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当下，美国自动化行业的圈子中有下面一种说法：“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。”不由得让人想起在2013年汉诺威博览会上关于工业4.0的报告中，很难找到对流程工业的未来的描述。
为什么？
离散的招数，流程早就见过了
对于流程工业与离散制造的工业4.0进展，美国的“一快一慢”的理论何在？自从德国建立工业4.0的工作组到现在，已经5年多了，德国苦心经营的离散制造业的升级迁移，真的还处在起始的阶段吗？
这需要从流程与离散制造业的差异说开来。
与离散制造工业显著不同的是，流程工业的生产流程本质上是连续的，被加工处理的工质不论是产生物理变化还是化学变化，其过程从不会中断，而且往往是处于密闭的管道或容器中（炼油、石化、化工等）。冶金流程学理论还用物质流、能量流和信息流的连续性来描述。这都要求运用自动化的仪表、控制系统、计算机系统进行状态和参数的检测、控制、预测、决策和执行。
很显然，从自动化技术和装备的发展历***看，流程工业对自动化、网络化和智能化的需求和产业实现，一直都是走在离散制造业前列的。以当下风行于工业4.0和智能制造的OPC UA技术为例，***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。由此可见一斑。
工业4.0所关注的技术、资产的连接和数据的采集，流程工业在二三十年前就已经在运用了。只不过那时还缺少今天工业4.0的高度和视野。当前流程工业实现工业4.0的***应该是，为实现正确的时间优化过程、收益的***大化和风险的***小化，贯通已有的各种技术软件系统，***的整合各种数据，运用人工智能的深度学习、强化学习（主要是动态规划方法）进行实时数据分析和实时决策。技术仅仅是赋能的手段，如何超越原来所关注的企业和工厂的范围，延伸到供应链和生产后服务，围绕生产***的流程和结构，通过其价值链运用成熟和创新的技术（如IIoT、云服务、数字孪生等），达到提质增效、降低消耗、快速适应市场需求变化，才是目的所在。在这里流程工业需要更多地发挥人的因素和生产流程的因素，弥补工业4.0关注的不足。
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自动化架构面临大修
企业控制的系统集成国际标准IEC/ISO 62264脱胎于ISA 95。虽然这一标准是在普度CIMS模型的基础上发展起来的，适用于流程工业、离散制造业和批量过程工业，但毕竟***先获得流程工业的普遍支持和实践应用。工业4.0的RAMI4.0参考架构模型中的“Hierarchy Levels”的维度主要是借鉴了ISA 95的概念。由于***终用户对此ISA 95参考模型的认可和青睐，在美国和欧洲工业软件的开发厂商一般都以此模型为依据。为了更好地服务于智能制造和IIoT的需要，如表1所示，ISA 95在原来的L0至L4的层级之上增加了L5级（企业接入云系统的集成）。
表1：ISA 95增加了L5企业云集成
埃克森美孚的研究和工程部门公开倡议开发一个全新的、基于标准的过程控制架构，已经有好几年了。2014年他们产生了一个基本特性的文件，在ARC咨询集团召开的2015年的ARC论坛上分发。自此引发了三天的讨论，受到相当多的关注，也得到具有相同要求的其它***终用户的支持。由于美国开放集团（The Open Group）在为其它工业部门创建标准方面的***性和成功表现，埃克森美孚决定委托这个非盈利的第三方，***一个新的标准化活动，面向流程控制工业中业务和技术的挑战，开发一个新的标准。接着The Open Group创建了开放流程自动化论坛OPAF（the Open Process Automation? Forum），吸收一批***初的成员，并于2016年11月在旧金山召开了***次会议。目前论坛已经有超过110个团体成员，类别包括***终用户、硬件和软件供应商、系统集成商、学术单位和标准化***。其代表性的成员有：超大型的***终用户（如埃克森美孚、巴斯夫、英国石油BP、DOW等），自动化的跨国集团（如西门子、ABB、施耐德、横河、GE等），IT大鳄（IBM、OR***E等），通信设备制造商（如华为、思科等），知名的咨询集团（如ARC等），流程工业工业软件的巨头（如Aspentech等），工业标准化***（如OPC***会、PLCopen等），他们集合在一起共同为新一代流程工业的架构绘制蓝图。
值得注意的是，DCS的架构已经20多年没有变动了，显得日趋陈旧，OPAF正在进行的工作将运用***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***控制和MES（参见图1）。
图1：开放流程自动化OPAF的范围
旧自动化的终结？
ARC的***咨询***Harrry Frobes评论说：“自从在1970年PLC和DCS进入自动化领域之后，处于ISA 95的L1和L2的控制层的自动化硬件和软件结构一直没有变动，迄今为止自动化市场的结构也一直围绕着***式的自动化硬件和软件在演进。这一种结构方式与1970年的小型计算机市场非常类似：当时，几乎每一个小型机的供应商都是以硬件软件***的应用方式和软件工具，以及自己的渠道伙伴和软件供应商进入和占领市场。以大型的***终用户为主的形式出现的开放流程自动化论坛OPAF，及其支持者流程自动化供应商组成的共同体，已经对这一高度垂直集成的业务模型形成威胁，极有可能使其接近它使命的终点。”
图2：OPAF的架构图
由图2给出的流程工业架构图清晰可见，OPAF所定义的DCN表示分布式控制节点，它是由DCF（分布式控制框架）和DCP（分布式物理基础设施）所组成。图中***所标的均为OPAF所定义的部件和模块；海蓝色所标的则是非OPAF定义的其它系统，如传统的DCS、PLC、分析仪表系统、电气系统、机械监控系统……，但它们都可以经由DCN接到OPAF所定义的联接性框架OCF。即使是处理企业业务的事务性平台（企业的IT数据中心）和其它非OPAF环境的系统，都能经由DCN接入OCF。至于执行ISA 95的L2和L3功能（如***控制算法、MES等）的OT数据中心直接与OCF相联，这一***计算平台采用容器化的软件技术，将不同功能的APP***容纳在不同的容器中，形成***执行软件子系统。
这些成员通力合作，使得新颖的软件技术的力量和价值不仅在流程工业广泛应用，而且使得其新兴的业务模型，能够进入许多其它的领域，包括工厂自动化FA和工业物联网IIoT。驱动这一颠覆的就是软件应用的所谓“容器化”。软件容器技术发源于几十年前的UNIX操作系统，之所以能一直持续迅速发展到今天，得益于量大面广的Linux开源生态系统以及大量云计算服务的供应商的大力推动。
这些巨大的力量，***次开始正面冲击连续过程自动化的时候，意味着流程工业正在以更快的航速飞翔。
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