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★ 本刊記者/文曉

西門子（中國(guó)）有限公司IPC產(chǎn)品經(jīng)理王風(fēng)姣

隨著數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)，工控機(jī)產(chǎn)業(yè)也逐漸向網(wǎng)絡(luò)化、智能化和數(shù)字化演進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，為工控機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景帶來(lái)無(wú)限拓展空間。作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，西門子工控機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域已取得了廣泛而成功的應(yīng)用，而今面對(duì)數(shù)字化浪潮的挑戰(zhàn)，西門子也從未停止對(duì)新領(lǐng)域的探索，正如西門子（中國(guó)）有限公司IPC產(chǎn)品經(jīng)理王風(fēng)姣所言：“西門子一方面深耕傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)行業(yè)，如汽車、鋼鐵、軌道交通等領(lǐng)域的know-how，做行業(yè)領(lǐng)跑者；另一方面，不斷拓寬在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、節(jié)能環(huán)保等新興領(lǐng)域的行業(yè)積累，積極部署新行業(yè)、新領(lǐng)域，探索新動(dòng)能、新趨勢(shì)。”

應(yīng)對(duì)用戶需求變化

數(shù)字化、智能化正成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)能，“十四五”規(guī)劃中明確提出，打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)新優(yōu)勢(shì)，加快數(shù)字化發(fā)展，建設(shè)數(shù)字中國(guó)。如何助力各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是工控機(jī)企業(yè)面臨的全新挑戰(zhàn)。王風(fēng)姣表示，對(duì)于工控機(jī)用戶需求變化，西門子有著深刻的洞察以及全面的布局。

首先，市場(chǎng)需求呼喚軟硬件一體化解決方案。傳統(tǒng)的單一硬件平臺(tái)已經(jīng)無(wú)法滿足客戶對(duì)于生產(chǎn)制造智能化的需求，依靠傳統(tǒng)硬件方案，客戶需要從第三方采購(gòu)需求軟件，再集合到現(xiàn)有硬件系統(tǒng)里，需要大量時(shí)間調(diào)試，研發(fā)周期長(zhǎng)、成本高。在未來(lái)工業(yè)4.0環(huán)境下的智能工廠里，要求能夠高效地采集和分析工廠現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行長(zhǎng)期管理。

對(duì)此，西門子致力于為客戶提供軟硬件一體化解決方案，將診斷軟件、人工智能、邊緣計(jì)算等尖端技術(shù)都融入到產(chǎn)品組合，從而幫助用戶實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)，對(duì)工廠現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理。以機(jī)器視覺(jué)的工業(yè)應(yīng)用為例，機(jī)器視覺(jué)依托工控機(jī)將圖像處理應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，對(duì)物體進(jìn)行非接觸檢測(cè)、測(cè)量，提高加工精度、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷并按照一定算法進(jìn)行自動(dòng)分析決策。西門子針對(duì)視覺(jué)任務(wù)中面臨的數(shù)據(jù)難采集、標(biāo)注成本高等難點(diǎn)，在嵌入式工控機(jī)IPC427E的硬件平臺(tái)基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于模擬數(shù)據(jù)的域遷移模型，提升視覺(jué)模型在真實(shí)場(chǎng)景數(shù)據(jù)的可用性。

第二，工業(yè)邊緣部署。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代技術(shù)的不斷發(fā)展，改變了工控機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)連接方式。通過(guò)推動(dòng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的急劇擴(kuò)張，客戶在現(xiàn)場(chǎng)端可以輕松獲取海量數(shù)據(jù)，但對(duì)于海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理和分析及高性能數(shù)據(jù)分析提出了要求，應(yīng)運(yùn)而生的云計(jì)算滿足了客戶這一需求。毫無(wú)疑問(wèn)，云解決方案提供了眾多優(yōu)勢(shì)：它們可集中管理應(yīng)用程序，方便地鏈接來(lái)自各種來(lái)源的數(shù)據(jù)，并提供了功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)設(shè)施。同時(shí)，人們對(duì)在緊靠機(jī)器的位置以安全的方式本地處理數(shù)據(jù)有著很高需求。這正是工業(yè)邊緣的用武之地，集云端優(yōu)勢(shì)與本地解決方案優(yōu)勢(shì)于一體：用戶可以決定在本地、云端還是通過(guò)一種混合解決方案來(lái)處理、存儲(chǔ)和使用數(shù)據(jù)。

對(duì)此，西門子開發(fā)了管理邊緣設(shè)備的中央基礎(chǔ)設(shè)施/基于智能數(shù)據(jù)應(yīng)用的邊緣App，以及面向未來(lái)的工業(yè)邊緣設(shè)備。西門子工業(yè)邊緣管理系統(tǒng)是用于集中管理所有已連接邊緣設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施。它可監(jiān)控所有連接設(shè)備的狀態(tài)，在目標(biāo)邊緣設(shè)備上安裝Edge App和軟件功能，并將功能從云端轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)系統(tǒng)。工業(yè)邊緣為邊緣設(shè)備提供適當(dāng)?shù)撵`活性和應(yīng)用選項(xiàng)。通過(guò)Edge App訪問(wèn)邊緣設(shè)備上的運(yùn)行系統(tǒng)軟件，可實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用，以診斷和分析自動(dòng)化和制造環(huán)境中的大量高頻數(shù)據(jù)。借助西門子工業(yè)邊緣，可將計(jì)算能力直接應(yīng)用到生產(chǎn)系統(tǒng)中：搭載西門子工控機(jī)SIMATICIPC227E/IPC427E基礎(chǔ)上的邊緣設(shè)備在數(shù)據(jù)生成之地即可進(jìn)行采集和處理。工業(yè)邊緣支持從中央邊緣管理系統(tǒng)下載和更新應(yīng)用程序到已連接的邊緣設(shè)備上。

