数据打通，破局工业自动化数字转型

庞邢健

施耐德电气高级副总裁、工业自动化业务中国区负责人

庞邢健先生自2018年10月起担任施耐德电气（中国）有限公司工业自动化业务中国区负责人一职，全面负责公司在离散、混合和过程工业自动化领域的业务。庞邢健一直致力于推动工业数字化转型，推进IT与OT的融合，基于施耐德电气在自动化和能源管理领域的深厚经验，以绿色智能制造解决方案推动中国工业的韧性、高效与可持续发展。

谭彰

浙江蓝卓工业互联网信息技术有限公司总经理兼总工程师、国内首个自主知识产权的工业操作系统supOS创始人

谭彰先生是浙江151工程第一层次人才、浙江省软件行业杰出人才、工业互联网产业联盟理事、中国工业软件APP联盟副理事长、边缘计算产业联盟理事、浙江省智慧城市促进会常务理事;国家科技部专家库专家、浙江大学特聘研究生联合导师。

《数字经济》对话头条二 工业自动化

如今经济发展已经进入数字经济阶段，工业、制造业高质量发展是我国经济高质量发展的重中之重，也是一个现代化大国必不可少的一个重要方向。中国工业企业在今天消费升级时代，核心能力是创新的能力。那么这个时代的创新，一定是离不开信息技术的应用，数字经济的本质在于信息化，信息化的发展在于数据的自由流动、高效管理和安全使用。随着数据的快速增长，数据对于商业营销、产业发展、社会治理的作用越来越明显，数据在各行业逐渐演变成非常重要的生产资料。以新冠疫情为例，尤其是在工业界，无论对大、中、小型的每一个企业来说都是一次大考，让企业从过去追求高速发展的快车道上放缓脚步，面对这些挑战，数字化是唯一出路。

《数字经济》杂志：数字经济已经成为不可逆的趋势，而当下的疫情更是为数字经济按下了加速键，深入工业领域前沿多年，您认为当下企业面临哪些挑战？

庞邢健：对于工业界，这次疫情无论对大、中、小型的每一个企业来说都是一次大考，使我们从过去追求高速发展的快车道上放缓脚步，重新思考一下企业核心竞争力是什么？对于未来发展，我们认为企业需要共同面对三大挑战：

首先是韧性，这次疫情为我们展现了市场、供应链、资金链、人员安全剧烈变化的可能性，面对这种剧烈动荡，企业首先要做的是活下来。企业如何采用数字化及远程方式运营工厂？如何快速调整产线应对市场需求变化？如何快速协同全球供应链布局？如何在特殊时期不放松对信息安全的防护？这些都是对企业的韧性提出了挑战。

其次是效率。在保证韧性的基础上，效率仍然是核心主题。在过去的几年中，层出不穷的新技术、新概念充斥着我们的视听，但其中很多技术和概念，舆论雷声大，落地雨点小，我们期待云、大、物、智、移等新技术和概念能够真正帮助工业企业提高效率。

然后是可持续发展。疫情提醒我们人类和自然密切相关，加速了全球化和城市化可持续发展。

《地球系统科学数据》杂志上的一份报告显示，2020年全球温室气体排放量较2019年下降7%，为有记录以来最大降幅。主要原因是因为工业生产和能源消耗减少，及交通运输发生显著变化。未来，无论是企业还是个人都会更加重视可持续发展。

谭彰：总体来看，中国拥有完整的工业门类、健全的产业链体系，工业发展异常迅速，但目前仍面临着海外制造业回流、制造业大而不强等问题。随着数字化转型越来越深入，产业结构进一步优化，企业高质量发展取得较好成果。同时也要看到，在数字化转型大背景下，数据孤岛、核心工业软件及工艺缺乏等问题困扰着数字化转型的进一步推进。2020年初，突如其来的新冠疫情，曾一度影响企业正常的生产、运营，暴露了企业协同、产业链等方面的不足。

