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★ 本刊記者/文曉

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

隨著數(shù)字化時代的到來，工控機產(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)、邊緣計算、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，為工控機應(yīng)用場景帶來無限拓展空間。作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，西門子工控機在工業(yè)領(lǐng)域已取得了廣泛而成功的應(yīng)用，而今面對數(shù)字化浪潮的挑戰(zhàn)，西門子也從未停止對新領(lǐng)域的探索，正如西門子（中國）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，探索新動能、新趨勢。”

應(yīng)對用戶需求變化

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

首先，市場需求呼喚軟硬件一體化解決方案。傳統(tǒng)的單一硬件平臺已經(jīng)無法滿足客戶對于生產(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需求軟件，再集合到現(xiàn)有硬件系統(tǒng)里，需要大量時間調(diào)試，研發(fā)周期長、成本高。在未來工業(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)場的實時數(shù)據(jù)，并進(jìn)行長期管理。

對此，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、邊緣計算等尖端技術(shù)都融入到產(chǎn)品組合，從而幫助用戶實現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)，對工廠現(xiàn)場產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理。以機器視覺的工業(yè)應(yīng)用為例，機器視覺依托工控機將圖像處理應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域，對物體進(jìn)行非接觸檢測、測量，提高加工精度、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷并按照一定算法進(jìn)行自動分析決策。西門子針對視覺任務(wù)中面臨的數(shù)據(jù)難采集、標(biāo)注成本高等難點，在嵌入式工控機IPC427E的硬件平臺基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于模擬數(shù)據(jù)的域遷移模型，提升視覺模型在真實場景數(shù)據(jù)的可用性。

第二，工業(yè)邊緣部署。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代技術(shù)的不斷發(fā)展，改變了工控機之間的網(wǎng)絡(luò)連接方式。通過推動工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的急劇擴張，客戶在現(xiàn)場端可以輕松獲取海量數(shù)據(jù)，但對于海量數(shù)據(jù)實時處理和分析及高性能數(shù)據(jù)分析提出了要求，應(yīng)運而生的云計算滿足了客戶這一需求。毫無疑問，云解決方案提供了眾多優(yōu)勢：它們可集中管理應(yīng)用程序，方便地鏈接來自各種來源的數(shù)據(jù)，并提供了功能強大的數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)設(shè)施。同時，人們對在緊靠機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)勢與本地解決方案優(yōu)勢于一體：用戶可以決定在本地、云端還是通過一種混合解決方案來處理、存儲和使用數(shù)據(jù)。

對此，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。通過Edge App訪問邊緣設(shè)備上的運行系統(tǒng)軟件，可實現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用，以診斷和分析自動化和制造環(huán)境中的大量高頻數(shù)據(jù)。借助西門子工業(yè)邊緣，可將計算能力直接應(yīng)用到生產(chǎn)系統(tǒng)中：搭載西門子工控機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。

推動人工智能應(yīng)用落地

隨著中國產(chǎn)業(yè)數(shù)字化步伐加快，數(shù)字經(jīng)濟為各行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展提供了強勁動力。對此，王風(fēng)姣深有所感：“以交通行業(yè)為例，近年來，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。智能交通的一個顯著特點是高速移動的交通工具與基礎(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，而工控機正是滿足這一需求的硬件平臺。”

王風(fēng)姣以西門子工控機在大興機場的建設(shè)為例，進(jìn)一步介紹了西門子工控機在智能交通領(lǐng)域的成功應(yīng)用。北京大興機場行李系統(tǒng)項目是中國民航重大裝備國產(chǎn)化典型示范工程項目。這套系統(tǒng)建設(shè)鋼平臺面積達(dá)65000平方米、設(shè)備總長度約32千米、高峰小時行李處理能力約15000件，被英國《衛(wèi)報》評選為“新世界七大奇跡”之一。在項目競標(biāo)階段，西門子經(jīng)過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)贏得了項目。在具體落地實施階段，使用西門子箱式工控機IPC327E應(yīng)用于機場行李分揀。西門子IPC327E實現(xiàn)了機場對行李數(shù)據(jù)的實時管理與監(jiān)控等功能。還特別為客戶在IPC327E原裝2個網(wǎng)口的基礎(chǔ)上做了客制化開發(fā)，第三個外網(wǎng)口用于連接PLC、攝像頭以及中控服務(wù)器，滿足了客戶對于數(shù)據(jù)實時性的要求。

在數(shù)字化、智能化的趨勢下，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)展趨勢并不斷滿足市場需求，西門子也加快研發(fā)生產(chǎn)人工智能專用的工控機，西門子于2022年第一季度發(fā)布了AI專機SIMATIC IPC520A。IPC520A集成的嵌入式圖形處理器，可以提供強大的圖形算力，特別適合進(jìn)行基于圖像，視頻的深度學(xué)習(xí)推理加速。體積小巧卻擁有強大的深度學(xué)習(xí)計算能力，讓這款A(yù)I專機在工業(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)過程中的分級評估、分揀，再到生產(chǎn)后端的質(zhì)量及缺陷檢測任務(wù)，均可以用機器視覺和深度學(xué)習(xí)檢測系統(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)計的特殊接口，滿足了客戶對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)運而生了新技術(shù)，來幫助人們加以應(yīng)對。醫(yī)療保健領(lǐng)域的影像分析，可以極大地加快醫(yī)生對于病灶的定位和診治速度，從而間接地拯救數(shù)以萬計的生命。IPC520A憑借穩(wěn)定供貨，全球多個國家的標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證和過硬的圖形分析能力，成為理想的醫(yī)療影像分析計算平臺，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，充足的計算能力以及強大的通訊擴展能力提供了可靠的硬件計算平臺，從而為城市的智能化發(fā)展添磚加瓦。

“人工智能正成為對未來自動化技術(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）。同時把將人工智能方案集成于工控機中，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，幫助客戶實現(xiàn)降本增效。”王風(fēng)姣表示。

摘自《自動化博覽》2022年11月刊