12月17號(hào)，“2021年中國(guó)運(yùn)動(dòng)控制/直驅(qū)產(chǎn)業(yè)高峰論壇”在深圳隆重舉行，五百多名業(yè)內(nèi)人士匯聚一堂，共謀行業(yè)發(fā)展大計(jì)。在主論壇環(huán)節(jié)，CODESYS軟件集團(tuán)（中國(guó)）副總經(jīng)理孫偉杰先生做“IT與OT融合助力實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能”的主題演講，深入介紹了CODESYS在軟件方面實(shí)現(xiàn)IT和OT融合以及助推工業(yè)智能發(fā)展的情況。

01

工業(yè)智能及作用

隨著近幾年AI技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、云計(jì)算（Cloud computing）、數(shù)字孿生（Digital twins）、5G通訊的發(fā)展，催生了智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，最終形成了工業(yè)領(lǐng)域的智能化發(fā)展趨勢(shì)，又被稱為“工業(yè)智能”。

工業(yè)智能這一概念是隨著人工智能技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，以及其與工業(yè)應(yīng)用的不斷融合而出現(xiàn)的。工業(yè)智能貫穿在工業(yè)生產(chǎn)鏈中，服務(wù)于工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游、下游的各個(gè)生產(chǎn)階段，以工業(yè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以人工智能算法為核心，同時(shí)輔助一些其他先進(jìn)信息技術(shù)，如最新的互聯(lián)網(wǎng)、5G等等，實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的工業(yè)智能，目的是重塑工業(yè)形態(tài)，提升了工業(yè)能力。

在工業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，第一次工業(yè)革命是機(jī)械化，第二次工業(yè)革命是電氣化，第三次是自動(dòng)化化，而在目前階段，網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化是發(fā)展的重點(diǎn)。

工業(yè)智能技術(shù)可優(yōu)化制造業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。一方面，工業(yè)智能將逐步淘汰某些制造業(yè)相對(duì)落后的部門(mén)（單元）。工業(yè)智能會(huì)替代某些產(chǎn)品的功能，這類產(chǎn)品所屬的行業(yè)則會(huì)隨之不斷萎縮直至消失。制造業(yè)中一些傳統(tǒng)機(jī)械裝備及與之配套的零部件制造可能面臨市場(chǎng)萎縮的風(fēng)險(xiǎn)，不具有工業(yè)智能功能的傳統(tǒng)電子信息產(chǎn)品也將面臨巨大的升級(jí)壓力。

另一方面，工業(yè)智能將徹底改造某些行業(yè)。工業(yè)智能與傳統(tǒng)制造產(chǎn)品融合，短期內(nèi)體現(xiàn)為提供一些新的功能，但最終會(huì)徹底顛覆產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)的架構(gòu)。例如，工業(yè)智能驅(qū)動(dòng)的無(wú)人駕駛?cè)〈鷤鹘y(tǒng)汽車(chē)后，交通系統(tǒng)、法律法規(guī)、汽車(chē)的銷(xiāo)售和使用方式，以及以汽車(chē)為核心的商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生革命性變化。未來(lái)，智能化將成為絕大多數(shù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)功能之一，幾乎所有的制造業(yè)產(chǎn)品都將因其改變。同時(shí)，工業(yè)智能及相關(guān)行業(yè)將發(fā)展為新的支柱產(chǎn)業(yè)。作為一項(xiàng)通用目的技術(shù)，工業(yè)智能在各個(gè)產(chǎn)業(yè)、各個(gè)領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用空間。許多新技術(shù)隨著技術(shù)成熟和市場(chǎng)需求擴(kuò)大，最后會(huì)演化為新的行業(yè)，工業(yè)智能及相關(guān)支持技術(shù)和衍生服務(wù)也必將發(fā)展成為一個(gè)規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)體系。

工業(yè)智能還將提高制造業(yè)生產(chǎn)效率：

工業(yè)智能可提高制造業(yè)智能化水平，延長(zhǎng)工廠開(kāi)工時(shí)間。使用更多的智能機(jī)器人意味著工廠和車(chē)間可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的作業(yè)時(shí)間，企業(yè)不需要負(fù)擔(dān)多余的加班費(fèi)用就能夠讓工廠24小時(shí)開(kāi)工運(yùn)轉(zhuǎn)，美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家都已經(jīng)出現(xiàn)了不停工的“無(wú)人工廠”；

工業(yè)智能可促進(jìn)生產(chǎn)與需求的匹配，提高生產(chǎn)線的柔性。工業(yè)智能通過(guò)預(yù)測(cè)市場(chǎng)趨勢(shì)，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上科學(xué)安排生產(chǎn)計(jì)劃，使各個(gè)環(huán)節(jié)在滿足需求的前提下保持最低庫(kù)存，甚至是“零庫(kù)存”，同時(shí)提高需求與產(chǎn)品的匹配效率；

工業(yè)智能可提升質(zhì)檢水平，提高產(chǎn)品良品率。工業(yè)智能在生產(chǎn)線各個(gè)環(huán)節(jié)全面實(shí)時(shí)監(jiān)控，與傳統(tǒng)方式相比，工業(yè)智能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控能大幅度提高企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)管和控制能力，降低產(chǎn)品不良率，提高生產(chǎn)效率。有的企業(yè)采用工業(yè)智能對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全面質(zhì)檢，每年可增加上億元利潤(rùn)。

