工業(yè)4.0浪潮的推動下,全球工廠正經歷一場前所未有的數字化與智能化變革。在這場變革中,數據與軟件正在取代傳統(tǒng)有線網絡與通信設備,使得固化、封閉的自動化系統(tǒng)向更具柔性和高效的“軟件定義的自動化”邁進。
在此背景下,作為全球能源管理與自動化領域的知名企業(yè),施耐德電氣成為此輪探索浪潮的先行者之一。自2020年打造推出EcoStruxure開放自動化平臺(EcoStruxure Automation Expert,EAE)后,該平臺已經在交通基礎設施、水與污水處理、地下管廊、隧道、物流、廠務系統(tǒng)、離散工業(yè)生產線、數據中心等多個行業(yè)場景中得到廣泛應用。
其中,作為集原材料倉儲與物流分銷于一體的智能樞紐,施耐德電氣北京物流中心通過成功應用EcoStruxure開放自動化平臺(EAE),不僅成為施耐德電氣自身供應鏈轉型的樣板,更成為了物流行業(yè)進行軟件定義自動化轉型的絕佳范例。日前,記者實際探訪了這家位于北京亦莊的現代物流中心,也對這座實現開放、軟件定義、智能高效的物流樞紐有了更為直觀的了解。
18000平方米的物流樞紐轉型
“傳統(tǒng)PLC方案需要上百臺設備才能滿足控制需求,而EAE通過軟件定義實現了集中管控。”在現場走訪中,施耐德電氣(中國)有限公司物流北區(qū)總監(jiān)李濤濤向記者坦言。這座2023年5月投用的物流中心,18000平方米區(qū)域內涵蓋七個混合庫區(qū),如今日均處理2萬余箱貨物,實現100%精準配送。
李濤濤指出,關鍵突破來自兩大技術協(xié)同。一方面,EAE平臺構建的三層架構實現全域管控,底層連接PLC、傳感器等硬件,中層通過邊緣計算處理數據,頂層對接WMS/WCS系統(tǒng);另一方面,搭配EMET L&W數字孿生軟件,工程師可以構建全廠的數字孿生模型,打造出貫穿項目全生命周期的“數字鏡像”。
“通過采用虛實融合的試錯機制,我們讓庫容利用率提升8%,綜合運營成本降低11%。”施耐德電氣工業(yè)自動化業(yè)務EAE能力中心負責人區(qū)冰華向記者透露。
而AI技術的嵌入,則令物流中心的效率提升更顯突破性。在S3庫區(qū),記者看到,搭載AI視覺的機械臂正精準抓取貨物,輸送線根據實時訂單動態(tài)調整路徑。李濤濤指出,AI算法結合EcoStruxure?機器專家數字孿生物流及倉儲軟件(EMET L&W),對倉庫存儲策略進行數據分析與優(yōu)化,顯著提高了庫容利用率和作業(yè)效率。
同時,AI機器視覺識別技術增強了安全管理,如在碼垛區(qū)和自動倉內,AI攝像頭能探測人形物體并控制機械手臂或設備停止動作,為人員維護檢修增加了安全保障。
“數字孿生技術為我們提供了一個虛擬的‘數字鏡像’。”區(qū)冰華解釋道,“通過高精度仿真技術,我們可以實現多方案并行驗證,支持從空間布局到作業(yè)流程的全維度可視化對比。”據悉,依托EcoStruxure機器專家數字孿生物流及倉儲軟件(EMET L&W)的建模能力,工程師可基于項目圖紙完成全廠級數字孿生系統(tǒng)搭建,形成覆蓋設計規(guī)劃、建設實施到運營管理的完整“數字鏡像”。
對此,施耐德電氣高級副總裁、全球供應鏈中國區(qū)負責人張開鵬表示,數字化是實現供應鏈高效與可持續(xù)發(fā)展的關鍵。在自身供應鏈轉型升級中,施耐德電氣積極應用自有數字化解決方案,為行業(yè)提供實踐示范,北京物流中心便是典型例證之一。
開放生態(tài)破局:從標準到產業(yè)協(xié)同
雖然實現了北京物流中心的成功轉型,但想推動軟件定義的自動化在整個物流行業(yè)的規(guī)模化應用,單靠一家企業(yè)的力量,顯然遠遠不夠。因此,在推廣軟件定義的自動化過程中,施耐德電氣也積極構建開放生態(tài)系統(tǒng),與生態(tài)圈伙伴共同探索和創(chuàng)新。
區(qū)冰華介紹道,作為開放自動化組織(UAO.org)創(chuàng)始成員,施耐德電氣目前已推動該組織成員突破100家,其中國內組織占10家。同時,依托IEC61499標準,EAE實現代碼跨設備復用。
“這一標準打破了傳統(tǒng)專有系統(tǒng)的孤島限制,為構建開放協(xié)同的產業(yè)生態(tài)奠定了基礎。”區(qū)冰華介紹道,IEC61499標準已同步翻譯成國家標準(GB/T19769),進一步推動了其在國內的應用和推廣。
據其透露,在即將舉行的2025年工博會期間,施耐德電氣也將正式發(fā)布“5G+邊緣計算”第三本白皮書,系統(tǒng)總結在開放自動化領域的多年實踐成果,為行業(yè)生態(tài)發(fā)展提供更多可以參考的鏡鑒與經驗。
除開放生態(tài)外,區(qū)冰華同時指出,開放自動化的另兩大支柱是控制虛擬化和數據連續(xù)性。其中,對于控制虛擬化,區(qū)冰華表示,該技術基于解耦軟硬件,借助更大算力平臺,如服務器、云端,使用戶有更多選擇,聚焦生產系統(tǒng)的核心需求,專注編寫最優(yōu)控制軟件。而數據的連續(xù)性則通過在機器級與企業(yè)級共用可信數據,可真正實現IT/OT深度集成,確保數據連貫,讓軟件成為資產。
——信息來自:中國經營報