通过新一代信息通信技术与制造技术深度融合，构建数字化、智能化工厂，产业链强链补链，特色产业集群协同发展是应对这些挑战的重要方向。目前在工信部、各地政府的规划下，工业互联网平台与解决方案提供商、制造企业进行了卓有成效的探索，形成了大批领先的跨行业跨领域平台，构建了良好产业生态。

2021年，将是工业互联网“换挡提速”快速发展的一年。工业互联网与制造业的融合发展，还需要持续推进数据整合，聚合生态，发挥数据的价值。构建数字化、智能化工厂，需要实现人、机、物的全面连接，让数据全流程、全生命周期流动起来。但是我国普遍存在设备种类、型号繁杂，工业现场接口、协议、驱动复杂，生产涉及的信息系统、异构系统众多等问题。

更大的问题是，生产设备的生产能力往往没有得到发挥，生产资源、能源消耗还比较粗放，怎么通过数据优化生产经营？这就需要打造一个数据底座，解决数据全面集成，并围绕平台汇聚生态的力量，开发丰富的工业软件和APP，实现生产制造智能化、特色产业集群高质量发展。我们的supOS工业操作系统正是這样一个帮助企业数字化转型的数据底座。

《数字经济》杂志：面对重重挑战，很多企业都纷纷转型数字化，然而不同企业有不同的数字化路径，也有不同的收益。对此，您有哪些观察和建议？

庞邢健：面对这些挑战，数字化是唯一出路。各个行业的数字化都得以飞速发展，在工业领域，数字化相关的项目都被加速推进或者提上议事日程，这是因为大家越来越多的看到数字化的重要性。

无论是离散工业、混合工业还是流程工业，都应该做到数据的四维融合。

第一个维度的融合就是要将能源和自动化相融合。因为如果想要节约能源，就必须要去在生产工艺上面发生改变，要去充分利用厂房所有可使用的面积，要充分利用所有已购置的生产设备，要将能源使用体系和生产流程体系之间打通协同，从而实现资源和能源方面的节约。

第二个维度的融合是从终端到云端垂直维度的整合。从工业现场到控制运营中心，无论是机器的操作和维修人员，还是公司的管理决策人员，都可以看到实时关键数据，从而使各级人员各司其职，使用数据进行决策提供可能。

第三个维度的融合是在全生命周期数据的融合。对于工业项目，三分之二的成本是在工厂建设完成以后发生的，如果在设计和建造阶段能够用数字孪生进行设计和仿真，在建造的时候就可以将实体工厂和虚拟工厂联系起来，同时可以将后续的运维阶段产生的生产数据、管理数据、能源消耗数据等与虚拟工厂进行实时反馈，修正、优化。

第四个维度的融合是指从分散式管理到集成化的企业管理，大部分的企业不管是运营企业还是公司，都是单独分散地来管理，但是集团总部则需要集成地进行跨厂、跨企业的管理，所以要把所有的厂区数据集成在一个平台上来管理。

此外，工业流程的复杂性与工艺的繁复性决定着工业客户的数字化转型不能简单复制，需要根据企业自身生产经营的现场来量身打造转型升级的“路线图”。企业应该遵循“先医后药、先软后硬、小步快跑、效益第一”来逐步推进数字化。施耐德电气提供的“从咨询到落地”的涵盖全供应链和全价值链端到端绿色智能制造整体解决方案，通过顶层设计来推动各个子系统的规划和部署，进而实现从数字化到软硬件一体化解决方案的有效落地。

谭彰：首先是不同行业的特性决定了企业对数字化的需求不同，从流程行业看，流程行业生产运行模式特点突出。比如，原料变化频繁，生产过程涉及物理化学反应，机理复杂;生产过程任一工序出现问题，都可能会影响整个生产线和最终的产品质量，甚至引发安全风险。因此，流程行业的数字化转型会更加注重生产计划管理、过程管控，提质、降本、增效、安全、环保等是企业普遍关心的问题。

