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当前，新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，工业数字化、网络化、智能化发展成为第四次工业革命的核心。工业互联网作为新一代信息技术与工业经济深度融合形成的新兴业态和应用模式，是工业企业实现数字化转型的关键基础。
工业互联网通过连接企业、用户和产品，在服务化延伸、网络化协同、个性化定制等场景上有较多的解决方案，比如围绕制造业供应链协同、重大装备远程运维、钢铁行业节能减排、石化行业生产安全监控等，但在智能化生产场景方面仍处于探索阶段。在企业内，生产运营仍然存在诸多挑战，比较突出的挑战包括：
1、如何快速响应外部环境变化，实现柔性化生产制造；
2、在存量市场上，边缘侧如何打通信息孤岛，解决不同厂家专有系统之间的互联、互通、互操作；
3、边缘控制如何快速吸收先进的IT技术，从而大幅度地提高工程和运维效率，降低生产和建设成本；
4、如何应对老龄化，确保老一代工人所掌握的控制、运营和维护方面的知识得以传承，知识产权得以保护。
工业领域的管理者们希望新的技术能够帮助他们应对这些挑战。当前以最终用户参与主导的开放流程自动化论坛（OPAF）和国际过程工业自动化用户协会（NAMUR）等组织，正在基于IEC61499标准或其他开放架构，倡导改变现有的专有自动化系统框架，打造设备互操作、系统易重构、软件可移植的开放自动化架构。
此形势下，机械工业仪器仪表综合技术经济研究所（以下简称仪综所）联合施耐德电气（中国）有限公司（以下简称施耐德电气）等共同组织编写了《开放自动化白皮书》。本白皮书从分析工业自动化现状及对开放自动化的需求出发，描述了开放自动化的基本特征和相关技术；系统性介绍了IEC61499系列国际标准的主要技术内容及其对构成开放自动化的价值；呈现了开放自动化在流程和离散行业的应用实践，同时也对目前市场上的基于IEC61499构成的开放自动化系统做了简单介绍。本白皮书的最后对开放自动化的行业应用推广提出了建议，并对开放自动化的未来发展进行了展望。希望能与业内同仁共享成果，共谋开放自动化新发展。
白皮书编写过程中得到了机械工业仪器仪表综合技术经济研究所欧阳劲松所长、王麟琨副所长、王春喜副总工和赵艳领主任的大力支持；施耐德电气（中国）有限公司高级副总裁庞邢健给予了指导，以及市场部的精心编辑，在此一并表示感谢。同时还要感谢上海工业自动化仪表研究院彭瑜先生精心指导并为白皮书作序。
由仪综所、施耐德电气和上海交大自动化系合作撰写的《开放自动化白皮书》重点阐述了作为开放自动化的重要基础——IEC61499的主要技术内容，及其对实现开放自动化的独特价值。
PLC和DCS几十年来一直雄踞工业自动化市场的主流，难以被其他技术系统撼动。然而，硬件和软件捆绑本质上是缺乏一种能完整规范控制系统配置和组态的语言，导致不同厂家的产品不但没有兼容性，没有互操作性，而且系统升级和软件升级只能依赖原来的厂家，一旦服务缺失（例如备品备件不能供应、难以引进新的软件技术）最终用户几乎是无能为力的。当这些问题在业界逐渐取得一定共识之后就开始了追求适当的解决方案。历时40多年，终于取得了许多喜人的成果。而这些成果的顶端应该就是IEC61131-3和IEC61499。
与此同时IT领域的进步与发展更是惊人。云计算技术的发展实践和许多源源不断涌现的软件技术对一切领域都产生着深刻的影响。对工业自动化领域的影响和滲透首先表现在对企业运营管理软件云化的方方面面，接着就直接冲击着长期以来被视为经典自动化系统架构的金字塔模型，以分布式的结构和端对端的通信正在进行取代多层级的递阶系统的实践。显然，这一颠覆几乎将被软件技术而非硬件技术所驱动。从经济层面上来说，现有控制系统软硬捆绑的约束不能有效而恰当地对设备资产、数据资产和其它投资进行的长期保护；从技术层面上来讲，现有的控制系统不具备原生的即本质信息安全的特质，造成了巨大的风险和隐患。
在2016年由最终用户倡议并积极组织开展了下一代开放自动化系统OPA的标准化活动。这一标准化活动的鲜明特色除了充分吸收和继承工业标准的已有成果，以及对一切利益攸关者都持开放态度而外，从一开始就十分注重结合实际的验证工作，标准的制定必须经得起测试床的测试和工业装置中试的检验和验证。OPA的一个主要目标就是要大幅提升控制设计软件平台，而不再采用今天DCS运用的专用的功能块和软件工具。埃克森美孚（ExxonMobil）和洛马（LockheedMartin）曾在2017年指出：IEC61499看起来可能解决这个目标。
同样在2016年，在意大利发起了面向中小型制造业Daedalus项目，积极开拓和尝试将IEC61499分布式智能控制系统用于离散制造。这一项目获得了欧盟的大力支持。显然这两个项目在未来开放自动化的方向上形成了互补的局面，虽各有侧重和所长，但其理论和实践的基础都是IEC61499。
