自動(dòng)化不再是那個(gè)自動(dòng)化了！

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的熱潮也提出了IT到底姓“公”還是姓“網(wǎng)”的問(wèn)題。但是在我看來(lái)，這個(gè)問(wèn)題的糾結(jié)多少有點(diǎn)“以自我為中心”，雖然我確實(shí)觀察到了IT行業(yè)對(duì)行業(yè)缺乏了解，有些自以為是。

　　然而，我不得不承認(rèn)，信通技術(shù)確實(shí)有很大的潛力為制造業(yè)創(chuàng)造一些空間。事實(shí)上，如果我們都從用戶的角度來(lái)看問(wèn)題——我們必須說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)必須服務(wù)于客戶價(jià)值，判斷和選擇實(shí)際上是由用戶體驗(yàn)決定的。另一方面，聊天不是務(wù)實(shí)的方式，解決問(wèn)題才是王道，可能是因?yàn)閛t這邊的人一直忙著現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試運(yùn)行設(shè)備，沒(méi)時(shí)間寫(xiě)PPT。

　　01、年表的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化的誤解

　　當(dāng)然，作為一個(gè)自動(dòng)化的人，我對(duì)現(xiàn)狀也有一些看法。由于一個(gè)非常普遍的現(xiàn)象，人們以“斷代史”的方式將制造業(yè)的發(fā)展過(guò)程列為機(jī)械化、自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化。

　　當(dāng)然，自動(dòng)化被列為一個(gè)列表不同的過(guò)程，但似乎智能是更高的過(guò)程，而自動(dòng)化只是一個(gè)低級(jí)的過(guò)程。很明顯，真正的工業(yè)不是這樣，因?yàn)闆](méi)有純粹的自動(dòng)化，沒(méi)有機(jī)械，沒(méi)有數(shù)字化，沒(méi)有智能化，也不會(huì)有只有智能化的時(shí)代。

　　沒(méi)有自動(dòng)化的過(guò)程在邏輯上也是站不住腳的，因?yàn)闄C(jī)械、自動(dòng)化控制、信息系統(tǒng)和智能應(yīng)用通常被認(rèn)為是一個(gè)垂直的層次，而不是一個(gè)歷史的順序過(guò)程。因此，用“斷代史”的方式來(lái)界定自動(dòng)化的作用和地位是不合適的。而且，這種斷代定義不符合自動(dòng)化技術(shù)和智能技術(shù)相互融合滲透的事實(shí)，也不能反映田甜自動(dòng)化公司基本上是一個(gè)綜合體的事實(shí)。

自動(dòng)化在制造業(yè)中不是一個(gè)過(guò)時(shí)的歷史。未來(lái)一直在變化，一直在尋找數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)和各種技術(shù)來(lái)解決生產(chǎn)問(wèn)題。自動(dòng)化行業(yè)的名稱該不該改？

　　02.自動(dòng)化與過(guò)去的自動(dòng)化相去甚遠(yuǎn)

　　事實(shí)上，人們總是把自動(dòng)化理解為可編程控制器、伺服驅(qū)動(dòng)、人機(jī)界面、電機(jī).實(shí)際上，自動(dòng)化的作用在不斷擴(kuò)大，自動(dòng)化行業(yè)離現(xiàn)場(chǎng)越來(lái)越近，需要不斷為現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題，這使得自動(dòng)化中的問(wèn)題變得更加全面、整體而不是局部的產(chǎn)品概念。

自動(dòng)化發(fā)展有幾個(gè)顯著的特征：

自動(dòng)化是軟件行業(yè)嗎？

　　越來(lái)越多的自動(dòng)化企業(yè)意識(shí)到軟件的重要性，你會(huì)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化行業(yè)中有無(wú)處不在的軟件，包括幾個(gè)方面：基本RTOS

