伴隨工業4.0與AI雙重浪潮席卷全球產業,中國制造業正站在智能化轉型的關鍵十字路口。畢馬威2025年最新調研顯示,93%的制造企業認可人工智能等數字技術對構建競爭優勢的核心價值,其中74%已引入機器學習技術,96%的應用企業實現了運營效率提升。
然而光鮮數據背后,行業轉型仍深陷多重困境。由于多數企業受困于數據孤島、格式混亂等數據難題,同時各種工業通信協議國際標準的存在,導致設備互聯互通受阻,傳統PLC與硬件的強綁定更是讓產線柔性升級舉步維艱。在此背景下,我國工信部相繼出臺《智能工廠梯度培育行動實施方案》與“5G+工業互聯網”512工程升級版政策,明確將開放自動化技術研發列為重點任務,為行業解困指明方向。
這一痛點,也促使產業自身尋求破局之道。在日前舉行的2025年中國國際工業博覽會(工博會)上,在工業自動化領域深耕多年的施耐德電氣,聯合在5G專網領域具備深厚積累的中國聯通,以及專注工業數據處理與系統集成的北京華勝銳盈科技有限公司、瀾兔數界(上海)科技有限公司,共同編寫了《開放自動化賦能工廠智能化解決方案》報告(以下簡稱“報告”),試圖為當前的產業突圍提供良策。
大會現場,參與編寫報告的多位企業相關負責人也接受了《中國經營報》記者的專訪,從政策、技術、生態、實踐等多維度,深入解讀了開放自動化如何破解行業痛點,推動我國制造業高質量發展。
5G:從被懷疑到重塑工業控制體系
開放自動化平臺的落地,首先離不開穩定、高帶寬的確定性網絡支撐。“最初,工業領域對5G技術普遍持懷疑態度,認為它只是消費級網絡的延伸,無法滿足工業場景的嚴苛要求。”中國聯通大數據首席科學家范濟安坦言,在網絡化階段,中國聯通首先面臨的挑戰是傳統工業網絡是垂直化連接,缺乏互聯互通,難以實現全面的數據采集。為此,中國聯通打造了5G全連接工廠的概念和三種類型的5G專網(包括虛擬專網、部分下沉專網和獨立專網)來連接工廠現場級的各類設備。
然而,在推廣過程中,最大的挑戰隨之浮現:工業領域的網絡通信協議是非標的,不同廠家有各自的工業協議。中國聯通通過打造軟網關、硬網關的形式,實現了對不同工業協議的解析,并將采集上來的非標數據按照工業標準(如OPC-UA標準)進行建模,從而上升到工業物聯網平臺層的賦能。
這種演進使得中國聯通能夠與生態伙伴進入上層應用,其中一個重要方向就是工業控制領域。范濟安特別指出,施耐德電氣是第一個向中國聯通開放場景的企業,力推基于IEC 61499的開放自動化,這使5G除了連接、數據采集之外,發揮出了“第三種應用價值”——與工業控制的深度結合。
此次合作帶來的技術突破極具行業意義。范濟安強調:“我們將5G網絡從傳統三層IP網絡架構,升級為兼具二層物理特性的工業級網絡,聯合設備廠商將網絡時延壓縮至4毫秒以內,穩定性達到99.999%。這一突破讓5G從單純的‘連接工具’,升級為工業控制的‘核心中樞’,為開放自動化落地奠定了關鍵基礎。”
施耐德電氣的實踐案例印證了技術融合的價值。以上海普陀燈塔工廠為例,其基于施耐德電氣EAE開放自動化平臺與5G技術的深度融合,實現了設備復用率提升85%、生產速度提高65%的顯著成效;北京物流中心通過虛擬PLC替代上百臺傳統控制設備,部署時間縮短20%。
“虛擬化擴展、模塊化編程、IT與OT深度融合,這三大優勢徹底重構了產線部署邏輯,讓工廠智能化升級更高效、更靈活。”施耐德電氣高級副總裁、全球供應鏈中國區負責人張開鵬補充道。
攻克核心痛點:落子開放自動化平臺