开放流程自动化作为开放自动化的主流，是由最终用户发起的颠覆性的创新活动，是一场没有先例的由最终用户主导和坚持的长期斗争。尽管斗争的另一方是数十年维系着流程工业自动化系统发展的供应商，但是深层次的背景却是IT领域日新月异的发展和OT领域严重的滞后，以至于最终用户为了维持生产运行不得不背负了沉重的代价，同时又不得不为渴望采用新技术而感到无能为力。
如果说在2014年以前还仅仅是像埃克森美孚一部分工程技术人员希望冲破现有的硬件软件捆绑的DCS系统带来的许多负担，那么经过多年的不懈努力，如今这已经成为包括默克(Merck)、杜邦(Dupont)、壳牌(Shell)、巴斯夫(BASF)、乔治亚太平洋(GeorgiaPacific)和埃克森美孚(ExxonMobil)等大型工业制造商对传统流程自动化供应商提出了新的要求，要求它们采用开放、互操作和内在安全的IT/OT融合解决方案，即将信息技术IT和自动化控制技术OT统一并融合为一个管理和控制的单一系统。
像OPAF和NAMUR这样的的组织，正在推进改变现有专用的硬件与软件捆绑的控制系统的范式。施耐德电气作为跨国的工业自动化主要供应商热衷于基于IEC61499的开发平台，谋求在开放自动化系统的方向重塑工业自动化系统的视界，这一趋向表明 IEC61499的工业应用正在进入关键的发展阶段。
在选择现有的、卓有成效的适用工业标准的基础上，综合开发新的系列8标准O-PAS，这是开放流程自动化总的思路。为开放、可互操作和安全的流程自动化建立一个“标准的标准”，是一项复杂的任务。其制定策略是首先参考现有的各种适用的工业标准，识别这些标准与O-PAS所要求的目标之间存在的差距，再与制定这些标准的相关组织一起对这些标准进行修订，或增加适合OPAF要求的条款，以实现合适的定义。只有在现有标准都不适用的时候，才考虑开发全新的标准。为此OPAF论坛已经与AutomationML、CSIA、DMTF）、FieldComm Group、IIC、ISA、NAMUR、OPC Foundation、PLCopen以及ZVEI等组织达成许可协议。
放眼整个工业系统，目前在工业自动化行业和汽车、电信这些龙头大行业正在为分布式自动化或功能性创建参考架构，甚至在创建特定的解决方案。为迎接数字化转型的挑战，这些新创项目具有许多共同的特点：要求大规模而且长生命周期的远程部署软件的管理，在工业软件的开发、部署和维护，以及所有类型的硬件（包括嵌入式设备）都有所突破，而不是渐近的改进。
采用开放自动化的主要挑战之一是如何集成和管理新一代的控制系统，如果不能解决这一关键问题，就难以提供比今天的专有自动化产品更好的价值和性能。为了搞清这一挑战的困难所在，并探索解决方案，CPLANE.ai公司作为OPAF成员，与埃克森美孚合作开展试点项目，该项目采用现有的OPAF标准和一些现有的自动化产品，并用最先进的系统云编排技术予以集成组合。试点项目的成功证明了这些技术有足够的能力去成功部署和管理开放流程自动化控制系统，包括从初始设计到整合分布在不同地域的多个目标控制器硬件。
相比较而言，将系统编排技术用于复杂的工业系统则是一种新的尝试和挑战。工业编排系统为一个独立的集成系统，对所有计算元素、软件堆栈、控制应用程序、网络和容器进行管理。随着下一代工业控制系统迅速成熟，并向日益复杂的数字技术堆栈过渡，为工业系统定制的系统编排，必将成为由多个供应商提供开放组件构成开放控制系统的“系统性”的关键因素。
试验的目标是通过CPLANE.ai的工业编排系统正确自动安装部署模拟化工厂控制系统所需的所有软件。CPLANE.ai的编排系统在大约10分钟内完成这个“启动阶段”操作，工程效率之高实在超乎想象。因为按照以往的经验，手动安装一个类似的系统通常需要2-3名工程师组成的团队花费几天或一周的时间。
通过这个实验项目可以得出以下结论
开放自动化系统的系统性可以通过系统编排实现；利用相关的新技术和编排技术，可以将多供应商提供的软硬件组件集成到一个整体的开放过程自动化系统中；开放标准使得互操作性在很大程度上更容易管理，实现起来也更可靠；与当前OT解决方案的集成需要供应商的合作和协作相比较，本次试验得到了相当理想的结果。应该将思维从IT领域和OT领域各行其政转移到在一个内聚的统一框架中管理IT/OT数字资产的集成混合架构。对于加速IT/OT融合系统的创新和采用，系统编排至关重要。
IEC61499已被定性为可执行的系统级建模语言，这主要是因为符合IEC61499的应用程序本身可以按基于模型的系统工程(MBSE)建立，不必再通过模型的转换就可以直接被部署执行。这无疑比旨在建立“工业自动化的联合国”的OPCUA，通过OPC的信息模型和各种类别的自动化场景的伙伴信息模型（或称配套信息模型）来实现MBSE来得简洁得多。
最后再次强调，实现开放自动化的目标是建立一个信息安全和互操作的工业过程自动化资源的分布式异构生态系统，其基础是实现不同厂商的软硬件在集成系统中的互操作、应用程序的可移植、组态和配置的可移植以及硬件软件组件的可互换性。为此必须创建一种在现有的、卓有成效的适用工业标准和技术的基础上系列标准。这些工业标准不仅有OT领域的标准，而且不可或缺地还必须有IT领域的标准。