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德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司技術(shù)推廣經(jīng)理 范斌

工信部的張相木司長(zhǎng)曾經(jīng)這樣描述智能工廠：智能工廠應(yīng)該實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)（數(shù)字化設(shè)計(jì)）、生產(chǎn)執(zhí)行（制造單元及管理）、智能服務(wù)的功能。這三方面與管理平臺(tái)交互，實(shí)現(xiàn)工廠的生產(chǎn)過(guò)程及相應(yīng)資源與整個(gè)價(jià)值鏈上的上下游元素之間的信息共享和數(shù)據(jù)交互，從而達(dá)到資源最優(yōu)化的自動(dòng)配置和最大化利用，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，管理和追蹤，分析反饋，全方位滿足社會(huì)需求的目的。

在德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司技術(shù)推廣經(jīng)理范斌的眼中，雖然虛擬設(shè)計(jì)和智能服務(wù)在智能工廠的建設(shè)中都很重要，但最重要的還應(yīng)該是“制造”，即如何高效、高質(zhì)量地完成對(duì)產(chǎn)品的加工和制造，也就是前面提到的“生產(chǎn)執(zhí)行”環(huán)節(jié)。

聚焦兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

范斌認(rèn)為，智能工廠建設(shè)應(yīng)聚焦在兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一是機(jī)器高效、高精度的加工制造，二是產(chǎn)線的高效運(yùn)轉(zhuǎn)和實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。除了精益等管理思想外，它主要包括精準(zhǔn)的控制自執(zhí)行，信息深度自感知和智慧優(yōu)化自決策。面向未來(lái)的市場(chǎng)，對(duì)制造本身的要求是可以實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)，自動(dòng)實(shí)時(shí)完成，靈活通用的生產(chǎn)平臺(tái)可以進(jìn)行快速（軟件）配置，從而立刻滿足新品生產(chǎn)加工的要求，縮短多樣化產(chǎn)品的上市時(shí)間。因此，精簡(jiǎn)、開(kāi)放的系統(tǒng)架構(gòu)，高速高精度且復(fù)雜的機(jī)器控制，通過(guò)模擬和仿真縮短新品開(kāi)發(fā)周期，完成個(gè)性化生產(chǎn)制造，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品和設(shè)備的監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù)，集成功能安全與信息安全，并構(gòu)成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，管理系統(tǒng)和云端等則成為智能工廠的必備配置。

而這些恰好為倍福的技術(shù)和解決方案提供了用武之地。

探索智能工廠與PC控制技術(shù)的契合點(diǎn)

倍福智能工廠的解決方案主要包括先進(jìn)智能制造機(jī)器的控制系統(tǒng)、智能產(chǎn)線的控制系統(tǒng)。此外，倍福提供的上百種基于PC的控制器和嵌入式控制器，幾百種針對(duì)不同防護(hù)等級(jí)、信號(hào)類型、總線類型的采集模塊，專為EtherCAT研發(fā)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都可以作為控制系統(tǒng)的部件單獨(dú)提供給客戶。

顯然，倍福通過(guò)在中國(guó)市場(chǎng)十余年的耕耘，精確地捕捉到了智能工廠與PC控制技術(shù)的契合點(diǎn)，主要體現(xiàn)在強(qiáng)大的控制能力、充分的開(kāi)放性和靈活性，以及完整的互聯(lián)互通解決方案三個(gè)方面。

基于PC控制的通用控制平臺(tái)具有強(qiáng)大的控制和運(yùn)算能力，其模塊化的先進(jìn)算法可以滿足不同領(lǐng)域?qū)τ诳刂频膽?yīng)用需求。尤其符合未來(lái)機(jī)器設(shè)備功能日趨復(fù)雜以及工廠簡(jiǎn)潔化管理的需求。PC控制平臺(tái)還將自動(dòng)化技術(shù)擴(kuò)展到了新的應(yīng)用領(lǐng)域，如測(cè)量測(cè)控領(lǐng)域、科學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域、實(shí)時(shí)仿真、測(cè)試平臺(tái)等，倍福解決方案可以為這些設(shè)備或產(chǎn)線提供高效、高精度且先進(jìn)的控制平臺(tái)，為廠商/科研院所盡快實(shí)現(xiàn)目標(biāo)控制任務(wù)提供了可靠的自動(dòng)化系統(tǒng)保障。此外，倍福集成以太網(wǎng)技術(shù)，研發(fā)出高性能，高靈活性的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT技術(shù)，并將其充分、免費(fèi)開(kāi)放給自動(dòng)化行業(yè)，目前，該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為當(dāng)今主流的以太網(wǎng)協(xié)議之一。

