近年來，開放自動(dòng)化技術(shù)作為一股打破傳統(tǒng)技術(shù)桎梏、推動(dòng)IT與OT融合的強(qiáng)勁技術(shù)潮流，不斷刷新著工廠智能化的發(fā)展面貌。

在日益開放、智能、協(xié)同的技術(shù)環(huán)境下，開放自動(dòng)化技術(shù)與工業(yè)蜂窩網(wǎng)、邊緣計(jì)算乃至人工智能等技術(shù)加速融合，推動(dòng)工廠智能化走向深入。

在這一背景下，施耐德電氣深耕開放自動(dòng)化領(lǐng)域，早在5年前就推出開放自動(dòng)化平臺(tái)，并通過持續(xù)創(chuàng)新加速賦能工業(yè)場(chǎng)景，取得階段性進(jìn)展。作為重要成果的展示，施耐德電氣近日聯(lián)合中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司、北京華勝銳盈科技有限公司、瀾兔數(shù)界（上海）科技有限公司，攜手編寫了《開放自動(dòng)化賦能工廠智能化解決方案》報(bào)告，并在2025年工博會(huì)現(xiàn)場(chǎng)隆重發(fā)布。

本報(bào)告是“5G邊緣計(jì)算”系列的第三部，在前兩部報(bào)告充分評(píng)估各項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)上，深入探討了開放自動(dòng)化技術(shù)如何賦能智能工廠建設(shè)，為千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型呈獻(xiàn)出更具普適性的專業(yè)指南。

開放自動(dòng)化為加速技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合發(fā)展搭建了關(guān)鍵橋梁，成為了打造領(lǐng)航智能工廠的核心動(dòng)力。未來，施耐德電氣將繼續(xù)擁抱變革，以持續(xù)創(chuàng)新的技術(shù)推動(dòng)進(jìn)步，以合作的精神凝聚力量，攜手生態(tài)伙伴為新型工業(yè)化進(jìn)程貢獻(xiàn)力量，助力中國制造闊步邁入高端化、綠色化、智能化的高質(zhì)量發(fā)展之路。——施耐德電氣集團(tuán)董事、高級(jí)副總裁、工業(yè)自動(dòng)化業(yè)務(wù)中國區(qū)負(fù)責(zé)人丁曉紅

從政策引導(dǎo)到架構(gòu)塑形

智能工廠建設(shè)加速推進(jìn)

當(dāng)前，我國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成效顯著，數(shù)字經(jīng)濟(jì)已成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)核心引擎。截至2024年二季度，工業(yè)企業(yè)關(guān)鍵工序數(shù)字化率達(dá)64.9%，數(shù)字化工具研發(fā)普及率達(dá)83.1%。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵路徑，已覆蓋49個(gè)國民經(jīng)濟(jì)大類，支撐“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目超1.7萬個(gè)，成為新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的重要載體。

在這一背景下，來自政策層面的頂層設(shè)計(jì)，為加速推動(dòng)智能工廠建設(shè)指明了方向。近期，工信部等聯(lián)合推出的《智能工廠梯度培育行動(dòng)實(shí)施方案》規(guī)劃了智能工廠從基礎(chǔ)級(jí)到領(lǐng)航級(jí)的“進(jìn)階升級(jí)”之路；與此同時(shí)，《打造“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程升級(jí)版實(shí)施方案》明確提出到2027年建設(shè)1萬個(gè)5G工廠，并強(qiáng)調(diào)支持開放自動(dòng)化技術(shù)創(chuàng)新與虛擬化控制器研發(fā)，為技術(shù)落地提供了指引。

作為承接這一建設(shè)方向的具體規(guī)劃，報(bào)告清晰地勾勒出了智能工廠的理想架構(gòu)，把智能工廠劃分為設(shè)備設(shè)施、智能工廠底座、生產(chǎn)管控、經(jīng)營管理及多模式創(chuàng)新這相輔相成的五大層級(jí)。

1設(shè)備設(shè)施層以制造裝備與智能儀器儀表為核心，通過嵌入式傳感器實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控與反饋；

2智能工廠底座則整合了以5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為核心的先進(jìn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)信息安全防護(hù)及開放自動(dòng)化系統(tǒng)，以構(gòu)建高可靠、低時(shí)延的泛在互聯(lián)架構(gòu)；

3生產(chǎn)管控層貫穿工廠建設(shè)與運(yùn)營全周期，實(shí)現(xiàn)工藝數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字孿生構(gòu)建及全流程閉環(huán)管理；

4經(jīng)營管理層聚焦供應(yīng)鏈協(xié)同、營銷精準(zhǔn)化及可持續(xù)發(fā)展；

5多模式創(chuàng)新層則可以為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的研發(fā)、彈性供應(yīng)鏈及大規(guī)模個(gè)性化定制提供支撐。

