隨著信息通信技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的逐步深入,當(dāng)前5G用于工廠數(shù)據(jù)采集,AGV連接已經(jīng)不是新鮮事。比如,施耐德電氣中國區(qū)的12家工廠和1個物流中心就已經(jīng)實現(xiàn)了5G進(jìn)場。
近日,IIANEWS記者走進(jìn)剛剛榮獲“端到端燈塔工廠”稱號的施耐德電氣上海工廠看到了5G的更大想象力:在物料配送區(qū),AI+5G+監(jiān)控設(shè)備對現(xiàn)場成品狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控,準(zhǔn)確識別入庫需求,自動觸發(fā)并統(tǒng)一調(diào)度10余輛AGV完成作業(yè);行業(yè)首例5G抱箱式機(jī)器人,通過高彈性的多任務(wù)執(zhí)行,高柔性的動態(tài)路線,讓物料智能管控更精準(zhǔn)、高效、安全、穩(wěn)定;在質(zhì)檢區(qū),“5G+集中化PLC”自動模擬檢測線將PLC放到IT機(jī)房統(tǒng)一部署,通過5G網(wǎng)絡(luò)同時控制多臺設(shè)備,讓PLC突破物理束縛,釋放更大潛能……
這些場景背后不僅是5G從工廠“外圍輔助環(huán)節(jié)”向“生產(chǎn)控制核心”的跨躍,更準(zhǔn)確來說是包括5G在內(nèi)的工業(yè)蜂窩網(wǎng)、算力平臺與控制系統(tǒng)的融合,讓開放自動化愿景照進(jìn)現(xiàn)場,讓工廠加速煥新。
28歲工廠為何看中開放自動化?
施耐德電氣上海工廠為何要部署工業(yè)蜂窩網(wǎng)和開放自動化平臺?施耐德電氣全球供應(yīng)鏈中國區(qū)低壓產(chǎn)品事業(yè)部副總裁應(yīng)鵬表示,這主要源自對自動化設(shè)備改造和對產(chǎn)線柔性化升級的兩大需求。
至今已有28年歷史的上海工廠,隨著自動化程度的逐步提高,許多設(shè)備處于逐步演變的過程中,一些老設(shè)備自然需要進(jìn)行升級改造。由于傳統(tǒng)工控長期存在硬件PLC和工站的強(qiáng)綁定,IT和OT之間相對割裂等問題,升級過程中會面臨很大的時間和成本考驗。工業(yè)蜂窩網(wǎng)和開放自動化平臺可以賦能自動化設(shè)備改造和柔性產(chǎn)線構(gòu)建,實現(xiàn)成本收益與效率雙提升。
例如,通過工業(yè)蜂窩網(wǎng)+虛擬PLC的方式對高速全自動鉚銀機(jī)設(shè)備進(jìn)行改造的過程中,施耐德電氣EcoStruxure開放自動化平臺通過工業(yè)蜂窩網(wǎng)與I/O交互,將原有的硬接線通過無線方式代替,提高了產(chǎn)線的柔性,EAE SoftdPAC則實現(xiàn)了軟硬件解耦,提高了軟件的可重用性。據(jù)應(yīng)鵬介紹,該系統(tǒng)已于2024年3月正式進(jìn)入商用環(huán)境下運行,成功驗證了工業(yè)蜂窩網(wǎng)+EAE可以在高速設(shè)備(CT<5s)上使用,改造前后設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量保持一致,預(yù)計10臺自動鉚銀機(jī)可降低改造成本高達(dá)75萬元。
上海工廠對一條接觸器全自動柔性裝配線的改造,則通過工業(yè)蜂窩網(wǎng)與開放自動化平臺相結(jié)合的方案引入AI視覺技術(shù),進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量檢測。方案將模型訓(xùn)練算法以及推理算法分別部署在AI引擎和邊緣推理服務(wù)中,不但將傳統(tǒng)方案中價格高昂的工業(yè)相機(jī)替換成普通的相機(jī),大幅降低成本,而且依托自身的視覺算法,縮短調(diào)試設(shè)備周期,提升效率。
據(jù)悉,未來施耐德電氣中國區(qū)的30家工廠和物流中心將全部升級到工業(yè)蜂窩網(wǎng),助力開放自動化愿景進(jìn)一步落地。
開放是工業(yè)自動化的長期目標(biāo)