 02

IT與OT融合推動(dòng)工業(yè)智能發(fā)展

OT(Operational Technology)指的是操作技術(shù)，是工廠內(nèi)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)操作專員為自動(dòng)化控制系統(tǒng)提供支持，確保生產(chǎn)正常進(jìn)行的專業(yè)技術(shù)。OT被認(rèn)為是現(xiàn)代智能工廠的支柱。它控制著工廠的基礎(chǔ)設(shè)施，并使工廠生產(chǎn)線正常運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著更多的機(jī)器和組件相互連接，OT 的重要性得到了增強(qiáng)。通過(guò)提供工廠車(chē)間的實(shí)時(shí)信息，物聯(lián)網(wǎng) (IoT）正在模糊辦公室和車(chē)間工廠之間的界限。

IT(Information Technology）即信息技術(shù)，是用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱，主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、安裝和實(shí)施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。對(duì)所有智能企業(yè)，IT都是必不可少的。從客戶關(guān)系管理，到管理信息系統(tǒng)到電子郵件，一切都是在IT 基礎(chǔ)架構(gòu)上運(yùn)行的。

構(gòu)建在新一代信息技術(shù)（新IT）上的人工智能技術(shù)主要支撐實(shí)現(xiàn)“智能化”，而基于OT技術(shù)的工業(yè)生產(chǎn)是智能技術(shù)的“落地舞臺(tái)”。

IT和OT的融合一直在進(jìn)行中，只不過(guò)前期進(jìn)行比較慢，這幾年隨著新技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)行比較快，包括軟件的分層、現(xiàn)場(chǎng)層、控制層、管理層、ERP管理等等，都是IT、OT融合的體現(xiàn)，IT和OT的融合必然是一種趨勢(shì)。

在自動(dòng)化和信息化方面，從純粹的人工操作到自動(dòng)化生產(chǎn)，從手工記錄到無(wú)紙化車(chē)間，隨著信息化、自動(dòng)化水平的提升，數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化工廠的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)最終體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）綜合運(yùn)用OPC UA技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)、5G技術(shù)等；

2）柔性自動(dòng)化生產(chǎn)；

3）信息和自動(dòng)化設(shè)施融合；

4）動(dòng)態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主學(xué)習(xí)、持續(xù)優(yōu)化；

5）從大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄖ苹∨可a(chǎn)。

03

IT與OT的融合需要工業(yè)軟件助推

工業(yè)軟件本質(zhì)是將工業(yè)知識(shí)軟件化，它將企業(yè)在產(chǎn)品的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)等核心流程中的經(jīng)驗(yàn)積淀融合在軟件系統(tǒng)中，用以提升企業(yè)全流程的工作效率。

CODESYS在IT方面的解決方案包括：

CODESYS Edge Gateway -- 連接工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與云服務(wù)的工業(yè)邊緣網(wǎng)關(guān)；

CODESYS OPC UA -- 跨廠商與跨平臺(tái)的新一代工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)；

CODESYS IIoT庫(kù) – 豐富的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議包；

CODESYS IoT Hub – 輕松實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與云服務(wù)的消息交換。

 CODESYS在OT方面的解決方案有：

CODESYS 開(kāi)發(fā)系統(tǒng) -- 基于IEC 61131-3 的控制系統(tǒng)編程開(kāi)發(fā)平臺(tái)；

CODESYS Runtime -- 基于IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)的控制器實(shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)；

CODESYS 可視化 -- HMI界面開(kāi)發(fā)集成在IEC 61131-3 編程開(kāi)發(fā)環(huán)境中；

CODESYS 現(xiàn)場(chǎng)總線 -- 支持?jǐn)?shù)十種主流現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議；

CODESYS Motion+CNC -- 將運(yùn)動(dòng)控制與邏輯控制合二為一；

CODESYS Safety -- 基于IEC 61508 標(biāo)準(zhǔn)的安全控制器的解決方案。

CODESYS基于大數(shù)據(jù)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能工業(yè)云解決方案，可以實(shí)現(xiàn)從設(shè)備端（控制器）到云端整體解決方案。

在設(shè)備端，我們提供運(yùn)行在設(shè)備上的工業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)核Runtime、可視化組件（實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視化編程）以及工業(yè)實(shí)時(shí)總線。同時(shí)，OPC UA Server作為CODESYS Runtime的組件之一，可實(shí)現(xiàn)不同硬件架構(gòu)或不同操作系統(tǒng)的設(shè)備之間以及設(shè)備與工廠之間的數(shù)據(jù)交換和傳輸。設(shè)備端與云端通過(guò)OPC UA通信，可以真正實(shí)時(shí)地、跨時(shí)區(qū)地將過(guò)程數(shù)據(jù)上傳到云端，實(shí)現(xiàn)基于人工智能算法的數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、機(jī)器學(xué)習(xí)等功能。

在IT與OT融合的趨勢(shì)下，CODESYS作為開(kāi)放式控制系統(tǒng)平臺(tái)軟件，結(jié)合數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、工業(yè)云、人工智能技術(shù)，形成了涵蓋設(shè)備控制、邊緣計(jì)算及云邊協(xié)同的整套IoT解決方案。其滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)基于物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的數(shù)據(jù)采集，基于人工智能算法的數(shù)據(jù)優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析，基于云平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、深度學(xué)習(xí)等功能。

在制造業(yè)中，重要數(shù)據(jù)來(lái)源于設(shè)備端，CODESYS軟件為數(shù)字化工廠的搭建提供了設(shè)備層關(guān)鍵技術(shù)，使得控制變得更加智能化，做到“動(dòng)態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析”。同時(shí)，這對(duì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策優(yōu)化，CODESYS IoT方案通過(guò)設(shè)備層數(shù)據(jù)感知實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了基于設(shè)備端、邊緣端、云端的分布式協(xié)同控制架構(gòu)。