用于工业领域，推动传统自动化范式的转型升级。究其原因，软件定义的开放自动化模型支持自动化（例如，可编程逻辑控制器PLC）功能在各种平台上运行，而无需与专用硬件进行绑定，这为“虚拟PLC”的应用提供了得天独厚的条件，允许其使用几乎所有可用的计算资源来执行所需的自动化功能。
一方面，通过“虚拟化”实践，企业能够进一步简化许多标准流程并优化硬件成本，实现可持续发展。例如，通过将PLC、人机界面（HMI）和工业PC（IPC）整合到同一硬件平台上，企业能够节省更多物理的服务器，大幅降低硬件维护、操作等运营成本，同时帮助员工专注于更具经济效益的工作，实现业务增值。而通过将计算和存储资源整合至一起，企业还能大大减少能源用量，降低范围内温室气体排放，提升绿色效益。
另一方面，作为软件定义的开放自动化的重要组成部分，数字孪生模型在降低企业运营成本、提高运营效率方面发挥着关键作用。其本质是在虚拟世界中为现实资产或过程构建数字化双胞胎，以精确反映对象的物理模型。在工业领域，通过构建数字孪生模型，企业能够在虚拟环境中测试和验证新的工具、机器及流程，进而有效降低失误率及成本。据统计，与传统方式相比，数字孪生模型能够帮助企业节省高达50%的新产品上市时间，以及高达60%的调试时间。
如今，工业用户借由软件定义的开放自动化技术，从传统物理PLC过渡到“虚拟PLC”，已不再是遥不可及的未来。作为一款与硬件无关、基于软件的控制器，虚拟PLC可以在任何Windows或Linux服务器、IPC或微型计算机上运行，且不再受到软硬件耦合的限制，它支持多个实例在同一时间、同一硬件中，相互独立地进行安装、配置、部署和维护，同时允许在产线不停机的前提下，对生产流程进行调整优化，最大限度减少停机时间、降低成本，帮助企业更好地应对动态多变的消费需求及市场环境，提升自身灵活性和敏捷性。
拥抱软件定义的开放自动化，迈向工业未来
不难预见的是，软件定义的开放自动化正成为打破生产力束缚、深入推动工业数字化转型的“利器”，那么企业该如何积极拥抱这一技术趋势呢？
在这方面，施耐德电气以软件定义自动化为基础的EcoStruxure开放自动化平台，基于IEC 61499标准对软硬件进行解耦，能够有力推动工业自动化领域“即插即生产”，切实解决厂商之间应用软件的可移植性、可配置性和互操作性问题。经过持续的更新迭代和升级，施耐德电气EcoStruxure开放自动化平台如今正广泛应用于物流、水处理、食品饮料、交通等众多行业领域，帮助企业简化大量编程工作、优化系统适配性并增强创新能力，持续畅享数字化发展红利。
例如，北京京科伦冷冻设备有限公司在其智慧冷链物流园的建设项目中，借助施耐德电气EcoStruxure开放自动化平台，对自动化程序进行模块化和标准化，不仅增强了程序的可复用性和互操作性，还显著提高了开发效率，使得应用程序开发时间缩短了60%，与IT接口方面的工作量节约开发时间约80%。而在施耐德电气上海工厂的高速全自动铆银机设备改造项目中，EcoStruxure开放自动化平台通过工业蜂窝网与I/O交互，将原有的硬接线通过无线方式代替，提高了产线的柔性，而EAE Soft dPAC则实现了软硬件解耦，提高了软件的可重用性，最终实现了“工业蜂窝网+虚拟PLC”的创新控制方式，有效解决了老旧设备的升级难题。
今天，软件定义的开放自动化正以鲜活的笔触描绘着未来工业的生动图景。作为全球能源管理和自动化领域的数字化转型专家，施耐德电气将基于软件定义的开放自动化愿景，继续带来更多开创性的数字化和自动化解决方案，赋能工业用户打造更加“开放”的新质生产力，携手迈向高效与可持续的未来工业。
