IEC 61499:释放工业4.0潜能的工业自动化可移植性标准.pdf

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IEC61499:释放工业

4.0潜能的工业自动化

可移植性标准

作者:JohnConway

摘要

工业4.0和工业物联网给工业领域带来的裨益已经得到

了充分验证。但是,如果无法采用真正开放的、面向数

字化时代的工业自动化标准,工业企业将可能在多个方

面造成损失,包括产生非必要的额外工程和资产拥有的

开支,延缓企业的工艺生产和工程开发的优化与升级,

进而错失最佳商机。

因此,工程开发的可移植性成为生产型企业,设计单位

与自动化系统集成商共同的需求:通过可移植性解决多

系统融合,系统功能升级,并大幅度缩短工程开发,释

放设计与开发人员的潜能。

IEC61499标准为工业自动化应用实现可移植性奠定了

坚实基础,可带来诸多优势,例如易于实现信息技术

(IT)系统和运营技术(OT)系统之间的融合,可增

加软件应用的投资回报率(可独立于任何硬件平台运

行),以及可提升工程设计效率,进而从根本上缩短新

产品上市时间。

施耐德电气白皮书2

引言全球经济和市场的不确定性正迫使制造商迅速调整战略,以适应更频繁、更快速的市场需

求应对原材料和能源成本的波动。这种趋势促使工艺制造商开始重新思考工业自动化系统

的运行方式。需要重新评估的内容包括:厂商需要适应不断增加的产品品类和更短的采

购,生产和产品上市与交付周期。

随着老一代工人步入退休阶段,他们所掌握的控制,运营和维护方面的知识将失去传承,

工业企业也面临着员工队伍变化带来的重大挑战。新一代数字化原住民员工希望工业自动

化知识能够被嵌入到他们需要使用的系统中。

工业领域的管理者们希望工业4.0和工业物联网技术能够帮助他们应对这些新挑战。工业

4.0在早期已经显现了一些优势,例如人工智能和机器学习算法极大地提高了运营流程的质

量,可在设备故障发生前对其进行预测以减少意外停机时间,可根据原材料现货价格实时

优化生产工作,以及可以实时优化生产计划,从而尽可能提高产量。事实上,据业内分析

人士估计,更灵活的全新生产技术能够将制造商的生产率提高30%。1然而,研究结果也显

示,60%的企业在试点阶段后未能在试点阶段之后让其工业物联网或智能制造项目进一步

落地。2

图1

与专有工业自动化框架增强/

不同,开放式系统使数据分析云/边缘计算虚拟现实

企业能够获得工业4.0工业4.0

的全部优势无线通讯/5G人工智能

传感器/开放自动化

物联网框架自主机器

造成这一局面的原因多种多样,且与员工、流程和技术相关。在技术方面,大多数主流制

造商无法从这些技术中获得更高回报的最大原因是其运营的工厂系统是一套封闭的专有系

统。与专有工业自动化框架相反,在真正开放的系统中企业能够获得工业4.0的全部优势。

本文提出了一种基于IEC61499标准的

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