立足現(xiàn)實(shí)，報(bào)告還清晰地剖析出了智能工廠建設(shè)面臨的諸多核心挑戰(zhàn)和現(xiàn)實(shí)痛點(diǎn)。例如：

1在數(shù)據(jù)層面，不僅工業(yè)通信協(xié)議的碎片化嚴(yán)重影響了設(shè)備的互聯(lián)互通性，業(yè)務(wù)流程對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)碎片化也限制了跨層級(jí)數(shù)據(jù)傳遞的效率；

2在算力層面，傳統(tǒng)PLC/DCS的分層分域部署模式導(dǎo)致算力資源孤立，難以滿足工業(yè)視覺檢測(cè)等場(chǎng)景的毫秒級(jí)響應(yīng)需求。

開放自動(dòng)化平臺(tái)筑基

全方位賦能智能工廠應(yīng)用

那么，工業(yè)用戶應(yīng)如何有效地應(yīng)對(duì)諸多挑戰(zhàn)，切實(shí)推進(jìn)建設(shè)智能工廠的業(yè)務(wù)實(shí)踐呢？

在這方面，方興未艾的開放自動(dòng)化技術(shù)，為智能工廠的落地開辟出了一條創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)路徑。通過構(gòu)建統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、廣泛兼容且可延展的架構(gòu)，開放自動(dòng)化平臺(tái)不僅能實(shí)現(xiàn)IT與OT的深度融合，為智能工廠的核心環(huán)節(jié)構(gòu)建出系統(tǒng)性的解決方案，還能夠有針對(duì)性地解決生產(chǎn)作業(yè)、設(shè)備管理、質(zhì)量管控、倉儲(chǔ)物流及能碳管理等各個(gè)層面的挑戰(zhàn)，成為有效破解傳統(tǒng)制造模式效率瓶頸與協(xié)同難題的“金鑰匙”。

生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)

開放自動(dòng)化平臺(tái)可以利用虛擬PLC替代硬件PLC實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，并結(jié)合智能制造系統(tǒng)動(dòng)態(tài)重構(gòu)產(chǎn)線，通過智能交互與風(fēng)險(xiǎn)感知技術(shù)優(yōu)化人機(jī)協(xié)作流程，依托設(shè)備機(jī)理與數(shù)據(jù)混合建模技術(shù)實(shí)時(shí)優(yōu)化工藝參數(shù)。

倉儲(chǔ)物流環(huán)節(jié)

開放自動(dòng)化平臺(tái)可以打通倉儲(chǔ)與生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，支持動(dòng)態(tài)路徑優(yōu)化與庫存智能調(diào)度。并通過標(biāo)準(zhǔn)化容器管理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步及智能算法預(yù)測(cè)需求波動(dòng)，有效提升倉儲(chǔ)空間利用率與物料周轉(zhuǎn)效率，降低庫存積壓風(fēng)險(xiǎn)與人工操作安全隱患。

能碳管理環(huán)節(jié)

能源智能管控系統(tǒng)可以依托開放自動(dòng)化平臺(tái)實(shí)時(shí)整合多源能碳數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析與AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)能耗預(yù)測(cè)、碳排放核算及優(yōu)化方案生成。通過引入碳資產(chǎn)全生命周期管理系統(tǒng)及開放自動(dòng)化平臺(tái)，還能夠?qū)崟r(shí)采集、整合能碳數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)核算與深度分析，從而有效提升企業(yè)碳資產(chǎn)管理能力，增強(qiáng)綠色競(jìng)爭(zhēng)力。

在這方面，躋身全國首批卓越級(jí)智能工廠的河南許繼儀表有限公司，正是利用開放自動(dòng)化技術(shù)賦能智能工廠建設(shè)的典型標(biāo)桿之一。

通過采用施耐德電氣EcoStruxure開放自動(dòng)化平臺(tái)（EAE）作為5G網(wǎng)絡(luò)、產(chǎn)線終端與IDFE工業(yè)數(shù)字聚變生態(tài)軟件的中間樞紐，許繼儀表智能工廠將實(shí)體物理工廠產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)行實(shí)況與高精度的數(shù)字虛擬模型進(jìn)行深度融合，構(gòu)建出了實(shí)時(shí)同步、精準(zhǔn)映射、智能預(yù)警的孿生環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線及工廠運(yùn)營狀態(tài)的全面數(shù)字化管理。

得益于EAE平臺(tái)的深度賦能，許繼儀表智能工廠一舉打通了設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)及生產(chǎn)管理系統(tǒng)，為設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、異常預(yù)警與故障預(yù)測(cè)、智能巡檢及遠(yuǎn)程運(yùn)維等場(chǎng)景提供了有力支撐，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率、設(shè)備利用率與安全管理水平的全面提升。這一數(shù)字化轉(zhuǎn)型，帶來了交付周期縮短60%、產(chǎn)品合格率提升至99.99%的卓越成效，顯著增強(qiáng)了許繼儀表的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