倍福方案還具有充分的開(kāi)放性，包括通訊接口的開(kāi)放性、算法的開(kāi)放性、與IT集成的開(kāi)放性，參數(shù)數(shù)據(jù)的開(kāi)放性等。開(kāi)放性不僅便于實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)對(duì)控制數(shù)據(jù)的調(diào)用，而且也有利于客戶掌握工藝算法的核心。

除此之外，靈活性也是倍福方案的一大特色，尤其是在互聯(lián)互通方面。范斌表示：“互聯(lián)互通主要體現(xiàn)在通訊接口的互聯(lián)互通，以及程序算法、參數(shù)的互聯(lián)互通。倍福的控制系統(tǒng)可以提供智能工廠中涉及到的9種不同的互聯(lián)類型設(shè)備間，設(shè)備與人之間，設(shè)備與云之間的無(wú)縫連接，包括跨平臺(tái)、跨廠商，與IT網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通方案。倍福在2015年推出了基于TwinCAT的TwinCAT IoT和大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)TwinCAT Analysis,可實(shí)現(xiàn)從設(shè)備的任意層向公共云/私有云的數(shù)據(jù)直接傳輸，并基于TwinCAT Analytics做相應(yīng)的數(shù)據(jù)篩選、監(jiān)控、分析等工作。”

智能工廠的落地應(yīng)有現(xiàn)實(shí)意義

在自動(dòng)化行業(yè)摸爬滾打多年的范斌，長(zhǎng)期與客戶打交道，對(duì)于當(dāng)今中國(guó)智能制造的風(fēng)潮也頗有自己的見(jiàn)解。她坦言：“智能工廠的概念人人皆知，然而，我看到很多公司僅僅從信息化或數(shù)字化角度簡(jiǎn)單理解數(shù)字化工廠，有的甚至為了完成任務(wù)，硬上一套信息系統(tǒng)，在工廠增加一些看板，就稱之為智能工廠。但由于信息系統(tǒng)與控制系統(tǒng)是由有不同知識(shí)背景（IT和AT）的公司實(shí)施，從而導(dǎo)致信息系統(tǒng)無(wú)法與工廠機(jī)床/機(jī)器連接的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。所以也有一些公司曾經(jīng)找到倍福，希望利用倍福互聯(lián)互通的優(yōu)勢(shì)，打通不同機(jī)器之間的交互。

范斌表示，智能工廠的建設(shè)并不是通過(guò)簡(jiǎn)單的投資、購(gòu)買就可以立竿見(jiàn)影的。相關(guān)設(shè)備廠商應(yīng)該以滿足市場(chǎng)需求為立足點(diǎn)，就如何實(shí)現(xiàn)智能工廠的目標(biāo)做出相關(guān)方案，提升制造的自動(dòng)化水平，提高品質(zhì)和效率，并創(chuàng)造利潤(rùn)才是真正有效的邁向智能工廠的成功之路。

她強(qiáng)調(diào)，智能工廠的落地是要有現(xiàn)實(shí)意義的，不能為了“實(shí)現(xiàn)”而“實(shí)現(xiàn)”。一切應(yīng)以它可以創(chuàng)造價(jià)值為前提。“而且從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，僅僅局限于滿足眼前的要求，不能滿足未來(lái)機(jī)器功能的復(fù)雜化、一體化的要求，生產(chǎn)線柔性化未必是一個(gè)經(jīng)濟(jì)節(jié)省的辦法，甚至在未來(lái)可能付出慘痛的代價(jià)。”

觀點(diǎn)分享

在未來(lái)，自動(dòng)化產(chǎn)品不僅將越來(lái)越深入地提升底層性能，做好扎實(shí)的基本功，它還需要更多的與IT技術(shù)融合和應(yīng)用。此外，數(shù)據(jù)將成為一種資源，對(duì)數(shù)據(jù)的篩選、應(yīng)用、分析和判斷一系列的方法和功能將可能需要數(shù)學(xué)、機(jī)械等跨領(lǐng)域的知識(shí)，目前相應(yīng)的跨界技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)產(chǎn)生（比如倍福的TwinCAT Analytics數(shù)據(jù)分析平臺(tái)）。同時(shí)，智能制造的理念也將對(duì)自動(dòng)化人員的素質(zhì)提出更高要求，自動(dòng)化和信息化的跨學(xué)科人才將會(huì)成為這個(gè)市場(chǎng)的重要需求。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年1月刊