貝加萊工業(yè)自動(dòng)化(中國(guó))有限公司技術(shù)總監(jiān)于蓉蓉
在新一輪全球工業(yè)化競(jìng)爭(zhēng)中,工業(yè)軟件得到重新定位,從制造業(yè)信息化發(fā)展的輔助工具,被提升為推動(dòng)工業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)的利器,智能時(shí)代的工業(yè)軟件將改變?nèi)祟?lèi)生產(chǎn)、制造以及現(xiàn)代化工業(yè)管理的模式,成為全球新工業(yè)革命最重要的使能技術(shù)。面對(duì)這場(chǎng)全球性的“智能”變革,貝加萊工業(yè)自動(dòng)化(中國(guó))有限公司技術(shù)總監(jiān)于蓉蓉表示:“對(duì)于貝加萊來(lái)說(shuō)智能制造不是新課題,而是貝加萊多年以來(lái)一直在追求的方向。貝加萊擁有全系列的工業(yè)軟件產(chǎn)品和面向行業(yè)解決方案,可滿(mǎn)足不同行業(yè)用戶(hù)對(duì)于智能制造的需求,近年來(lái)更不斷加大研發(fā)力度,推出一系列引領(lǐng)未來(lái)發(fā)展的創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品。”
致力行業(yè)軟件開(kāi)發(fā)
工業(yè)軟件包括前期的數(shù)字化設(shè)計(jì),運(yùn)行階段的軟件,以及嵌入式系統(tǒng)的軟件,因此,軟件是用粘合劑的形式將硬件、用戶(hù)需求、開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行了融合。貝加萊的軟件主要由底層的RTOS、開(kāi)發(fā)環(huán)境Automation Studio、應(yīng)用軟件mapp技術(shù)構(gòu)成。底層RTOS軟件與用戶(hù)無(wú)關(guān),但與系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)時(shí)性、魯棒性相關(guān),是支撐性的技術(shù)。而Automation Studio則提供了開(kāi)放的系統(tǒng)集成能力,包括兩個(gè)維度的集成,首先是在對(duì)象的集成上,包括對(duì)PLC的邏輯、回路調(diào)節(jié)、運(yùn)動(dòng)控制、安全、通信的集成,另一個(gè)維度則是與機(jī)器系統(tǒng)生命周期相關(guān),從系統(tǒng)的配置、建模仿真、編程、測(cè)試驗(yàn)證、運(yùn)行維護(hù)的全流程的集成能力。
于蓉蓉強(qiáng)調(diào)貝加萊的第三個(gè)層級(jí)則是聚焦用戶(hù)的應(yīng)用解決方案開(kāi)發(fā)上:“事實(shí)上,行業(yè)的差異在很大程度上來(lái)自于應(yīng)用軟件的差異,因?yàn)橛布呀?jīng)是標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的了,而軟件同樣需要如此,在過(guò)去的數(shù)十年中,貝加萊一直致力于行業(yè)軟件的開(kāi)發(fā),這也是我們‘方案導(dǎo)向’的業(yè)務(wù)模式的核心,包括針對(duì)塑料、印刷、包裝、風(fēng)電等各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域,在此方面貝加萊一直處于領(lǐng)導(dǎo)地位,而今天我們可以看到大家都正走在方案集成的道路上。”
引領(lǐng)工業(yè)軟件創(chuàng)新
為提升用戶(hù)機(jī)器開(kāi)發(fā)的效率,貝加萊推出模塊化應(yīng)用方案mapp平臺(tái),將機(jī)器開(kāi)發(fā)中的共性工作集成于一體。不同行業(yè)的機(jī)械制造商在設(shè)備的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,均可以直接采用mapp工具中的基礎(chǔ)功能庫(kù),再利用各種行業(yè)應(yīng)用模塊,大大提高了機(jī)器的開(kāi)發(fā)效率。
