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貝加萊工業(yè)自動化（中國）有限公司產(chǎn)品經(jīng)理周靖

智能制造浪潮的到來給自動化產(chǎn)品和技術(shù)帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。作為智能制造的核心設(shè)備之一，工控機(jī)無論在產(chǎn)品技術(shù)、服務(wù)還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展上，都已經(jīng)出現(xiàn)了新的升級和變化，其在智能時代所充當(dāng)?shù)慕巧沧兊迷絹碓街匾?。?jù)專業(yè)報告分析，國內(nèi)工控機(jī)市場年平均增速在15％以上，工控機(jī)在各行各業(yè)的潛力正不斷被挖掘，市場需求日益旺盛。貝加萊工業(yè)自動化（中國）有限公司產(chǎn)品經(jīng)理周靖對此深有感觸：“近年來，在貝加萊所關(guān)注的眾多領(lǐng)域里，如塑料、包裝、印刷、能源等領(lǐng)域，工業(yè)PC的用量不斷增長，市場潛力可期?！?/p>

打造高集成性工業(yè)PC

智能制造除了智能裝備的智能化、自動化表現(xiàn)外，更為重要的是數(shù)據(jù)信息的搜集、整理和分析，在大數(shù)據(jù)時代更是如此。這對于工控機(jī)產(chǎn)品的性能和功能無疑提出了新的需求。正如周靖所言：“因為貝加萊的業(yè)務(wù)在機(jī)器控制，而現(xiàn)在的機(jī)器控制不僅包括邏輯、運動控制，還會運行一些其它任務(wù)，如塑料行業(yè)用戶需要基于Web的HMI設(shè)計，可以基于mappVIEW在Panel PC上開發(fā)更為易于操作、直觀的畫面，可以提供報警、趨勢、在線工藝、OEE、能源、維護(hù)等多方面控制任務(wù)以外的任務(wù)。而在包裝工業(yè)里，例如藥品包裝設(shè)備，用戶需要集成在線的視覺檢測，那么視覺的任務(wù)就可以運行于工業(yè)PC，而在光伏切片設(shè)備上，貝加萊的工控機(jī)還能為客戶提供針對機(jī)器學(xué)習(xí)算法運行的環(huán)境，可以實現(xiàn)基于狀態(tài)的預(yù)測性維護(hù)任務(wù)，這些都是滿足了用戶更高層面，即在機(jī)器之外的生產(chǎn)運營管理、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、智能分析方面的需求?！?/p>

由這些應(yīng)用案例可以看到，工業(yè)PC與控制正在難以區(qū)分，傳統(tǒng)產(chǎn)品思想里把這些分為PC、PLC、HMI、DCS，這些今天在算力、存儲、HMI成本不斷降低的情況下，完全可以集成于一體。

正是基于這樣的發(fā)展趨勢，周靖認(rèn)為工業(yè)PC目前比較顯著的特征就是更高的集成性：“傳統(tǒng)的IPC通常不參與控制，而僅作為一個工業(yè)級的PC運行Windows任務(wù)，包括測量、顯示及一些非實時計算。而貝加萊早在2004年即推出Windows+RTOS，即Windows Embedded和Automation Runtime融合的工業(yè)PC將Windows任務(wù)與實時控制集成于一體，其設(shè)計主旨在于發(fā)揮PC處理能力，將復(fù)雜任務(wù)集成于一體，PC與PLC的集成是一方面，另一個集成在于將HMI和APC集成，即Panel PC系列，HMI顯示與PC、PLC集成于一體，第三個層次的集成則是軟硬件一體的集成，包括將應(yīng)用軟件與硬件集成，如貝加萊的OrangeBOX就扮演一個Edge Controller的角色，而APROL也可以運行于PanelPC作為一個SCADA/DCS運行架構(gòu)，針對小型車間、產(chǎn)線的任務(wù)集成?！?/p>

布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

作為開放自動化技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，貝加萊一直致力于領(lǐng)先的產(chǎn)品技術(shù)，并緊密與應(yīng)用結(jié)合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在成為產(chǎn)業(yè)熱點，而云計算與邊緣計算也快速成為了產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點。為此貝加萊提前布局了相應(yīng)的產(chǎn)品與技術(shù)：

一是OPC UA的集成。OPC UA已經(jīng)被定義為Industry 4.0和IIC的通信協(xié)議，貝加萊已經(jīng)為所有的產(chǎn)品線集成了OPC UA通信能力，包括其智能裝備開發(fā)平臺Automation Studio、APROL智慧工廠平臺，以及基于OPC UA的安全集成。

二是針對本地數(shù)據(jù)采集的OrangeBox。除了基礎(chǔ)的通信，必須有應(yīng)用集成于云計算/邊緣計算的節(jié)點，OrangeBox提供了一個針對這樣的通信集成網(wǎng)關(guān)，將OEE功能、能源功能、顯示功能集成于OrangeBox。通過OrangeBOX對OPCUA、MQTT、REST等IT傳輸協(xié)議的支持，自動化產(chǎn)線的數(shù)據(jù)將被納入到整個物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)平臺，借助于開放的應(yīng)用軟件、分析軟件，數(shù)據(jù)將被用于智能的指導(dǎo)生產(chǎn)的應(yīng)用如路徑規(guī)劃、能耗調(diào)節(jié)、缺陷反饋、排產(chǎn)等“生產(chǎn)策略”類的應(yīng)用中。