基礎網絡通信的痛點解決后,工業產線本身的挑戰呈現在各方面前。報告指出,在數據層面,工業通信協議的碎片化嚴重影響了設備的互聯互通性,同時,業務流程對應的系統碎片化也限制了跨層級數據傳遞的效率;而在算力層面,傳統PLC/DCS的分層分域部署模式導致算力資源孤立,難以滿足工業視覺檢測及其他場景的毫秒級響應需求。
對此,施耐德電氣將破局思路重點放在了開放自動化平臺(EAE)的研發。通過構建統一標準、廣泛兼容且可延展的架構,開放自動化平臺不僅能實現IT與OT的深度融合,為智能工廠的核心環節構建出系統性的解決方案,還能夠有針對性地解決生產作業、設備管理、質量管控、倉儲物流及能碳管理等各個層面的挑戰,成為有效破解傳統制造模式效率瓶頸與協同難題的“金鑰匙”。
張開鵬闡述,開放自動化平臺對于企業的經濟價值是顯而易見的。在控制系統層面,EAE平臺是基于軟件定義的集中化平臺,不依賴于傳統的PLC硬件,而是實現了軟硬件解耦。張開鵬指出,這種“虛擬化擴展”帶來的優勢在于,當企業需要部署或增加新的產線時,“不需要購買硬件PLC來花時間部署或編程”,而是在整個系統里“虛擬出一個新的控制器”即可。
在其看來,這種虛擬化能力也從根本上優化了企業的資本開支(CapEx)。通過軟件訂閱和現有高性能硬件的復用,企業能夠以更具彈性的IT投資模式實現產線的柔性擴展,顯著降低了新增功能或產線升級的邊際投入。同時,得益于模塊化編程,工程師可以采用簡單的“拖拉拽”方式完成標準化模塊的構建,使得整個系統部署過程“非常非常快”。部署時間縮短帶來的不僅是工程效率的提升,更是企業實現敏捷制造和快速響應市場變化的關鍵。
生態協同:推動產業規模化復制
“隨著制造業智能化需求升級,客戶的訴求已從單一IT系統集成,轉變為跨部門、跨角色的綜合解決方案需求。但新技術的封閉性、行業Know-how(專業知識)的轉化難題,一直制約著開放自動化的規模化落地。”瀾兔數界(上海)科技有限公司創始人劉嘯天在談及行業痛點時表示,在開放生態中,工業軟件服務商扮演著至關重要的角色。
為破解這一難題,瀾兔數界將自身定位為“技術聯合器與價值轉化器”,通過自主研發的IDFE工業數據虛擬化軟件,構建了通用化的工業模型庫。“我們的模型庫采用‘70%跨行業通用模塊+30%行業定制模塊’的架構,用戶無須具備深厚的技術背景,就能像‘搭積木’一樣拼裝出符合自身需求的應用方案。”劉嘯天介紹,這種模式與施耐德電氣EAE開放自動化平臺形成互補,已有合作客戶借助該方案實現了產線二期的快速擴展,驗證了生態協同的價值。
同時,參與方之一的北京華勝銳盈科技有限公司則聚焦制造業數據與算力難題。“制造業在智能化轉型中面臨三大核心痛點:IT與OT數據孤島嚴重、業務連續性要求極高、成本敏感度強。”該公司總經理王宇男表示,華勝銳盈的解決方案通過“云邊端”一體化架構,實現了算力的精準分配。“在端側完成數據采集,邊側進行實時分析處理,云端實現全局數據匯總與優化,這種架構既保證了工業場景所需的低時延,又大幅降低了企業的算力成本,與施耐德電氣EAE平臺形成了完整的技術閉環。”
此外,施耐德電氣的“創贏計劃”則成為生態協同的重要樞紐。“我們每年發布創新榜單,聯合軟件開發商、算法公司、硬件廠商開展技術共創,像PMA預測性維護等成熟解決方案,都是通過這一模式迭代優化而來。”據施耐德電氣高級副總裁、戰略與業務發展中國區負責人熊宜介紹,施耐德電氣還參與發起了開放自動化組織(UAO),目前該組織已匯聚500多個全球會員,形成了覆蓋標準制定、技術研發、應用落地的完整生態網絡,為開放自動化的規模化復制提供了有力支撐。
政策指航:中國制造業明確轉型方向
