国内首次解读，IIoT背后潜伏的游戏规则颠覆者

工业互联网想要落地，眼下之急，是很多割裂和壁垒亟待克服。

比如在通讯领域，为了解决标准以太网具有不确定性、无法用于工业现场的弊病，各个公司都开发了自己的专属现场总线或者工业以太网通讯协议，但彼此之间互不兼容，造成了明显的市场割据。

TSN和OPC-UA等技术体系的快速发展，实现了通讯标准与技术服务商的解耦，扩展了通用化组件的应用范畴。

其实在工业界，还有更让人头痛的隐疾。

典型的工业控制器，比如PLC(可编程逻辑控制器)、DCS(分布式控制系统)的操作系统都是异构的、I/O输入输出设备也是异构的，各个供应商的专有架构很难融合。

因此工业企业大多“住在”一个由不同供应商使用特定软硬件创造，需要耗费额外的资源和财力管理各种不同设备的异构环境中。

工业控制器等设备有没有可能也贴上“开放”的标签?有没有可能朝着接口开放化、硬件标准化、软件通用化、网络智能化的方向迈进?

面对这样一个虽艰险但诱人的方向，革新的势力正在默默探索和推进，UAP(Unified Automation Platform，统一自动化平台)是其中的一次前瞻性尝试。

本文将是国内首次为你揭开UAP的面纱。

UAP解决什么问题?

精通工业控制需要身怀各种绝技。因为在大型工业控制系统中，往往存在数百甚至上千个异构的硬件模块单元，他们分别来自不同自动化厂商。

西门子、施耐德、三菱、欧姆龙…他们使用的操作系统五花八门，比如各种经过裁剪的实时操作系统，VxWorks、Lynx、QNX、RT-Linux…还有Windows Embedded。

各家的编程软件也不相同，比如西门子用TIA Portal、施耐德用Unity、TwidoSuite、罗克韦尔用Studio 5000、三菱用GX Developer、欧姆龙用Sysmac Studio。

这些控制器担任着工厂生产线上“大脑”的重任，可以说是自动化的稳定性之基础和智能化之核心。如果把“Opening Soon”摆在一贯显示“We’re Closed”的控制器出没的地方，总有一种违和感。

人为制造的割据势力，令工业控制器很长时间内无法冲破传统的封闭架构，触及到开放融合和敏捷开发带来的红利。

因此，推进UAP统一自动化平台的好处是显而易见的：

• 首先，控制器最大限度的采用通用化的硬件，尽可能解除了传统专用设备的绑定和局限。
• 其次，工程不再需要依赖任何特定的硬件和拓扑，实现硬件与软件解耦，两者相互独立。工程师只使用一种工具就能配置所有的控制应用、HMI/SCADA系统和I/O连接，为工业互联网IIoT应用程序提供所需的基础架构。控制器相关的软件和程序可以实现规模化管理，尤其在迭代或升级过程中，降低成本和提高效率。
• 最后，通讯走向标准化，通过南向接口，化解来自不同供应商组件之间的互操作性难题;通过北向接口，开发丰富的应用和服务，创造将云原生、DevOps等IT技术融入OT的可能性，享受由工艺技术更新和工业互联网带来的各种创新。

想象一下，工业自动化金字塔架构中的控制层，也就是PLC和DCS出没的领域，将变得越来越开放。这种变化无疑是颠覆性的，对于传统自动化厂商来说，这并不是好消息。因此中小玩家，根本无力撼动这个固化的市场。

UAP之所以值得关注，因为其背后的推动者是主流厂商，施耐德。

根据Contemporary Control的报道，1968年，作为相近时期PLC的发明者之一，Dick Morley及其团队研制成功并推出了全球第一台PLC--莫迪康084，打造了工业自动化史上最重要的发明之一。后来，施耐德收购莫迪康品牌，联手创造了多款经典PLC产品。

如今，施耐德默默的推进UAP这个大胆的想法，相关研发尚处于静默期，据悉2020年左右将会逐步推向市场。

根据国内工业自动化市场的发展历程，上世纪80-90年代为PLC等产品的导入期，2000年前后PLC迎来高速增长期，按照PLC普遍10-15年的生命周期，未来3-5年将迎来PLC和DCS更新换代的高峰，也将是UAP等新技术发展的重要窗口期，将对行业格局产生深远影响。

根据公开信息显示，施耐德的这项秘密计划尚处探索阶段，该公司选择率先从流程工业起步，经由开放过程自动化架构OPA(Open Process Automation)落地，数年之后才会逐渐扩展到离散工业，演进为贯穿整个自动化领域的UAP。

OPA的进展如何?

读懂了OPA，便读懂了UAP。

为什么选择从流程工业起步?这里借鉴上海工业自动化仪表研究院彭瑜老师的观点，“离散”的招数，“流程”早就见过了。他曾经提及美国工业圈的一种说法：在实现工业4.0的进程中，流程工业已经在飞行，而离散制造业还在办登机手续。以OPC UA技术为例，最早就是运用于流程工业，并取得显著成效后才被引入离散制造业。因此从流程工业起步，是一种可行且靠谱的做法。

施耐德和埃森克美孚，作为开放过程自动化社区OPAF的核心成员，致力于推进OPA架构，标准化现场设备的基本输入输出，及监管控制功能块的执行。OPA的成功需要调动最广泛的力量，目前OPAF社区已有超过110个成员，包括最终用户、软硬件供应商、系统集成商等。

为什么美孚也是开放自动化的重要力量之一?因为油气项目普遍非常庞大，工厂历史悠久，各个“朝代”的控制系统迭代周期不齐，老旧和新秀系统并存，面对成百上千的异构控制设备，流程行业比谁都头疼。同时因为使用量大，话语权亦强，实现的效益有利于锁定在企业内部。

OPAF正在进行的工作，运用最新的云计算技术重新定义DCS和PLC，，还包括与优化运营密切相关的先进控制和MES。从2016年启动至今，现在开放过程自动化OPA架构已经从概念阶段，进入技术原型项目的落地阶段。

（编辑：威海站长网）

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