　　不管RTOS(VxWorks，QNX，C/OS-II等。)或者基于RT-Linux的，Windows Embedded，至少很少有缺乏操作系統(tǒng)的純硬件邏輯PLCs，因?yàn)樾枰诖嘶A(chǔ)上運(yùn)行各種開(kāi)發(fā)環(huán)境和程序調(diào)度，包括多線程任務(wù)處理和不同的任務(wù)級(jí)別。

　　軟件工程的重要性

　　傳統(tǒng)的基于邏輯的程序可以被程序員使用一個(gè)周期。但是，今天我們要寫(xiě)復(fù)雜的算法，比如機(jī)器人的同步控制，PLCopen PartIV中的CNC和定位，過(guò)濾、基礎(chǔ)軸和CNC、液壓等專業(yè)庫(kù)。以及行業(yè)級(jí)的高級(jí)應(yīng)用算法，都是軟件。

　　開(kāi)放軟件界面：

　　西門(mén)子、BR、RA都有針對(duì)MATLAB/Simulink的建模和仿真接口，可以集成機(jī)電軟件設(shè)計(jì)，包括數(shù)字孿生技術(shù)的推廣，都是軟件。

　　數(shù)字平臺(tái)框架：

自動(dòng)化廠商如ABBAbility和SIEMENS Mindshpere已經(jīng)擴(kuò)展到邊緣端、私有云和后臺(tái)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)和智能算法集成階段。

　　如果從以上軟件的角度來(lái)看自動(dòng)化，你會(huì)把自動(dòng)化理解為一個(gè)只賣PLC和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的行業(yè)嗎？

　　03.數(shù)字化和自動(dòng)化一直在發(fā)展

　　當(dāng)然，很多人把數(shù)字化理解為CAD、CAE、CAPP，這叫數(shù)字化。但這是設(shè)計(jì)的數(shù)字化，另一部分是現(xiàn)場(chǎng)操作的數(shù)字化。

　　工業(yè)數(shù)字化最直觀的就是現(xiàn)場(chǎng)總線，現(xiàn)場(chǎng)總線就是把現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)數(shù)字化，首先是為了方便傳輸(減少干擾)，也是為了讓后續(xù)的計(jì)算和處理更直接，從最初的Modbus、CAN、Profibus、DeviceNet、CANopen，隨著Profinet、POWERLINK、EtherCAT、Ethernet/IP、CC-Link IE，到現(xiàn)在的TSN技術(shù)之上的OPC UA，各個(gè)自動(dòng)化廠商都在推進(jìn)數(shù)字化的進(jìn)程。

　　這種數(shù)字化過(guò)程與工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域密切相關(guān)。起初，它只是為了解決信號(hào)控制、傳輸干擾抑制、布線復(fù)雜、遠(yuǎn)程采集和控制的問(wèn)題。后來(lái)隨著機(jī)器自動(dòng)化程度的提高，針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器人等應(yīng)用的需要，提出了實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)，這是對(duì)更通用的低成本網(wǎng)絡(luò)的需求，借助IT技術(shù)實(shí)現(xiàn)，以后再發(fā)展。隨著與管理系統(tǒng)的交互和機(jī)器的互聯(lián)，對(duì)“信息”和互操作性的需求也隨之產(chǎn)生，這就導(dǎo)致了OPC UA和TSN是協(xié)同實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一傳輸?shù)膯?wèn)題。OPC UA的價(jià)值遠(yuǎn)不是一個(gè)互操作性規(guī)范。它是數(shù)字化中集成信息模型、安全、傳輸、預(yù)處理和工業(yè)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

　　有人反思為什么我們的資產(chǎn)管理，包括編碼沒(méi)有統(tǒng)一起來(lái)，怎么管理車間。我告訴他AutoID是OPC UA的一個(gè)伴隨協(xié)議，可以解決這個(gè)問(wèn)題。垂直行業(yè)信息模型————PackML和Euromap可以解決這個(gè)問(wèn)題。VDMA還開(kāi)發(fā)了機(jī)器人與視覺(jué)的協(xié)同信息模型，包括同樣基于OPC UA的Industry 4.0的管理外殼。最近和OPC UA基金會(huì)的朋友聊到這個(gè)話題。其實(shí)MES推廣最大的問(wèn)題在于缺乏OPC UA等統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。所以MES項(xiàng)目往往項(xiàng)目投資大，用戶貴，但是實(shí)施者也因?yàn)轫?xiàng)目投資大利潤(rùn)極低。大家都很辛苦。如果采用OPC UA，項(xiàng)目成本會(huì)大大降低，需要好的方法和工具。

