制造企業(yè)對軟件的需求正在發(fā)生改變。ARC咨詢集團(tuán)的分析師HarryForbes援引某自動化供應(yīng)商CEO所說的,客戶不想成為必須管理在上千臺設(shè)備上運營應(yīng)用軟件的工廠。自動化供應(yīng)商希望利用虛擬平臺替換交換機(jī)實現(xiàn)對這些軟件的管理。

這是一個突破性的時刻，而不是漸進(jìn)的改變。軟件正在吞噬世界。云計算軟件正在吞噬著企業(yè)、邊緣設(shè)備和嵌入式空間。云技術(shù)可以查看并與較低級別的系統(tǒng)進(jìn)行交互。軟件變得越來越小，而且更安全。在歷史上按不同類別開發(fā)的軟件，正在扁平化。

最先進(jìn)的云軟件開發(fā)和軟件操作(DevOps)技術(shù)，將滲透到嵌入式系統(tǒng)中。而嵌入式工業(yè)自動化的開發(fā)、部署、業(yè)務(wù)流程和監(jiān)控以及更新，將提高最終用戶對工業(yè)自動化軟件的期待。規(guī)?；约霸谡麄€軟件生命周期內(nèi)的軟件管理需求，將由云、企業(yè)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)和開放組織共享。

云計算軟件開發(fā)工具正在吞噬所有其它與工業(yè)自動化相關(guān)的領(lǐng)域。

開放過程自動化（OpenProcessAutomation，簡稱OPA），是開放組織（OpenGroup）的一部分，旨在建立一個概念驗證原型，建立標(biāo)準(zhǔn)并最終建立商業(yè)開放式過程自動化系統(tǒng)，從而最大限度地減少供應(yīng)商特定技術(shù)并提高系統(tǒng)投資的總體回報，同時保持嚴(yán)格的安全性。

開放式自動化

對于可擴(kuò)展性、互操作性架構(gòu)的更多關(guān)注，讓一些傳統(tǒng)過程行業(yè)的企業(yè)開始嘗試開放式自動化。沙特阿美石油公司就為其中過程自動化系統(tǒng)(PAS)生命周期管理計劃，制定了一個以開放數(shù)據(jù)為中心的過程自動化概念的長期目標(biāo)，以期實現(xiàn)在技術(shù)、工業(yè)計劃和標(biāo)準(zhǔn)等方面的要求。

在2010年，面對過時的系統(tǒng)，該公司研究了其供應(yīng)商模型、備件管理、內(nèi)部技術(shù)支持和可靠性驅(qū)動的替代等問題，所有這些都帶來了對長期使用專有架構(gòu)的挑戰(zhàn)。

一個新的計劃嘗試消除多個層次，實現(xiàn)扁平化的網(wǎng)絡(luò)、相互解耦的控制器，并用可靠的通信框架取代控制系統(tǒng)。新的解決方案力求避免大規(guī)模更換，并將控制功能分散到整個體系結(jié)構(gòu)中。最底層的安全系統(tǒng)不會被觸動。輸入和輸出(I/O)模塊僅為輸入和輸出，并與實時數(shù)據(jù)總線連接。

這些屬性需要面向數(shù)據(jù)、開放標(biāo)準(zhǔn)、使用發(fā)布/訂閱通信協(xié)議、人機(jī)界面和控制器虛擬化服務(wù)器、高可用性計算平臺、可互換的基本I/O、基于硬件或軟件的控制器、內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用程序可移植性。

在加入開放過程自動化計劃后，該公司請求參與一個示范系統(tǒng)，以幫助改善學(xué)習(xí)曲線。根據(jù)學(xué)習(xí)曲線，公司開始意識到使用數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)并不像預(yù)期的那樣簡單。需要較長的時間形成一個信息模型。

沙特阿美石油公司致力于在以數(shù)據(jù)為中心、基于開放技術(shù)的發(fā)布/訂閱協(xié)作自動化平臺方面與OPA展開合作。期望能夠保持目前的投資，使用現(xiàn)成的商用(COTS)技術(shù)，并提供更容易集成或部分更換的機(jī)制。

OPA計劃的進(jìn)展

開放過程自動化（OPA）創(chuàng)建了一個系統(tǒng)，將分布式控制系統(tǒng)作為OPA架構(gòu)中其它元素中的另一個對等方，而不是層次結(jié)構(gòu)的頂層。

運行的概念驗證系統(tǒng)使用實時的先進(jìn)計算平臺。它使用比例-積分-微分(PID)和約束控制來控制模擬過程單元。該驗證裝置采取了I/O和邏輯，并將其分為三個分布式控制節(jié)點(DCN)。

