1.柔性生產(chǎn)
上世紀(jì)10年代，人類開創(chuàng)了流水線剛性生產(chǎn)的工廠生產(chǎn) 新模式，降低了單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，使得一些昂貴的消 費品向大眾普及。然而，隨著人口基數(shù)不斷上漲以及中產(chǎn)階層不斷擴大，產(chǎn)品的個性化正成為消費的主流，作為以 快速和多樣化為特點的柔性生產(chǎn)在制造業(yè)中扮演的角色 愈來愈重要。
柔性生產(chǎn)滿足定制化產(chǎn)品需要，5G 使能更可靠的無線OT網(wǎng)絡(luò)。
相比較剛性生產(chǎn)，柔性生產(chǎn)能夠快速切換生產(chǎn)線，有著 靈活滿足客戶定制化要求、極大縮短生產(chǎn)周期等優(yōu)點。柔性生產(chǎn)有著不同的實現(xiàn)方式和粒度，例如柔性制造單 元可在同一條產(chǎn)線適配多種產(chǎn)品生產(chǎn)，柔性產(chǎn)線可基于 不同訂單進(jìn)行產(chǎn)線快速調(diào)整。基于柔性生產(chǎn)，工位的全無 線化將帶來更大的便利性，包括電和氣的快速插拔模式 以及通信的無線化。在核心生產(chǎn)環(huán)境的OT網(wǎng)絡(luò)引入無線 化后，5G網(wǎng)絡(luò)對比Wi-Fi的可靠性、低時延和大聯(lián)接優(yōu)勢 將得以體現(xiàn)，使得無線化的優(yōu)勢能夠在規(guī)模商用的場景 中兌現(xiàn)價值，更好的促進(jìn)柔性生產(chǎn)發(fā)展，增強企業(yè)市場 競爭。
2. 扁平化架構(gòu)
當(dāng)前工業(yè)控制系統(tǒng)以傳統(tǒng)的五層架構(gòu)為主，即企業(yè)層、管 理層、操作層、控制層和現(xiàn)場層。工業(yè)控制系統(tǒng)內(nèi)的各生 產(chǎn)線之間相互獨立，生產(chǎn)數(shù)據(jù)由控制器上傳到上層的IT 網(wǎng)絡(luò)后集中處理，這種架構(gòu)下會導(dǎo)致上層的IT網(wǎng)絡(luò)難以 觸及現(xiàn)場層的生產(chǎn)系統(tǒng)，大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)沉淀、消失在工 業(yè)控制層，不能被進(jìn)一步利用，此外也導(dǎo)致生產(chǎn)線之間 無法進(jìn)行深度協(xié)同。因此使能IT網(wǎng)絡(luò)與OT網(wǎng)絡(luò)之間的全 域數(shù)據(jù)流通成為了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢之一。
工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)扁平化框架逐步發(fā)力，5G使能更便捷靈活的全域扁平化架構(gòu)。
當(dāng)前業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)已逐步采用OT+IT扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)， 相較于傳統(tǒng)的五層工控網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)勢在于原有五層架構(gòu)下的工業(yè)設(shè)備之間都可以通過網(wǎng)關(guān) 相互連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接與控制邏輯之間的解耦，同時 也實現(xiàn)了預(yù)測性維護(hù)數(shù)據(jù)流的從下至上的打通?；谟?線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)扁平化架構(gòu)受限于組網(wǎng)配置與有線網(wǎng)關(guān)端口 的物理綁定，難以適應(yīng)靈活快速的調(diào)整，且實現(xiàn)全域的 扁平化架構(gòu)配置較為復(fù)雜。5G支持終端基于無線方式接 入，天然提供全域一張網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，擺脫了物理線路 和端口的綁定約束，可以靈活快速的進(jìn)行組網(wǎng)配置等調(diào) 整。