推動(dòng)人工智能應(yīng)用落地

隨著中國(guó)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化步伐加快，數(shù)字經(jīng)濟(jì)為各行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展提供了強(qiáng)勁動(dòng)力。對(duì)此，王風(fēng)姣深有所感：“以交通行業(yè)為例，近年來(lái)，隨著人工智能與現(xiàn)代交通系統(tǒng)的融合，智能交通的概念得到不斷普及。智能交通的一個(gè)顯著特點(diǎn)是高速移動(dòng)的交通工具與基礎(chǔ)設(shè)施間的可靠數(shù)據(jù)交互和流數(shù)據(jù)的計(jì)算，這些特殊需求催生了交通系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)字化、智能化升級(jí)，而工控機(jī)正是滿足這一需求的硬件平臺(tái)。”

王風(fēng)姣以西門子工控機(jī)在大興機(jī)場(chǎng)的建設(shè)為例，進(jìn)一步介紹了西門子工控機(jī)在智能交通領(lǐng)域的成功應(yīng)用。北京大興機(jī)場(chǎng)行李系統(tǒng)項(xiàng)目是中國(guó)民航重大裝備國(guó)產(chǎn)化典型示范工程項(xiàng)目。這套系統(tǒng)建設(shè)鋼平臺(tái)面積達(dá)65000平方米、設(shè)備總長(zhǎng)度約32千米、高峰小時(shí)行李處理能力約15000件，被英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》評(píng)選為“新世界七大奇跡”之一。在項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)階段，西門子經(jīng)過(guò)激烈的角逐最終以專業(yè)的行業(yè)積累和可靠的產(chǎn)品品質(zhì)贏得了項(xiàng)目。在具體落地實(shí)施階段，使用西門子箱式工控機(jī)IPC327E應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)行李分揀。西門子IPC327E實(shí)現(xiàn)了機(jī)場(chǎng)對(duì)行李數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)管理與監(jiān)控等功能。還特別為客戶在IPC327E原裝2個(gè)網(wǎng)口的基礎(chǔ)上做了客制化開發(fā)，第三個(gè)外網(wǎng)口用于連接PLC、攝像頭以及中控服務(wù)器，滿足了客戶對(duì)于數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求。

在數(shù)字化、智能化的趨勢(shì)下，人工智能成為企業(yè)發(fā)展的重要抓手。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)并不斷滿足市場(chǎng)需求，西門子也加快研發(fā)生產(chǎn)人工智能專用的工控機(jī)，西門子于2022年第一季度發(fā)布了AI專機(jī)SIMATIC IPC520A。IPC520A集成的嵌入式圖形處理器，可以提供強(qiáng)大的圖形算力，特別適合進(jìn)行基于圖像，視頻的深度學(xué)習(xí)推理加速。體積小巧卻擁有強(qiáng)大的深度學(xué)習(xí)計(jì)算能力，讓這款A(yù)I專機(jī)在工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域都發(fā)揮了重要作用。

在工業(yè)生產(chǎn)流程中，從產(chǎn)線上料，到生產(chǎn)過(guò)程中的分級(jí)評(píng)估、分揀，再到生產(chǎn)后端的質(zhì)量及缺陷檢測(cè)任務(wù)，均可以用機(jī)器視覺(jué)和深度學(xué)習(xí)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行高效靈敏的解決。IPC520A的小型化體積和較高的圖形處理能力，加之專為攝像頭應(yīng)用設(shè)計(jì)的特殊接口，滿足了客戶對(duì)于性能和體積的平衡需求。

近幾年，隨著全球疫情的蔓延，科技領(lǐng)域也應(yīng)運(yùn)而生了新技術(shù)，來(lái)幫助人們加以應(yīng)對(duì)。醫(yī)療保健領(lǐng)域的影像分析，可以極大地加快醫(yī)生對(duì)于病灶的定位和診治速度，從而間接地拯救數(shù)以萬(wàn)計(jì)的生命。IPC520A憑借穩(wěn)定供貨，全球多個(gè)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證和過(guò)硬的圖形分析能力，成為理想的醫(yī)療影像分析計(jì)算平臺(tái)，為人類健康默默地做出貢獻(xiàn)。在新基建領(lǐng)域，智慧城市，智慧交通、車路協(xié)同等新場(chǎng)景催生了數(shù)據(jù)本地化處理并結(jié)構(gòu)化上傳的新需求。IPC520A憑借廣泛的環(huán)境適應(yīng)性，充足的計(jì)算能力以及強(qiáng)大的通訊擴(kuò)展能力提供了可靠的硬件計(jì)算平臺(tái)，從而為城市的智能化發(fā)展添磚加瓦。

“人工智能正成為對(duì)未來(lái)自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)品重大影響的關(guān)鍵技術(shù)之一。而西門子在工業(yè)人工智能領(lǐng)域耕耘30年，始終保持著在工業(yè)人工智能領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者地位：拓展深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)；專注于開發(fā)支持工業(yè)AI應(yīng)用可信度的技術(shù)，如可解釋的人工智能（Explainable AI）、健壯人工智能（Robust AI）、安全人工智能（Secure AI）。同時(shí)把將人工智能方案集成于工控機(jī)中，并與垂直行業(yè)深度融合，已成功應(yīng)用于汽車、食品飲料、電池、物流等領(lǐng)域，幫助客戶實(shí)現(xiàn)降本增效。”王風(fēng)姣表示。

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年11月刊