傳統(tǒng)工控長期面臨“四座大山”,即工業(yè)通信生態(tài)壁壘、軟硬件強(qiáng)綁定、傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)形態(tài)復(fù)雜以及缺乏靈活的工業(yè)算力。在國家新型工業(yè)化政策的指引下,構(gòu)建開放化的自動化系統(tǒng)正成為工業(yè)領(lǐng)域的共識。開放自動化既是新型工業(yè)化的內(nèi)在要求,也是驅(qū)動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的動力,促進(jìn)IT與OT的深度融合。
對于施耐德電氣來說,開放(OPEN)是面向工業(yè)自動化領(lǐng)域的長期目標(biāo)。
施耐德電氣工業(yè)自動化中國區(qū)開放自動化業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)申紅鋒對OPEN進(jìn)行了進(jìn)一步拆解,他指出:“O是Offer,意味著要始終為客戶提供一流的硬件、軟件和服務(wù);P是Partner,代表合作伙伴和生態(tài)建設(shè);E是Energy,我們正在用自身擅長的能源管理軟件和數(shù)字化技術(shù)助力各行各業(yè)提高工業(yè)和能源的效率,實現(xiàn)綠色智能制造目標(biāo);N是指Next generation,寓意我們將堅定不移地向著下一代工業(yè)自動化,即軟件定義的、開放的自動化未來持續(xù)邁進(jìn)。”
2020年施耐德電氣推出的EcoStruxure開放自動化平臺(EAE)平臺,在業(yè)界打出開放(OPEN)的第一槍。四年來,開放自動化從概念逐步深入實踐,越來越多的主流廠商從觀望轉(zhuǎn)向積極參與,技術(shù)與場景的融合成果也不斷涌現(xiàn)。施耐德電氣EcoStruxure開放自動化平臺至今已經(jīng)更新至V24.0版。目前,該平臺已經(jīng)在交通基礎(chǔ)設(shè)施、水與污水處理、地下管廊、隧道、物流、廠務(wù)系統(tǒng)、離散工業(yè)生產(chǎn)線、數(shù)據(jù)中心等多個行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用,未來更多的工業(yè)企業(yè)也將納入這股“開放”的浪潮。
“雙擎”加速開放自動化落地
網(wǎng)絡(luò)和算力平臺的迭代,讓開放自動化的愿景得以更好地實現(xiàn)。
一方面,雖然5G進(jìn)入南向(即向下層設(shè)備或系統(tǒng)的通信)的能力已經(jīng)得到驗證,但由于工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用復(fù)雜,對網(wǎng)絡(luò)的指標(biāo)要求不同,一些設(shè)備并不需要5G的高速率、大帶寬特性。從5G專網(wǎng)向工業(yè)蜂窩網(wǎng),即融合了5G、4G(含Cat.1、Cat.4等)和NB-IoT等多種網(wǎng)絡(luò)制式的迭代,既能滿足不同智能制造場景對網(wǎng)絡(luò)能力的差異化要求,還兼具易用、安全、合規(guī)、低功耗等特點。
另一方面,傳統(tǒng)實體PLC是工控系統(tǒng)從封閉走向開放過程中的關(guān)鍵“堵點”。從每個工站配備一臺PLC到借助5G實現(xiàn)PLC集中化,從實體PLC到進(jìn)一步延伸至控制虛擬化及平臺生態(tài)化,采用超融合架構(gòu)的工業(yè)邊緣算力平臺成為承接傳統(tǒng)實體PLC功能的切實選擇。北京華勝銳盈科技有限公司總經(jīng)理/創(chuàng)始合伙人王宇男認(rèn)為:“工業(yè)邊緣或現(xiàn)場側(cè)的計算需求各不相同,但高可用性、低時延、安全性和可擴(kuò)展性是共同的需求,這就要求算力平臺供應(yīng)商推出適配的系統(tǒng)或平臺來滿足行業(yè)客戶的應(yīng)用需求。”
如今,整個行業(yè)成千上萬家工廠對于新的轉(zhuǎn)變已經(jīng)摩拳擦掌。施耐德電氣也正在與聯(lián)通等生態(tài)伙伴共同合作,致力于把5G與工業(yè)蜂窩網(wǎng)+開放自動化打造成一個服務(wù)于多企業(yè)的新型工控平臺,為通往開放自動化的未來做好準(zhǔn)備。
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