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

智能制造浪潮的到來(lái)給自動(dòng)化產(chǎn)品和技術(shù)帶來(lái)了新的機遇和挑戰。作為智能制造的核心設備之一，工控機無(wú)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)出現了新的升級和變化，其在智能時(shí)代所充當的角色也變得越來(lái)越重要。據專(zhuān)業(yè)報告分析，國內工控機市場(chǎng)年平均增速在15％以上，工控機在各行各業(yè)的潛力正不斷被挖掘，市場(chǎng)需求日益旺盛。貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國）有限公司產(chǎn)品經(jīng)理周靖對此深有感觸：“近年來(lái)，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(cháng)，市場(chǎng)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(dòng)化表現外，更為重要的是數據信息的搜集、整理和分析，在大數據時(shí)代更是如此。這對于工控機產(chǎn)品的性能和功能無(wú)疑提出了新的需求。正如周靖所言：“因為貝加萊的業(yè)務(wù)在機器控制，而現在的機器控制不僅包括邏輯、運動(dòng)控制，還會(huì )運行一些其它任務(wù)，如塑料行業(yè)用戶(hù)需要基于Web的HMI設計，可以基于mappVIEW在Panel PC上開(kāi)發(fā)更為易于操作、直觀(guān)的畫(huà)面，可以提供報警、趨勢、在線(xiàn)工藝、OEE、能源、維護等多方面控制任務(wù)以外的任務(wù)。而在包裝工業(yè)里，例如藥品包裝設備，用戶(hù)需要集成在線(xiàn)的視覺(jué)檢測，那么視覺(jué)的任務(wù)就可以運行于工業(yè)PC，而在光伏切片設備上，貝加萊的工控機還能為客戶(hù)提供針對機器學(xué)習算法運行的環(huán)境，可以實(shí)現基于狀態(tài)的預測性維護任務(wù)，這些都是滿(mǎn)足了用戶(hù)更高層面，即在機器之外的生產(chǎn)運營(yíng)管理、數據呈現、智能分析方面的需求?！?/p>

由這些應用案例可以看到，工業(yè)PC與控制正在難以區分，傳統產(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，周靖認為工業(yè)PC目前比較顯著(zhù)的特征就是更高的集成性：“傳統的IPC通常不參與控制，而僅作為一個(gè)工業(yè)級的PC運行Windows任務(wù)，包括測量、顯示及一些非實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)控制集成于一體，其設計主旨在于發(fā)揮PC處理能力，將復雜任務(wù)集成于一體，PC與PLC的集成是一方面，另一個(gè)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(gè)層次的集成則是軟硬件一體的集成，包括將應用軟件與硬件集成，如貝加萊的OrangeBOX就扮演一個(gè)Edge Controller的角色，而APROL也可以運行于PanelPC作為一個(gè)SCADA/DCS運行架構，針對小型車(chē)間、產(chǎn)線(xiàn)的任務(wù)集成?！?/p>

布局工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

作為開(kāi)放自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)導者，貝加萊一直致力于領(lǐng)先的產(chǎn)品技術(shù)，并緊密與應用結合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正在成為產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)，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(diǎn)。為此貝加萊提前布局了相應的產(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(xiàn)集成了OPC UA通信能力，包括其智能裝備開(kāi)發(fā)平臺Automation Studio、APROL智慧工廠(chǎng)平臺，以及基于OPC UA的安全集成。

二是針對本地數據采集的OrangeBox。除了基礎的通信，必須有應用集成于云計算/邊緣計算的節點(diǎn)，OrangeBox提供了一個(gè)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(guò)OrangeBOX對OPCUA、MQTT、REST等IT傳輸協(xié)議的支持，自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)的數據將被納入到整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)與大數據平臺，借助于開(kāi)放的應用軟件、分析軟件，數據將被用于智能的指導生產(chǎn)的應用如路徑規劃、能耗調節、缺陷反饋、排產(chǎn)等“生產(chǎn)策略”類(lèi)的應用中。

