在智能制造時(shí)代，自動(dòng)化行業(yè)正在成為一個(gè)軟件行業(yè)，它正在改變著整個(gè)產(chǎn)業(yè)的未來(lái)，也將為制造業(yè)帶來(lái)更為廣闊的空間。
自動(dòng)化正在成為一個(gè)“軟件”行業(yè)，在智能時(shí)代，軟件正在成為自動(dòng)化行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。
自動(dòng)化已然成為軟件行業(yè)
自動(dòng)化行業(yè)在過(guò)去的十年里最顯著的變化就是“軟件”的作用凸顯，以至于今天人們已經(jīng)很難再把自動(dòng)化定義為PLC、伺服驅(qū)動(dòng)、HMI 這些硬件的產(chǎn)品領(lǐng)域，而是更多的賦予了這個(gè)行業(yè)軟件特性，這包括多個(gè)方面：
集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)：由于方案的集成更多需要靈活高效的工具，集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)成為了實(shí)現(xiàn)“方案”的關(guān)鍵（圖1）。面向所有對(duì)象和全流程的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，工程師們?cè)僖膊恍枰诙鄠€(gè)軟件間切換，也不需要再為軟件間的不匹配而消耗大量的精力。
建模仿真：它是原創(chuàng)性設(shè)計(jì)的根源，通過(guò)建模與仿真，可以大量節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間，并降低測(cè)試驗(yàn)證過(guò)程中的物理材料消耗，進(jìn)而降低研發(fā)成本。
機(jī)電融合：通過(guò)軟件，如PLCopen 的標(biāo)準(zhǔn)化，Part IV 協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制，人們可以針對(duì)定位同步控制、CNC 和機(jī)器人進(jìn)行統(tǒng)一編程，進(jìn)而使得機(jī)器與產(chǎn)線得以無(wú)縫的耦合。. 知識(shí)自動(dòng)化：在長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)中所積累的經(jīng)驗(yàn)、工藝Know-How 可以通過(guò)軟件形式封裝，并被復(fù)用，以及低代碼開(kāi)發(fā)模式使得系統(tǒng)更為高效的響應(yīng)市場(chǎng)的變化。
軟件工程：不僅是軟件的核心工藝，軟件的復(fù)雜性也使得軟件開(kāi)發(fā)對(duì)于工程師的軟件工程能力提出了新的挑戰(zhàn)，在集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)中版本的控制、代碼的規(guī)范也成為了迫切的需求。對(duì)工程師的軟件工程能力也較之過(guò)去的梯形圖為主的PLC 編程更高。
智慧工廠的集成：在機(jī)器與工廠之間的MES 原本被歸為IT技術(shù)，然而包括邊緣計(jì)算、能源管理、預(yù)測(cè)性維護(hù)都已經(jīng)采用了IT 與OT 融合的方式，以軟件的形式進(jìn)入了制造業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。
這一切都告訴我們：自動(dòng)化行業(yè)正在成為一個(gè)軟件行業(yè)，它正在改變著整個(gè)產(chǎn)業(yè)的未來(lái)，也為制造業(yè)帶來(lái)更為廣闊的空間。
軟件復(fù)用提升開(kāi)發(fā)效率
對(duì)于機(jī)器與工廠而言，軟件開(kāi)發(fā)如何高效變得至關(guān)重要，而模塊化、代碼復(fù)用技術(shù)已成為高效開(kāi)發(fā)機(jī)器軟件的重要手段。下面不妨通過(guò)在機(jī)器自動(dòng)化領(lǐng)域極具代表性的廠商——貝加萊來(lái)看看工業(yè)軟件的發(fā)展趨勢(shì)。
在過(guò)去的10 年里，貝加萊一直致力于模塊化的軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，其mapp經(jīng)過(guò)10 年的迭代，已經(jīng)為各個(gè)機(jī)器制造領(lǐng)域提供大量豐富的應(yīng)用APP，基于Automation Studio，這些經(jīng)過(guò)嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐驗(yàn)證的軟件，正在為機(jī)器賦予靈活性（圖2）。
應(yīng)用場(chǎng)景
為了說(shuō)明mapp 的模塊化設(shè)計(jì)思想如何提升機(jī)器的開(kāi)發(fā)效率，我們以一臺(tái)注塑機(jī)為例，進(jìn)行演繹：圖3 是一臺(tái)注塑機(jī)，它由多種APP 構(gòu)成，這些APP 針對(duì)注塑機(jī)的類型如油壓、帶伺服泵、全電動(dòng)注塑機(jī)、二板機(jī)、立式等進(jìn)行不同的組合。
基礎(chǔ)軟件：如生產(chǎn)的報(bào)警、配方管理、用戶管理、設(shè)備狀態(tài)顯示等一系列基本APP 構(gòu)成；
基本控制：液壓系統(tǒng)的控制、多溫區(qū)的控制、螺桿擠出的傳動(dòng)控制都是注塑機(jī)的基本工藝控制；
專業(yè)功能：射膠、熔膠、開(kāi)合模、保壓、頂針等工藝緊密相關(guān)；
網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：由遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)連接等構(gòu)成。
注塑機(jī)還可以與機(jī)器人配合，通過(guò)設(shè)計(jì)機(jī)械中心、機(jī)器人TCP、傳送帶的坐標(biāo)間的協(xié)同（基于PLCopen 協(xié)同運(yùn)動(dòng)控制），注塑機(jī)的生產(chǎn)時(shí)序與機(jī)器人、輸送帶進(jìn)行節(jié)拍的時(shí)間基準(zhǔn)匹配，可以在完成生產(chǎn)后由機(jī)械手/ 機(jī)器人對(duì)制成品取出，并送至輸送帶或后續(xù)檢測(cè)單元。這些都可以通過(guò)APP 的新增來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖4 顯示了注塑機(jī)、機(jī)器人與生產(chǎn)配料、稱重系統(tǒng)的配合，當(dāng)生產(chǎn)工藝變化時(shí)，配料與稱重與機(jī)器配合，并實(shí)現(xiàn)軟件自定義的工藝變化，與機(jī)器人、輸送系統(tǒng)共同構(gòu)成一個(gè)“智能塑料加工單元”，形成高效的連續(xù)生產(chǎn)，整體提高塑料件的制造效率。
不僅是機(jī)器控制
對(duì)于mapp 而言，不僅可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器的控制，mapp的功能還使得機(jī)器賦予了成為智能制造的一個(gè)節(jié)點(diǎn)的功能，如圖5 所示，它包括以下幾個(gè)方面：
邊緣計(jì)算：包括OEE、排班、能源管理與狀態(tài)監(jiān)測(cè)都可以由各種APP 來(lái)運(yùn)行于邊緣側(cè)控制器，既可以是嵌入式控制器本身，也可以是貝加萊開(kāi)發(fā)的OrangeBOX。
mappVIEW 為更為易于訪問(wèn)的HMI，基于mappVIEW設(shè)計(jì)的機(jī)器畫(huà)面，可以由支持HTML、JavaScript 的任意終端如手機(jī)、PAD、PC 來(lái)訪問(wèn)，而且其訪問(wèn)如同每個(gè)人每天使用的iPhone 一樣便捷、直觀。
數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)：通過(guò)Euromap，注塑機(jī)可以與MES 系統(tǒng)或云端應(yīng)用連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)注塑機(jī)數(shù)據(jù)的匯集、傳輸，并應(yīng)用于智能優(yōu)化等。
這些都是以軟件APP 的形式存在于機(jī)器的開(kāi)發(fā)中。
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