制造企業(yè)對軟件的需求正在發(fā)生改變。ARC咨詢集團的分析師HarryForbes援引某自動化供應商CEO所說的,客戶不想成為必須管理在上千臺設備上運營應用軟件的工廠。自動化供應商希望利用虛擬平臺替換交換機實現(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)、邊緣設備和嵌入式空間。云技術可以查看并與較低級別的系統(tǒng)進行交互。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。

最先進的云軟件開發(fā)和軟件操作(DevOps)技術，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)模化以及在整個軟件生命周期內(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)自動化相關的領域。

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，建立標準并最終建立商業(yè)開放式過程自動化系統(tǒng)，從而最大限度地減少供應商特定技術并提高系統(tǒng)投資的總體回報，同時保持嚴格的安全性。

開放式自動化

對于可擴展性、互操作性架構的更多關注，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，以期實現(xiàn)在技術、工業(yè)計劃和標準等方面的要求。

在2010年，面對過時的系統(tǒng)，該公司研究了其供應商模型、備件管理、內(nèi)部技術支持和可靠性驅動的替代等問題，所有這些都帶來了對長期使用專有架構的挑戰(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、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構中。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)、開放標準、使用發(fā)布/訂閱通信協(xié)議、人機界面和控制器虛擬化服務器、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)絡安全和應用程序可移植性。

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)，以幫助改善學習曲線。根據(jù)學習曲線，公司開始意識到使用數(shù)據(jù)分發(fā)服務并不像預期的那樣簡單。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，并提供更容易集成或部分更換的機制。

OPA計劃的進展

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架構中其它元素中的另一個對等方，而不是層次結構的頂層。

運行的概念驗證系統(tǒng)使用實時的先進計算平臺。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：兩個組件在供應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商的部件更換而不進行修改。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，不需要重設計控制邏輯。

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

應用程序開發(fā)的靈活性，使其可以用應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年之前做好技術準備。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那里,"巴斯夫公司控制系統(tǒng)技術的高級自動化經(jīng)理MichaelKrauss說，"我們?nèi)鄙倨脚_接口和數(shù)據(jù)模型?！盢AMUR開放式架構已經(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。開放式體系結構包括現(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準化非專利描述。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構中。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體系結構的支持，并且可以向現(xiàn)有(遺留)設備提供網(wǎng)關。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。目標是共同協(xié)作，致力于將標準普遍推廣和國際化為IEC標準。多方的努力，都希望可以推動標準化進程從量變到達質(zhì)變。

OPA帶來的收益

?？松梨谘芯亢凸こ痰母笨偛肒ennyWarren說，OPA可以為用戶和自動化供應商帶來收益。

對于最終用戶，OPA帶來的好處包括：

●支持控制系統(tǒng)應用程序的復用；

●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；

●通過增加利潤率和降低成本來擴大盈利。

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數(shù)據(jù)的獲取和分析。他們可以運營賺錢的業(yè)務，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。當今行業(yè)，并不像20世紀80年代的硬件定義的體系結構?；ヂ?lián)網(wǎng)、云計算、機器人學、機器學習和人工智能（AI），需要一個基于標準的、開放的、可互操作的數(shù)字架構。因為行業(yè)正在以更快的速度變化，創(chuàng)新至關重要。

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