據(jù)于蓉蓉介紹,mapp技術(shù)是在2011年即開(kāi)始的軟件創(chuàng)新,最初稱(chēng)為“MAP it”,后來(lái)標(biāo)準(zhǔn)為ModularApplication,即mapp技術(shù)。mapp由幾個(gè)部分構(gòu)成,首先是mapp的機(jī)電模塊,如CNC的插補(bǔ)、各種機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)庫(kù)、軸與軸組,基于PLCopen Part IV的協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制而封裝;其次是機(jī)器的基本庫(kù),如mapp配方(Recipe)、報(bào)警(Alarm)、趨勢(shì)(Trend)、文件(File)、用戶(hù)(User)等這些機(jī)器都會(huì)遇到的操作及顯示方面的軟件功能;第三個(gè)部分是最為關(guān)鍵的,即行業(yè)庫(kù),如mapp PLASTIC就是包括了注塑機(jī)中的開(kāi)合模、射膠、熔膠等專(zhuān)用的模塊,mapp Printing則針對(duì)色標(biāo)檢測(cè)、張力控制、套色等進(jìn)行功能封裝,每個(gè)行業(yè)都會(huì)由大量的mapp模塊構(gòu)成,而mappLINK則是將這些模塊進(jìn)行連接的模塊,包括基于Web的診斷和維護(hù)模塊,因此,創(chuàng)新是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程,mapp在不斷的完善。
mapp的設(shè)計(jì)思想是為了實(shí)現(xiàn)“簡(jiǎn)單”自動(dòng)化—通過(guò)mapp,貝加萊希望工程師在開(kāi)發(fā)一個(gè)機(jī)器或系統(tǒng)時(shí),盡量少的編程,而僅根據(jù)應(yīng)用的需求進(jìn)行“配置”,mapp本身能夠降低大約67%的編程工作量,mapp的優(yōu)勢(shì)主要在于豐富的知識(shí)積累,它代表了貝加萊在各個(gè)機(jī)器領(lǐng)域數(shù)十年的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的凝聚,對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō),經(jīng)過(guò)封裝的mapp模塊會(huì)更為高效,并且軟件質(zhì)量也得到保障,降低了其整個(gè)機(jī)器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本,以實(shí)現(xiàn)快速交付,應(yīng)對(duì)客戶(hù)變化的需求,因此,mapp最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠讓OEM實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)最快的高品質(zhì)響應(yīng)。
打造集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)
當(dāng)前,工業(yè)應(yīng)用向集成平臺(tái)進(jìn)化已成趨勢(shì)。而早在1997年,貝加萊就已推出集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)Automation Studio,至今已有22年的歷史。
于蓉蓉認(rèn)為集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)的意義有多個(gè)方面:其一,降低學(xué)習(xí)成本,用戶(hù)僅需要學(xué)習(xí)一個(gè)HMI軟件、一個(gè)PLC、一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制、一個(gè)機(jī)器人的軟件;其二,統(tǒng)一架構(gòu)的軟件才能最大地發(fā)揮效能,系統(tǒng)無(wú)需為此開(kāi)發(fā)接口(經(jīng)常是系統(tǒng)不穩(wěn)定的來(lái)源),而且統(tǒng)一的軟件架構(gòu)才能讓PLC的功能與驅(qū)動(dòng)器的執(zhí)行能力最佳匹配,否則,控制器或驅(qū)動(dòng)器總歸有一個(gè)無(wú)法發(fā)揮最大效能而造成浪費(fèi);其三,集成架構(gòu)降低整體的開(kāi)發(fā)成本,由于在現(xiàn)有平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用,可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的傳承,避免重復(fù)開(kāi)發(fā),這樣整體的研發(fā)成本也會(huì)下降。