三是貝加萊的首款云應(yīng)用APM（Asset Performance Monitor），即資產(chǎn)性能監(jiān)控。它基于ABB跨行業(yè)、一體化的數(shù)字化解決方案ABB Ability TM，通過為OEM廠商提供現(xiàn)場所有機(jī)器的可靠概覽，使他們能夠確定潛在的改進(jìn)，將服務(wù)運營提升到新的水平，并開啟新的商業(yè)模式和收益流。資產(chǎn)性能監(jiān)控可以全天候地提供生產(chǎn)率、能耗和溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)。用戶可以定義所需的信息，應(yīng)用程序會自動計算關(guān)鍵績效指標(biāo)（KPI），例如設(shè)備綜合效率，并提供機(jī)會改進(jìn)。貝加萊的云應(yīng)用運行在ABB Ability TM上。安全性和數(shù)據(jù)完整性通過最先進(jìn)的安全標(biāo)準(zhǔn)和傳輸協(xié)議得以保證。

Microsoft Azure基礎(chǔ)架構(gòu)可以確?？煽康卦L問全球范圍內(nèi)的ABB Ability TM服務(wù)，其中包括了具有人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)功能的未來云應(yīng)用的所有先決條件。

引導(dǎo)軟硬件一體化趨勢

在工業(yè)互聯(lián)飛速發(fā)展的大趨勢下，工業(yè)現(xiàn)場除了現(xiàn)場數(shù)據(jù)的橫向聯(lián)系、搜集、匯整之外，還需要與決策端雙向溝通，在決策端將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息與更進(jìn)一步的商業(yè)決策后，反向下達(dá)指示到場端執(zhí)行。在這些過程中，工控機(jī)不再僅僅是工業(yè)控制基礎(chǔ)，需要進(jìn)一步整合軟件與硬件。對此，周靖表示：“貝加萊在整個自動化領(lǐng)域一直是以需求導(dǎo)向，而貝加萊服務(wù)的用戶都是全球頂級制造商，這使得我們很早就把握到先機(jī)，設(shè)計這種軟硬件一體化的產(chǎn)品。”

據(jù)周靖透露：貝加萊正在為其工控機(jī)系統(tǒng)引入一個虛擬機(jī)管理程序Hypervisor。該技術(shù)允許Windows或Linux與貝加萊自己的實時操作系統(tǒng)Automation Runtime并列運行。例如，它可以使用戶能夠在單臺PC上將控制和HMI應(yīng)用程序結(jié)合到一起，或者可以實現(xiàn)一機(jī)兩用，使工業(yè)PC同時兼具實時控制器和邊緣控制器雙重功能，將預(yù)處理數(shù)據(jù)通過OPC UA發(fā)送到上位系統(tǒng)和云端。

Hypervisor技術(shù)提供虛擬網(wǎng)絡(luò)連接，允許應(yīng)用程序在操作系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù)。就像通常的以太網(wǎng)接口一樣，這里的數(shù)據(jù)交換使用的是標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。使用一塊未分配給任一操作系統(tǒng)的預(yù)留內(nèi)存區(qū)域，用來數(shù)據(jù)交換，以替代電纜的功能。用戶可以在貝加萊的Automation Studio軟件開發(fā)環(huán)境中配置該虛擬機(jī)管理程序，并分配硬件資源。該監(jiān)管軟件的配置是針對每個系統(tǒng)分別定義的，這樣一來，就為資源的利用提供最大的柔性。以前的并行系統(tǒng)解決方案是針對特定的Windows版本定制的，而貝加萊的這套監(jiān)管軟件與用戶使用哪些操作系統(tǒng)完全無關(guān)。Hypervisor技術(shù)提供給客戶的為一臺設(shè)備，同時運行常規(guī)的非實時操作系統(tǒng)即通用操作系統(tǒng)（Windows/Linux）與Automation Runtime實時操作系統(tǒng)解決方案。此方案可輕松實現(xiàn)實時高頻任務(wù)與數(shù)據(jù)存儲、人工智能、圖像識別、人機(jī)交互等在通用操作系統(tǒng)上廣泛使用的應(yīng)用的相互結(jié)合。因?qū)崟r系統(tǒng)與非實時系統(tǒng)互不干涉，獨立運行，獨占資源，通過接口交互數(shù)據(jù)，即可作為工控領(lǐng)域與IT領(lǐng)域應(yīng)用相結(jié)合的完美解決方案。

軟硬件一體化是趨勢，而貝加萊就是這個趨勢的引領(lǐng)者。這是基于此，周靖對于貝加萊工業(yè)PC產(chǎn)品未來將一如既往地為用戶提供最佳的體驗充滿信心：“貝加萊的優(yōu)勢在于軟件，首先是基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)，就像HyperVisor能夠?qū)⒍嗖僮飨到y(tǒng)融合在統(tǒng)一架構(gòu)中運行，確保之間的信息交互；其次是在軟件獨立于硬件，軟件獨立于操作系統(tǒng)平臺的設(shè)計理念方面的領(lǐng)先性；第三個層次在于我們的應(yīng)用軟件，基于標(biāo)準(zhǔn)的PLCopen開發(fā)的mapp系列應(yīng)用模塊，使得可以針對用戶的需求自由組合，并在不同的硬件平臺上運行，mapp不僅針對控制任務(wù)，mappVIEW針對HMI，mappService針對售后服務(wù)、mappOEE針對運營管理、mappAudit針對電子簽名認(rèn)證，mappMOTION能夠?qū)⑺欧c最新的ACOPOStrak融合實現(xiàn)最靈活的產(chǎn)線設(shè)計。”

摘自《自動化博覽》2019年11月刊