此外，相比于3G/4G，5G支持基于5G LAN特性的二層接入，可方便的進(jìn)行OT和IT網(wǎng)絡(luò)的扁平化融合，基于 5G的切片功能還可進(jìn)一步實現(xiàn)單個設(shè)備中的多個業(yè)務(wù)承 載于不同VLAN的能力?；谶@些功能，5G可以更便捷的 使能全域扁平化架構(gòu)，使得工廠IT網(wǎng)絡(luò)與OT網(wǎng)絡(luò)間信息 能更靈活的流轉(zhuǎn)，大程度地滿足高層級系統(tǒng)向現(xiàn)場層 延伸的需求，實時回傳用于優(yōu)化生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。
3. 少人化無人化控制
自動化一直是工業(yè)發(fā)展的核心，也是未來工控領(lǐng)域發(fā)展 的方向，云計算、5G等新技術(shù)正在加速這一趨勢。
少人化無人化提升生產(chǎn)效率，5G使能 遠(yuǎn)程控制促進(jìn)少人化無人化發(fā)展。
隨著中國人均收入不斷上漲，制造業(yè)人力成本持續(xù)攀升， 生產(chǎn)過程中少人化的作用逐漸顯現(xiàn)。少人化無人化的目的 不旨在削減人員數(shù)量，而是通過少人化無人化途徑減少 可重復(fù)工種、低附加值或者從事危險性工作的人員數(shù)量， 并培訓(xùn)被削減的人員，使其適應(yīng)更高附加值的崗位來為 企業(yè)創(chuàng)造更大價值。煤礦、鋼鐵水泥等流程制造行業(yè)和港 口、建筑、冷庫等行業(yè)的少人化無人化訴求主要體現(xiàn)在起 重運輸應(yīng)用，例如鋼鐵廠利用遠(yuǎn)程控制行車，無人化行車 實現(xiàn)物流分揀的全流程自動化。這類應(yīng)用過去通過光纖 或者Wi-Fi連接實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，但光纖的部署距離長、成本高，Wi-Fi可靠性不高且室外場景覆蓋距離受限，故5G 正逐漸進(jìn)入這類應(yīng)用場景，提供靈活可靠的無線聯(lián)接。
4. 開放自動化
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮下，工業(yè)領(lǐng)域正在 經(jīng)歷一場顛覆性變革，工業(yè)體系和互聯(lián)網(wǎng)將進(jìn)行深度融合。得益于機器學(xué)習(xí)、增強現(xiàn)實、實時分析和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IIoT）等各類技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)企業(yè)和制造商將有望滿足當(dāng)前這個時代對敏捷和數(shù)字化的需求。然而，在企業(yè)實 現(xiàn)工業(yè)4.0愿景的過程中，各類封閉的專有自動化平臺對 效率形成一定障礙，不利于多元自動化系統(tǒng)集成，而且升 級和維護(hù)成本高昂。工業(yè)領(lǐng)域一直因缺乏適應(yīng)性、模塊 化和互操作性而備受困擾，同時這些問題也阻礙了行業(yè) 創(chuàng)新。
作為全球能源管理和自動化領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型專家，施耐德電氣推出以軟件為中心的EcoStruxureTM開放自動化平臺，同時呼吁業(yè)界廣泛采用開放自動化標(biāo)準(zhǔn)，激發(fā)行業(yè) 協(xié)同創(chuàng)新，以提高效率、生產(chǎn)力、靈活性和可持續(xù)性。
開放自動化基于IEC61499標(biāo)準(zhǔn)的“即 插即生產(chǎn)”自動化軟件組件組成的系統(tǒng)，5G助力更靈活的分布式部署。
開放自動化采用IEC61499事件驅(qū)動、開放的自動化工程 設(shè)計和分布式部署，可實現(xiàn)將自動化應(yīng)用程序與硬件分 離，使用一種建模語言來設(shè)計多種工業(yè)邊緣應(yīng)用，實現(xiàn)原 生的IT/OT融合，真正實現(xiàn)以資產(chǎn)為中心自動化。結(jié)合5G 高帶寬、低時延 。
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