离散行业的特点是多品种和小批量，产品的工艺过程经常变更，趋向个性化定制;产品本身的利润空间越来越小，但服务在制造过程中所占的比重越来越大，逐渐形成制造与服务相融合的新的产业形态——服务型制造。我们可以帮助企业打破数据烟囱，实现质量追溯、提高设备利用率、生产计划精准下达及高效协同，帮助企业从生产型制造向服务型制造转型。

不同规模的企业对数字化转型实践也深浅不一，对于龙头企业、大型企业而言，他们会自建工业互联网平台，满足企业数字化需求，并可以进行集团化的管控、供应链上下游的联动，此外，还可以把自身的经验、能力输出给外部客户、供应商和上下游合作伙伴，带动产业链的整体数字化提升。

对于目前没有足够能力自建平台的中小企业，他们更多是“上云上平台”，蓝卓从中小企业、特色产业集群的共性需求和特点出发，构建生态，打造产业集群平台，让企业的管理水平、响应市场的柔性能力得到提升。

企业在不同发展阶段也会有相匹配的路径。信息化基础比较差的企业，仍然在信息化补课，针对企业生产运营中的具体问题，通过软件实现各生产环节信息化、流程化。信息化基础较好的企业，已经开始思考如何优化原有的企业生产方式，探索将整个工厂构建在一个统一的数字化平台之上。比如我在实际工作中遇到的一个典型案例——京博石化。在信息化过程中，京博石化先后建设了100多套信息化系统，基本实现了业务全覆盖，但是也逐渐暴露出传统的烟囱式建设模式所带来的弊病。我们根据企业的实际需求，搭建一个统一、标准的基础平台，便于企业自主开发、扩展和维护。蓝卓supOS工业操作系统不仅集成京博石化原有的所有系统，还提供一个统一的开放的平台，让京博石化可以根据自身需求，自主扩展新的应用。目前，整个京博石化已经构建了基于supOS，实现全面数字化转型的完整路径。

《数字经济》杂志：数字化转型，数据的打通是基础，然而在自动化层面仍存在着一些标准不统一的壁垒，对此您如何评价？

庞邢健：现阶段，工业运营领域正在经历一场颠覆性变革，得益于机器学习、增强/混合现实、实时分析、工业物联网（IIoT）、大数据，人工智能等各类技术的进步。

然而，在企业发展的过程中，不利于多元化自动化系统集成，而且升级和维护成本高昂。工业领域一直因缺乏适应性、模块化和互操作性而备受困扰。

2020年，施耐德电气推出引领行业发展的，以软件为中心的全新工业自动化系统EcoStruxure开放自动化平臺（EcoStruxure Automation Expert）。它是基于IEC61499标准的开放自动化产品，开创了软件驱动自动化、支持互操作的工业自动化新时代。

EcoStruxure开放自动化平台的发布既是倡议，也是实践。通过对软件和硬件进行解耦，推动工业自动化领域的“即插即用”，切实解决厂商之间应用软件的可移植性、可配置性和互操作性问题，促进工程设计与运营领域的效率跃升。

EcoStruxure开放自动化平台通过三个关键方式重构自动化：

首先，自动化应用程序与硬件分离将带来前所未有的灵活性。将这种革命性方法与基于事件的网络跨平台运行相结合，意味着用户可以快速适应不断变化的业务需求，而不必担心停机所带来的时间和经济成本。

其次，集成IT应用程序、工具和工业技术更加容易。这种原生的IT/OT融合使用户能够将新技术无缝集成到控制系统架构中，而无需繁重的工程工作或引入高耦合、非内聚的系统设计技术。