隨著中國制造業智能化轉型深入,政策的密集支持和內生驅動力的爆發,也為開放自動化快速發展提供了一大助力。熊宜指出,國家宏觀政策的支持,特別是去年年底發布的新指導性文件與今年年中到下半年針對工業升級改造、先進制造及高端制造領域和供應鏈政策,為企業提供了有力的支持。
記者注意到,截至目前,工信部發布了《智能工廠梯度培育行動實施方案》及“5G+工業互聯網”等一系列政策,將開放自動化技術研發、虛擬化控制器產業化列為重點任務,為技術創新與產業落地搭建了政策橋梁,進一步鞏固了開放自動化在制造業轉型中的核心地位。
除了政策導向,企業內部的發展動力同樣強勁。熊宜強調,數字化、AI技術以及綠色可持續理念已成為行業發展共識。當前工業領域的AI應用不再是追求大模型,而是更側重AI技術在工業場景的實際落地創新,例如通過小模型實現視覺檢測。發展趨勢已轉向“大小模型結合+人的協同”,進一步推進AI技術的落地應用。這種轉型合力,使中國制造業具備了邁向高端化、綠色化、智能化的基礎。
從市場端來看,中國制造業的獨特優勢為開放自動化落地提供了沃土。張開鵬表示,中國是全球唯一擁有全部工業品類的國家,供應鏈非常齊全。因此,施耐德電氣中國供應鏈不僅是全球供應鏈重要的“基礎穩定器”,更是“關鍵的創新源”。得益于中國在新技術、新科技發展上的速度,以及市場對創新的擁抱,中國成為開展創新實驗的良好場所。熊宜補充道,施耐德電氣新發布的一系列產品都是以中國研發驅動,通過在中國大量應用場景中打磨升級,最終形成具備全球競爭力的產品,標志著中國市場在施耐德電氣全球戰略中已成為名副其實的“創新引擎”。
賦能中小企業:持續推動生態共建
“中小企業是制造業的重要組成部分,但在當前智能化轉型中仍面臨技術人才短缺、系統異構、生態資源匱乏三大門檻。”熊宜指出,為幫助中小企業突破困境,施耐德電氣通過技術的模塊化、部署的敏捷化以及生態的開放化來助力中小企業應用新技術。首先,技術層面推出了“即插即生產”的模塊化解決方案。以便將復雜的開放自動化技術封裝為標準化模塊,用模塊化方案替代傳統PLC(可編程邏輯控制器)編程,集成工控機功能的同時,無須重復編程,大幅降低了技術應用門檻。
部署敏捷化進一步降低了中小企業的試錯成本。張開鵬以無錫智慧園區為例:“園區采用虛擬控制器技術,部署速度遠超傳統方案,而且數據打通后,還能實現設備預測性維護,減少停機時間。這種小范圍試點、逐步推廣的模式,讓中小企業無須一次性投入巨額資金,就能享受智能化升級的紅利。”
生態開放化則為中小企業提供了資源支持。“中小企業無須自建生態,通過UAO或其他組織,就能平等獲取技術、方案、合作伙伴等資源。”本次大會期間,施耐德電氣集團董事、高級副總裁、工業自動化業務中國區負責人丁曉紅向記者指出,施耐德電氣的“中國中心”戰略也在強化本土支撐。“無錫研發中心承擔了核心工控產品的研發任務,‘黃金四件套’等本土化產品實現了性能與成本的平衡,更貼合中小企業需求。”
丁曉紅表示,生態共建是施耐德電氣中國的發展引擎之一,除了“創贏計劃”,還積極與相關部門協作,推進新型工業標準制定,并與院校、AI公司、具身機器人公司等積極擁抱新技術生態圈。
“未來制造業的競爭,本質是生態協同能力的競爭。開放自動化搭建了技術與產業融合的橋梁,我們正聯合生態伙伴推進工業數據、算法與算力的融合創新,持續豐富解決方案內涵。”丁曉紅強調,未來施耐德電氣將持續擁抱變革,攜手生態伙伴為新型工業化進程貢獻力量,助力中國制造闊步邁入高端化、綠色化、智能化的高質量發展之路。
——信息來自:中國經營報