　　數(shù)字化——這難道不是自動(dòng)化人員一直在做的事情嗎？

　　04.智能技術(shù)在許多年前就已經(jīng)完成了

　　這個(gè)也很有意思。別看今天AI火爆的場(chǎng)面，我們想想AI會(huì)有多重要。事實(shí)上，工業(yè)中的智能算法已經(jīng)發(fā)展了幾十年，包括邊緣層的戰(zhàn)略分析、路徑優(yōu)化以及運(yùn)營(yíng)規(guī)劃和系統(tǒng)工程的發(fā)展。在PLC中實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)是完全可行的，因?yàn)楝F(xiàn)在的PLC已經(jīng)不是當(dāng)年硬件邏輯指令的控制器了。包括基于RTOS Windows的PLC(可以用C/C開(kāi)發(fā))或者像B&R一樣的APROL平臺(tái)(可以用Python編程)，所以自動(dòng)化已經(jīng)不能用傳統(tǒng)的視角來(lái)看待了。

　　就控制論本身而言，關(guān)于智能幾十年前就有了各種模型、方法和實(shí)踐，關(guān)鍵在于“經(jīng)濟(jì)”。就像去年和幾個(gè)朋友聊天一樣，一家公司拿出了十幾年前徐強(qiáng)博士的關(guān)于駕駛的智能算法，因?yàn)橹皥?zhí)行這樣一個(gè)算法需要的處理芯片成本很高，而今天FPGA的成本很低。

　　所以，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。同樣，在過(guò)去，復(fù)雜動(dòng)態(tài)條件下的多回路PID耦合和解耦計(jì)算需要很強(qiáng)的處理能力。傳統(tǒng)上，普通控制器和個(gè)人電腦沒(méi)有這樣的計(jì)算能力，建立一個(gè)高速動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)對(duì)于許多工業(yè)場(chǎng)景來(lái)說(shuō)是昂貴的。如今，信通技術(shù)使服務(wù)器、高實(shí)時(shí)響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和軟件算法的測(cè)試和驗(yàn)證變得經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。只有這樣，原始自動(dòng)化領(lǐng)域的許多智能算法才能真正投入工業(yè)應(yīng)用。該應(yīng)用有兩種模式。一種是自動(dòng)化系統(tǒng)借助AI芯片和軟件在本地集成算法，或者大量時(shí)間內(nèi)的大量數(shù)據(jù)放到云端進(jìn)行計(jì)算，這取決于哪個(gè)更經(jīng)濟(jì)適用，而不是誰(shuí)的技術(shù)更好。所以任何創(chuàng)新都是以經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)的，技術(shù)早就存在了。甚至我們今天討論的這些問(wèn)題，都有二三十年以上的歷史淵源。但是，隨著經(jīng)濟(jì)越來(lái)越強(qiáng)大，這些問(wèn)題才能真正付諸實(shí)施。

　　05.我們都為制造業(yè)用戶的價(jià)值創(chuàng)造服務(wù)

　　所以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代OT和IT姓什么都無(wú)所謂。一方面，彼此要充分發(fā)揮各自的特長(zhǎng)，以開(kāi)放的心態(tài)相互融合，努力構(gòu)建規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的接口，相互融合，共同解決問(wèn)題。但是，自動(dòng)化不是傳統(tǒng)的。我們了解PLC、伺服驅(qū)動(dòng)和電機(jī)產(chǎn)品。它早已隨著數(shù)字化、智能化而模糊，正在成為制造業(yè)升級(jí)的核心力量。成為OICT融入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施者。