最后，EcoStruxure开放自动化平台原生支持以资产为中心的设计方法。应用程序基于现成的资产模型创建，消除了低价值的重复任务，轻松封装和复用可移植的自动化对象，从而大幅提升工程效率。这样可以解放工程师，让他们能够专注于高价值的工程应用和创新。

借助EeoStruxure开放自动化平台，用户可以实现以下目标：

·迈向100%工程效率

·实现100%运营效率

·应对100%未来挑战

目前，EcoStruxure开放自动化平台在多个行业中已展现出其非凡价值。此次面向中国市场发布的同时，除了通用应用程序库，针对食品饮料和物流自动化两个高速发展的行业，EcoStruxure开放自动化平台还提供了细分的行业库，为总包商、设备制造商、系统集成商和最终用户带来工程和运营效率的优化。如在乳品行业中，涵盖储存、传送带、灌装等多环节的资产被容纳到一个动态资产模型中，可实现各工程相互的连续性，一致性和总体设计的便利化;在物流行业，工程师可利用输送线、移载、转向等行业功能块，快速实现系统的工程设计、测试和调整，缩短系统投入运行所需的时间。

我们认为，现在是在工业自动化领域大胆行动的时候了，希望整个行业的工业用户、厂商、原始设备制造商、系统集成商和总包商（EPC）一起来拥抱开放自动化。

谭彰：事实上，这是个长期的历史问题，主要涉及到自动化和智能化在不同发展阶段的技术、利益、联盟等问题。首先我们必须正视这个问题，从技术入手，去解决自动化层标准和协议多样性的问题。像蓝卓就出身于工业自动化和智能化，我们有近30年的工业自动化技术积累的沉淀，这个正是蓝卓的强项。在工业互联网这个领域，目前很少有公司拥有全面的自动化协议接入、数据互联互通技术能力。蓝卓还开放了一个自动化协议驱动开发平台，各种设备厂家、集成商、个人开发者都可以基于我们的supOS平台来开发各种工业自动化协议驱动软件。

《数字经济》杂志：疫情之下，中小企业更是面临重重困境，您如何看待中小企业在整个数字经济中所扮演的角色？

庞邢健：数字化转型涉及到软件开发、软硬件融合、系统集成以及数据分析、智能化控制等多个环节，并且还要落地到具体应用场景，这需要产业链上下游企业共同努力，非一家之力可以完成。在此过程中，不仅仅是大企业，中小企业也是至关重要的推动力量。

但通常情况下，由于缺乏技术、资金以及生态支持，中小企业很难自发开发应用场景，并实现规模化复制。中小企业需要一个兼具软硬件能力、充分了解市场，且拥有开放生态的中间平台，帮助自己提升技术实力，从而有效解决问题，最终形成数字化的解决方案，从整体上推动行业数字化转型。

在数字化转型方面，中国的中小企业可以分为供需两类问题。

第一类是作为“用户”的中小企业，他们对于自己行业的熟悉程度往往是一个局外人所不能够比拟的，但对于数字经济的准备可能不足，缺少足够的资金和技术，无法真正把待解决的问题发掘出来。

第二类则是作为“供应商”的中小企业，这类企业往往具备创新的技术，不管是在OT还是在IT领域，但他们缺乏对用户市场的覆盖，无法解决规模化复制问题，这些企业缺少一个平台和对工业用户的入口。

解决这些问题，必须要依靠产业生态圈，这也正是施耐德电气和AWS、联想集团、清华大学全球产业院在2020年3月份共同发起“绿色智能制造创赢计划”的初衷。其首要任务是集生态圈之力赋能中小企业，帮助其开发出有创造性、有价值、有前景的数字化解决方案，并以此推动相关产业数字化转型落地。

绿色智能制造创赢计划经过8个多月的入围筛选、线上线下培训、客户需求深度对接、PoC（概念验证）方案开发等全面赋能，产生出一系列可复制的共创解决方案，如依托AI技术的智能分拣码垛系统，融合了MR混合现实工程经验的产线巡检和品控辅助系统，以及针对离散工业计划排程优化的高级排程解决方案等。让这些中小企业成为打通数字化转型“最后一公里”不可或缺的一员。