“‘集成’本身就是趨勢(shì),最初機(jī)器僅有邏輯控制,但是,越來(lái)越多的傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)參與到機(jī)器的控制中來(lái),高精度的測(cè)量讓我們可以提升產(chǎn)品品質(zhì),伺服系統(tǒng)不僅提高了精度、速度,而且也讓機(jī)器具有了更為柔性的生產(chǎn)能力,包括安全、機(jī)器人、輸送系統(tǒng)等都更多的被納入到機(jī)器中來(lái),而這個(gè)趨勢(shì)本身就需要集成平臺(tái)。今天,不僅在一個(gè)機(jī)器內(nèi)進(jìn)行集成,而且在多個(gè)機(jī)器間進(jìn)行集成,要集成的已經(jīng)不僅是控制,而且包括管理運(yùn)營(yíng)、維護(hù)的信息。此外,控制系統(tǒng)還會(huì)與數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件集成,如Automation Studio可以與建模仿真軟件,像MATLAB/Simulink、MapleSIM等軟件,進(jìn)行FMU/FMI的協(xié)同仿真接口一樣。” 于蓉蓉詳細(xì)解釋道。
沉淀垂直行業(yè)解決方案
近年來(lái),在自動(dòng)化行業(yè)中,越來(lái)越多的企業(yè)在積極從產(chǎn)品型提供商,向解決方案提供商、軟件服務(wù)商的方向發(fā)展。對(duì)此,于蓉蓉表示:“硬件開(kāi)發(fā)迭代周期長(zhǎng)、成本高,且趨于同質(zhì)化之后會(huì)使企業(yè)陷于低價(jià)競(jìng)爭(zhēng),所以越來(lái)越多企業(yè)正逐漸將精力轉(zhuǎn)向迭代周期短、差異化更大、不額外增加客戶(hù)硬件成本也能實(shí)現(xiàn)的軟件上來(lái)。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),貝加萊正是這一趨勢(shì)的領(lǐng)導(dǎo)者,因?yàn)樽?996年進(jìn)入中國(guó),貝加萊就一直是以解決方案提供商的鮮明角色在推進(jìn)我們的業(yè)務(wù),這與當(dāng)時(shí)乃至今天大部分仍以產(chǎn)品為導(dǎo)向業(yè)務(wù)模式的公司是不同的,貝加萊一直是以‘垂直行業(yè)’為架構(gòu)的業(yè)務(wù)組織形式,設(shè)有塑料、印刷、包裝、鈑金、風(fēng)電、柔性制造、CNC與機(jī)器人等團(tuán)隊(duì)。”
解決方案是由硬件、軟件、機(jī)電工程師的專(zhuān)業(yè)知識(shí)所構(gòu)成的整體,用于解決客戶(hù)的實(shí)際問(wèn)題,于蓉蓉強(qiáng)調(diào)因?yàn)?“人”在解決方案中扮演著重要角色,這成為貝加萊的核心優(yōu)勢(shì):“我們有非常強(qiáng)大的工程師團(tuán)隊(duì),他們非常了解機(jī)器與系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),他們知道選擇什么樣的電機(jī)、構(gòu)建怎樣的軟件架構(gòu)、如何快速地調(diào)試一臺(tái)機(jī)器,他們是從項(xiàng)目的開(kāi)始需求階段即介入項(xiàng)目,然后開(kāi)發(fā)邏輯、運(yùn)動(dòng)控制、HMI畫(huà)面設(shè)計(jì),調(diào)試程序,并對(duì)售后服務(wù)進(jìn)行支持,因此,這些工程師與僅僅了解某個(gè)產(chǎn)品的工程師完全不是一個(gè)概念,這些工程師的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn),以及由此形成的行業(yè)應(yīng)用mapp的各種功能,都需要大量的時(shí)間積累,而很多時(shí)候,這些積累是需要非常多的‘試錯(cuò)’的,而貝加萊在過(guò)去數(shù)十年積累了這些知識(shí),因此,這個(gè)壁壘在某種程度上還是比較高的。”
“目前我們已經(jīng)繼續(xù)擴(kuò)大這種行業(yè)Know-How的應(yīng)用范圍,借助于機(jī)器學(xué)習(xí)算法,我們開(kāi)始為客戶(hù)提供在質(zhì)量相關(guān)性分析、預(yù)測(cè)性維護(hù)、自動(dòng)參數(shù)尋優(yōu)中的應(yīng)用開(kāi)發(fā),這些已經(jīng)為客戶(hù)帶來(lái)了真實(shí)的利益,我們將繼續(xù)加強(qiáng)在這方面的軟件能力。” 于蓉蓉表示。
摘自《自動(dòng)化博覽》2019年8月刊