以創(chuàng)新架構(gòu)及生態(tài)建設(shè)

解鎖全新價(jià)值空間

開放自動(dòng)化技術(shù)趨勢(shì)為智能工廠建設(shè)帶來的價(jià)值，不僅僅在于為各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的解決方案提供了更加開放、靈活的技術(shù)環(huán)境。更重要的意義在于，它基于前所未有的創(chuàng)新架構(gòu)，對(duì)傳統(tǒng)的工業(yè)控制體系和生態(tài)協(xié)同模式進(jìn)行了重構(gòu)，為更加廣泛的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型解鎖了廣闊無垠的價(jià)值空間。

在技術(shù)層面，開放自動(dòng)化系統(tǒng)的創(chuàng)新功能架構(gòu)以分層設(shè)計(jì)、模塊化集成、標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議為核心，實(shí)現(xiàn)了“云-邊-端”協(xié)同優(yōu)化，構(gòu)建出靈活、可擴(kuò)展的智能工業(yè)自動(dòng)化體系。

這一架構(gòu)不僅能夠提升系統(tǒng)靈活性，更能夠充分發(fā)揮工業(yè)蜂窩網(wǎng)允許多制式設(shè)備接入、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)部署等優(yōu)勢(shì)，并通過邊緣計(jì)算與云邊協(xié)同實(shí)現(xiàn)智能算法下沉，從而為實(shí)時(shí)優(yōu)化與預(yù)測(cè)性維護(hù)提供算力支撐，有力保障智能工廠可靠、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。——中國聯(lián)通大數(shù)據(jù)首席科學(xué)家范濟(jì)安

在此基礎(chǔ)上，這一創(chuàng)新架構(gòu)還有力地促進(jìn)了多維技術(shù)的融合，為智能工廠面向未來的持續(xù)進(jìn)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

首先，開放自動(dòng)化架構(gòu)促進(jìn)了算力與網(wǎng)絡(luò)的深度協(xié)同，通過算力動(dòng)態(tài)調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)智能編排，使得算力資源配置得到了有效優(yōu)化；其次，人工智能的分層部署，為復(fù)雜AI模型在邊緣節(jié)點(diǎn)的輕量化部署和終端設(shè)備配備輕量智能提供了可能性。最后，協(xié)議與接口的統(tǒng)一化在實(shí)現(xiàn)OT與IT協(xié)議互通的同時(shí)，也為基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的跨層級(jí)協(xié)同分析帶來了便利?！本┤A勝銳盈科技有限公司總經(jīng)理王宇男

為智能工廠建設(shè)帶來顛覆式創(chuàng)新的，不僅僅是技術(shù)架構(gòu)的迭代，還有構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)所激發(fā)的巨大潛能。今天，以生態(tài)共建、協(xié)作共創(chuàng)為特征的“交響曲”，正在迅速取代過度依賴一家企業(yè)獨(dú)立創(chuàng)新的“獨(dú)奏曲”，成為工廠智能化創(chuàng)新實(shí)踐的主流范式。

在這方面，開放自動(dòng)化積極倡導(dǎo)通過多方協(xié)同實(shí)現(xiàn)技術(shù)融合與價(jià)值共創(chuàng)。無論是系統(tǒng)集成商、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商、云服務(wù)商、智能裝備提供商還是應(yīng)用開發(fā)商，都可以在多元、融合、互動(dòng)的開放自動(dòng)化生態(tài)中找到自己獨(dú)特的生態(tài)位，并通過緊密協(xié)同，形成技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)升級(jí)的良性循環(huán)，為智能工廠提供全鏈條支撐。

開放自動(dòng)化生態(tài)有效實(shí)現(xiàn)了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、資源集約化、服務(wù)場(chǎng)景化的能力進(jìn)化。這些變化不僅打破了傳統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的封閉性，還能夠結(jié)合各方專長(zhǎng)將云、網(wǎng)、邊、端的資源進(jìn)行優(yōu)化配置，提升算力與網(wǎng)絡(luò)利用率，并通過模塊化應(yīng)用快速響應(yīng)行業(yè)需求，降低智能工廠在今后的升級(jí)成本。——瀾兔數(shù)界（上海）科技有限公司創(chuàng)始人劉嘯天

今天，中國工業(yè)的數(shù)字化變革正面臨中流擊水的關(guān)鍵時(shí)刻，而開放自動(dòng)化的技術(shù)與生態(tài)，正不斷引導(dǎo)千行百業(yè)駛向價(jià)值躍遷的新藍(lán)海。

未來，這一生態(tài)還將持續(xù)吸引科研機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)組織等更多參與者，共同探索AI與開放自動(dòng)化、5G-A，TSN等新技術(shù)融合，不斷推動(dòng)智能制造向“全域互聯(lián)、自主決策”的領(lǐng)航級(jí)目標(biāo)邁進(jìn)。