谭彰：中小企业是我国数量最大、也是最具创新活力的企业群体，在促进经济增长、推动创新、增加税收、吸纳就业、改善民生等方面具有不可替代的作用。但我国中小企业目前普遍面临获取订单难、融资难、信息化基础差的难题，所以，中小企业能否实现数字化，是中国制造业整体高质量发展的重点。

数字经济对于中小企业带来的影响是双重的，挑战和机遇并重，尤其疫情之下，中小企业的综合竞争力和抗风险能力都相对较弱，但另一方面，数字经济的快速发展为中小企业带来了许多新的机遇。随着数字经济产业的不断向前推进，许多新技术也加快被应用于交通、医疗、物流等行业的发展过程中。很多以技术为基础的新型中小企业抓住了机遇，在引导技术变革和生产力提高的实验和创新中发挥着关键作用，也成为了我们正在经历数字经济这场变革中不可或缺的一部分。中小企业可以充分发挥他们在管理体制上所具有的灵活性、创新性和高效率，以及在数字化经济采取的针对性市场策略，激活中国制造体系创新活力，这些企业可以促使市场结构发生根本性变化。

此外，工业互联网提供了一个路径，让中小企業可以低成本实现数字化转型，获得和大企业同等的机会参与市场竞争。

《数字经济》杂志：贵公司在赋能企业数字化转型领域已经有诸多实践，有哪些成功经验可以分享？

庞邢健：前面我们谈到企业实现数字化，需要四个维度的融合。我们可以举一些实际的案例来看四维融合能够给企业带来的优势。

首先，能源和自动化的融合。中国领先的乳业企业伊利集团，工厂所有产线都考虑到能效的优化问题，通过能源管理软件实现单厂能源效率20%的提升，能源成本降低了5%，仅一个工厂每年减少二氧化碳减排相当于种植2.5公顷的阔叶林。

其次，从终端到云端垂直维度的融合。成都瑞克西自动化技术有限公司在8年的时间内，从单纯的设备供应商，转变成设备生产供应商加生产服务的提供商，逐步成长为拉链染色领域的领导者。瑞克西主要采用了施耐德电气EcoStruxure机器解决方案，借助AVEVA系统平台，并结合EcoStruxure机器顾问，实现了数字化的转型。通过完整的解决方案，瑞克西建成强大的拉链染色配方数据库，使整个生产过程更透明化、更信息化。改造后，瑞克西的染色一次合格率提高了30%，材料损耗降低了12%，能源消耗降低了20%，整个生产效率也提高了10到20个百分点。信息沟通的透明化和及时性，降低了原材料的库存，同时降低了生产的成本，而定单的高效下发也带来了设备使用率的提升。

然后，全生命周期数据的融合。湖北三宁化工股份有限公司在其超大型60万吨乙二醇项目中，借助施耐德电气端到端的数字化交付解决方案，包括AVEVA工业软件、Triconex安全仪表系统、中低压变频器和中低压配电系统，开启了生产管理及项目运维的全生命周期数字化转型之路。借助AVEVA资产信息管理软件，可以将项目建设阶段所产生的工程信息、生产过程产生的实时数据信息及管理信息在数字孪生中融合使用，从而优化生产及运营管理。基于PI的实时数据库，打通了从设计阶段到建设阶段再到运维阶段的实时数据，无缝连接了生产控制系统与信息管理系统，大大提升了数据实时性，进而提高了管理者的决策效率。由此，该项目实现了25%30%的岗位融合，同时能源效率提升了5%。

