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德國倍福自動化有限公司技術(shù)推廣經(jīng)理 范斌

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

在德國倍福自動化有限公司技術(shù)推廣經(jīng)理范斌的眼中，雖然虛擬設(shè)計和智能服務在智能工廠的建設(shè)中都很重要，但最重要的還應該是“制造”，即如何高效、高質(zhì)量地完成對產(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)。

聚焦兩個關(guān)鍵點

范斌認為，智能工廠建設(shè)應聚焦在兩個關(guān)鍵點，一是機器高效、高精度的加工制造，二是產(chǎn)線的高效運轉(zhuǎn)和實時監(jiān)控與管理。除了精益等管理思想外，它主要包括精準的控制自執(zhí)行，信息深度自感知和智慧優(yōu)化自決策。面向未來的市場，對制造本身的要求是可以實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)，自動實時完成，靈活通用的生產(chǎn)平臺可以進行快速（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)品的上市時間。因此，精簡、開放的系統(tǒng)架構(gòu)，高速高精度且復雜的機器控制，通過模擬和仿真縮短新品開發(fā)周期，完成個性化生產(chǎn)制造，同時實現(xiàn)對產(chǎn)品和設(shè)備的監(jiān)控和預測性維護，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

倍福智能工廠的解決方案主要包括先進智能制造機器的控制系統(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，幾百種針對不同防護等級、信號類型、總線類型的采集模塊，專為EtherCAT研發(fā)的伺服驅(qū)動系統(tǒng)都可以作為控制系統(tǒng)的部件單獨提供給客戶。

顯然，倍福通過在中國市場十余年的耕耘，精確地捕捉到了智能工廠與PC控制技術(shù)的契合點，主要體現(xiàn)在強大的控制能力、充分的開放性和靈活性，以及完整的互聯(lián)互通解決方案三個方面。

基于PC控制的通用控制平臺具有強大的控制和運算能力，其模塊化的先進算法可以滿足不同領(lǐng)域?qū)τ诳刂频膽眯枨蟆Ｓ绕浞衔磥頇C器設(shè)備功能日趨復雜以及工廠簡潔化管理的需求。PC控制平臺還將自動化技術(shù)擴展到了新的應用領(lǐng)域，如測量測控領(lǐng)域、科學實驗領(lǐng)域、實時仿真、測試平臺等，倍福解決方案可以為這些設(shè)備或產(chǎn)線提供高效、高精度且先進的控制平臺，為廠商/科研院所盡快實現(xiàn)目標控制任務提供了可靠的自動化系統(tǒng)保障。此外，倍福集成以太網(wǎng)技術(shù)，研發(fā)出高性能，高靈活性的實時工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT技術(shù)，并將其充分、免費開放給自動化行業(yè)，目前，該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為當今主流的以太網(wǎng)協(xié)議之一。

倍福方案還具有充分的開放性，包括通訊接口的開放性、算法的開放性、與IT集成的開放性，參數(shù)數(shù)據(jù)的開放性等。開放性不僅便于實現(xiàn)不同平臺對控制數(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)備與云之間的無縫連接，包括跨平臺、跨廠商，與IT網(wǎng)絡的互聯(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TwinCAT Analysis,可實現(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做相應的數(shù)據(jù)篩選、監(jiān)控、分析等工作。”

智能工廠的落地應有現(xiàn)實意義

在自動化行業(yè)摸爬滾打多年的范斌，長期與客戶打交道，對于當今中國智能制造的風潮也頗有自己的見解。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)字化角度簡單理解數(shù)字化工廠，有的甚至為了完成任務，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)是由有不同知識背景（IT和AT）的公司實施，從而導致信息系統(tǒng)無法與工廠機床/機器連接的現(xiàn)象時有發(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，打通不同機器之間的交互。

范斌表示，智能工廠的建設(shè)并不是通過簡單的投資、購買就可以立竿見影的。相關(guān)設(shè)備廠商應該以滿足市場需求為立足點，就如何實現(xiàn)智能工廠的目標做出相關(guān)方案，提升制造的自動化水平，提高品質(zhì)和效率，并創(chuàng)造利潤才是真正有效的邁向智能工廠的成功之路。

她強調(diào)，智能工廠的落地是要有現(xiàn)實意義的，不能為了“實現(xiàn)”而“實現(xiàn)”。一切應以它可以創(chuàng)造價值為前提。“而且從長遠來看，僅僅局限于滿足眼前的要求，不能滿足未來機器功能的復雜化、一體化的要求，生產(chǎn)線柔性化未必是一個經(jīng)濟節(jié)省的辦法，甚至在未來可能付出慘痛的代價。”

觀點分享

在未來，自動化產(chǎn)品不僅將越來越深入地提升底層性能，做好扎實的基本功，它還需要更多的與IT技術(shù)融合和應用。此外，數(shù)據(jù)將成為一種資源，對數(shù)據(jù)的篩選、應用、分析和判斷一系列的方法和功能將可能需要數(shù)學、機械等跨領(lǐng)域的知識，目前相應的跨界技術(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）。同時，智能制造的理念也將對自動化人員的素質(zhì)提出更高要求，自動化和信息化的跨學科人才將會成為這個市場的重要需求。

摘自《自動化博覽》2017年1月刊