因為大多數(shù)過程控制的運行速度比應(yīng)用需求要快，可以降低到100毫秒,就是這樣，該速度也快到足夠可以運行任何程序。

互操作性的定義和目標(biāo)：兩個組件在供應(yīng)商之間交換有意義的信息和相互協(xié)作的能力，以便能夠整合最佳組件，并在市場上促進(jìn)競爭和創(chuàng)新，并允許定制和按需裁剪解決方案。

互換性是指一個組件可以用另一個供應(yīng)商的部件更換而不進(jìn)行修改。樹莓Pi3可以與英特爾原型DCN交換。它是在不改變IEC61499控制邏輯的情況下重新部署的，不需要重設(shè)計控制邏輯。

配置和應(yīng)用程序可移植性允許將配置從一個應(yīng)用程序移植到另一個應(yīng)用。保留資產(chǎn)所有者的自定義配置、知識產(chǎn)權(quán)(IP)并幫助使用先進(jìn)功能，允許集成一流的組件。

應(yīng)用程序開發(fā)的靈活性，使其可以用應(yīng)用商店的概念來支持一流算法，開放市場的創(chuàng)新，并保留自定義配置。

?？松梨趯PA的愿景是在2021年之前做好技術(shù)準(zhǔn)備。鼓勵更多的參與者，該組織尋求合作伙伴和現(xiàn)場試驗。

需要新的方法

“需要更多革命性的變化，因為我們還沒有到達(dá)那里,"巴斯夫公司控制系統(tǒng)技術(shù)的高級自動化經(jīng)理MichaelKrauss說，"我們?nèi)鄙倨脚_接口和數(shù)據(jù)模型。”NAMUR開放式架構(gòu)已經(jīng)被證明和接受，具有高可用性，專為成熟的系統(tǒng)而設(shè)計，可實現(xiàn)可持續(xù)操作，具有很長的生命周期。開放式體系結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)場級別、基本自動化、制造執(zhí)行系統(tǒng)和企業(yè)資源規(guī)劃。

模塊化封裝(MTP)是對過程自動化模塊的標(biāo)準(zhǔn)化非專利描述。模塊化封裝(MTP)涉及工程和過程控制層面。

很多組織都在致力于努力尋找用戶需求的共同點，將精力集中到一個參考體系結(jié)構(gòu)中。與傳統(tǒng)的OSI模型相比，這將減少1到3級。NAMUR的功能要求，可以得到對OPA體系結(jié)構(gòu)的支持，并且可以向現(xiàn)有(遺留)設(shè)備提供網(wǎng)關(guān)。不同之處在于最終能解決方案的軌跡。

開放組織、ZVEI(德國電氣和電子制造商協(xié)會)和NAMUR在2017年10月簽署了一份諒解備忘錄(MOU)，共享正在處理的工作文件。目標(biāo)是共同協(xié)作，致力于將標(biāo)準(zhǔn)普遍推廣和國際化為IEC標(biāo)準(zhǔn)。多方的努力，都希望可以推動標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程從量變到達(dá)質(zhì)變。

OPA帶來的收益

埃克森美孚研究和工程的副總裁KennyWarren說，OPA可以為用戶和自動化供應(yīng)商帶來收益。

對于最終用戶，OPA帶來的好處包括：

●支持控制系統(tǒng)應(yīng)用程序的復(fù)用；

●提高價值創(chuàng)造；

●實現(xiàn)持續(xù)創(chuàng)新；

●解決系統(tǒng)集成問題；

●安全可靠和本質(zhì)安全；

●有保障的員工隊伍和降低總擁有成本(TCO)；

●對于供應(yīng)商來說，OPA帶來的好處包括：

●在與現(xiàn)有客戶保持聯(lián)系的同時，接觸新市場和客戶；

●創(chuàng)造新的商品和服務(wù)；

●通過增加利潤率和降低成本來擴(kuò)大盈利。

這些對埃克森美孚和其它支持開放組織的公司來講很重要，因為測試和試驗將改進(jìn)數(shù)據(jù)的獲取和分析。他們可以運營賺錢的業(yè)務(wù)，并提供全球一致的方式、持久、歷久而保持透明。

用開放的方式替換一個封閉的層，會拓寬提高生產(chǎn)率的途徑。當(dāng)今行業(yè)，并不像20世紀(jì)80年代的硬件定義的體系結(jié)構(gòu)?；ヂ?lián)網(wǎng)、云計算、機(jī)器人學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能（AI），需要一個基于標(biāo)準(zhǔn)的、開放的、可互操作的數(shù)字架構(gòu)。因為行業(yè)正在以更快的速度變化，創(chuàng)新至關(guān)重要。

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