最后，從分散式管理到集成化的企业管理。位于中东海湾地区的阿布扎比国家石油公司，所有的钻井平台、炼厂、邮轮，乃至全产业链的活动，都可以集成在一个数据运营和管理平台上管理。这个全景式指挥中心集成了153个软件应用，有20万点过程和生产参数，利用全集成的企业级一体化的管控中心，实现了16家的运营公司端到端全价值链的可视化，大大加快和提升了公司的决策管理水平。通过供应链的优化，实现了每年约8000万美元的成本节约。

如今，施耐德电气已经在离散、混合和过程工业的各个领域，帮助不同规模、不同细分行业的企业在数字化转型中受益。然而，独木难成林，在数字化转型的浪潮中没有一家企业能够独善其身，这就需要一个开放的生态系统。施耐德电气在2019年携手26家合作伙伴发布了绿色智能制造生态体系，这个体系中的伙伴规模还在不断扩大，我们相信只有生态圈中的合作伙伴共同聚力，才能帮助更多的工业用户借力数字化所带来的价值，提升企业的韧性和效率，实现可持续发展。施耐德电气也将一如既往，以开放的心态、专业的团队、创新的产品，与中国工业共创、共赢绿色智能制造。

谭彰：制造业从信息化向智能化、从工业3.0向工业4.0发展的过程中，需要一个统一的数字化底座，也就是工业操作系统。蓝卓supOS是国内首个工业操作系统，一个“承上启下”的通用平台，向下连接海量工业装备、仪器、产品，向上支撑开发各种各样、丰富多彩的工业智能APP，帮助制造业数字化转型。蓝卓的使命，就是要打造中国自主可控的工业版的“安卓”操作系统，和合作伙伴一起为中国的工业转型升级赋能。

工业操作系统应该是一个去技能化的平台，它不是给特定专业技能的人员使用的，而是要让生态合作伙伴和客户都能加入进来，共同构建一个创新体系。supOS工业操作系统赋能生态合作伙伴快速接入平台，基于平台快速开发、迭代APP，赋能客户基于统一平台快速创新，让客户更加聚焦自身业务运营。

打造一个极致体验的平台，不仅是能用、可用，还要让客户感受到易用，并且依赖这个平台。蓝卓snpOS的稳定性、易用性和赋能性是第一位的，并且不断增加平台的厚度。平台除了提供工业大数据整合、工业知识模型库、算法库、流程库等通用能力之外，同时，持续投入研发关键技术，并与5G、AI等新技术融合应用，让用户得到极致体验。

不同规模的企业有不同的数字化路径策略，蓝卓为大型企业打造产品化的snpOS私有化平台，平台就像一颗种子，伴随着企业数字化进程实现共同生长。蓝卓为产业集群，尤其是中小企业提供云化的产业链工业互联网平台，以SaaS化方式，降低中小企业初始投入，从而快速实现数字化。

我们认为，工业互联网一定姓“工”。制造业数字化转型、高质量发展，需要充分发挥工业“Know-how”的作用。蓝卓有先天的优势，蓝卓脱胎于国产自动化系统领军企业，兼具深厚的工业领域背景和“工业基因”，这让我们比别人更懂工业，更能听懂客户的真实需求。

在生态建设上，蓝卓围绕独特的“平台OS+APPs”模式，将软件开发商、开发者、集成商、工程服务商加入到supOS工业操作系统的生态系统之中，建设了一条“从引入、融合到推广、实施、商业成功”完整的生态流水线。只有让生态像流水线一样自动化地动起来，生态“活”了，才更给客户源源不断地提供价值，生态才能从中受益，平台才能更好、更快地落地。

目前，蓝卓与合作伙伴正在构建地区、行业、园区、企业四个层级工业互联网平台，面向中大型企业正在建设企业级互联网平台，针对化工园区、小微园区等建设园区级工业互联网平台，针对包括浙江在内的块状经济、中小企业集聚行业建设行业级工业互联网平台，同时，蓝卓也在和地方合作，成立地区级运营实体，建设地区级工业互联网平台。

责任编辑：徐培炎