三是貝加萊的首款云應用APM（Asset Performance Monitor），即資產(chǎn)性能監控。它基于A(yíng)BB跨行業(yè)、一體化的數字化解決方案ABB Ability TM，通過(guò)為OEM廠(chǎng)商提供現場(chǎng)所有機器的可靠概覽，使他們能夠確定潛在的改進(jìn)，將服務(wù)運營(yíng)提升到新的水平，并開(kāi)啟新的商業(yè)模式和收益流。資產(chǎn)性能監控可以全天候地提供生產(chǎn)率、能耗和溫度等相關(guān)數據。用戶(hù)可以定義所需的信息，應用程序會(huì )自動(dòng)計算關(guān)鍵績(jì)效指標（KPI），例如設備綜合效率，并提供機會(huì )改進(jìn)。貝加萊的云應用運行在A(yíng)BB Ability TM上。安全性和數據完整性通過(guò)最先進(jìn)的安全標準和傳輸協(xié)議得以保證。

Microsoft Azure基礎架構可以確?？煽康卦L(fǎng)問(wèn)全球范圍內的ABB Ability TM服務(wù)，其中包括了具有人工智能和機器學(xué)習功能的未來(lái)云應用的所有先決條件。

引導軟硬件一體化趨勢

在工業(yè)互聯(lián)飛速發(fā)展的大趨勢下，工業(yè)現場(chǎng)除了現場(chǎng)數據的橫向聯(lián)系、搜集、匯整之外，還需要與決策端雙向溝通，在決策端將數據轉化為信息與更進(jìn)一步的商業(yè)決策后，反向下達指示到場(chǎng)端執行。在這些過(guò)程中，工控機不再僅僅是工業(yè)控制基礎，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(gè)自動(dòng)化領(lǐng)域一直是以需求導向，而貝加萊服務(wù)的用戶(hù)都是全球頂級制造商，這使得我們很早就把握到先機，設計這種軟硬件一體化的產(chǎn)品?！?/p>

據周靖透露：貝加萊正在為其工控機系統引入一個(gè)虛擬機管理程序Hypervisor。該技術(shù)允許Windows或Linux與貝加萊自己的實(shí)時(shí)操作系統Automation Runtime并列運行。例如，它可以使用戶(hù)能夠在單臺PC上將控制和HMI應用程序結合到一起，或者可以實(shí)現一機兩用，使工業(yè)PC同時(shí)兼具實(shí)時(shí)控制器和邊緣控制器雙重功能，將預處理數據通過(guò)OPC UA發(fā)送到上位系統和云端。

Hypervisor技術(shù)提供虛擬網(wǎng)絡(luò )連接，允許應用程序在操作系統之間交換數據。就像通常的以太網(wǎng)接口一樣，這里的數據交換使用的是標準網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。使用一塊未分配給任一操作系統的預留內存區域，用來(lái)數據交換，以替代電纜的功能。用戶(hù)可以在貝加萊的Automation Studio軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境中配置該虛擬機管理程序，并分配硬件資源。該監管軟件的配置是針對每個(gè)系統分別定義的，這樣一來(lái)，就為資源的利用提供最大的柔性。以前的并行系統解決方案是針對特定的Windows版本定制的，而貝加萊的這套監管軟件與用戶(hù)使用哪些操作系統完全無(wú)關(guān)。Hypervisor技術(shù)提供給客戶(hù)的為一臺設備，同時(shí)運行常規的非實(shí)時(shí)操作系統即通用操作系統（Windows/Linux）與Automation Runtime實(shí)時(shí)操作系統解決方案。此方案可輕松實(shí)現實(shí)時(shí)高頻任務(wù)與數據存儲、人工智能、圖像識別、人機交互等在通用操作系統上廣泛使用的應用的相互結合。因實(shí)時(shí)系統與非實(shí)時(shí)系統互不干涉，獨立運行，獨占資源，通過(guò)接口交互數據，即可作為工控領(lǐng)域與IT領(lǐng)域應用相結合的完美解決方案。

軟硬件一體化是趨勢，而貝加萊就是這個(gè)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(lái)將一如既往地為用戶(hù)提供最佳的體驗充滿(mǎn)信心：“貝加萊的優(yōu)勢在于軟件，首先是基礎的操作系統，就像HyperVisor能夠將多操作系統融合在統一架構中運行，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平臺的設計理念方面的領(lǐng)先性；第三個(gè)層次在于我們的應用軟件，基于標準的PLCopen開(kāi)發(fā)的mapp系列應用模塊，使得可以針對用戶(hù)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(yíng)管理、mappAudit針對電子簽名認證，mappMOTION能夠將伺服與最新的ACOPOStrak融合實(shí)現最靈活的產(chǎn)線(xiàn)設計?！?br/>

摘自《自動(dòng)化博覽》2019年11月刊