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AT與IT融合 演繹工控傳奇
2016-11-08 來源:Beckhoff
 ——專訪德國倍福(Beckhoff)中國區執行董事、總經理梁力強先生

        無論是德國工業4.0所涉及的快速、小批量柔性化生產,還是中國制造2025的綠色、高效智能制造,與IT深度融合的工業自動化技術終將發揮核心作用。德國倍福(Beckhoff)作為PC控制的領導者,始終以前瞻性思維積極實踐著自動化(AT)與IT的完美融合。2016年時值倍福中國成立15周年,從最初的不為人知,到業務突破10億元,成為開放式自動化系統和解決方案的引領者,本文通過對德國倍福(Beckhoff)中國區執行董事、總經理梁力強先生的采訪,力求展現倍福在硬件平臺、應用軟件和互聯通信等環節不斷賦予自動化的新價值,探究締造業界傳奇的成因。
 
 
 
      德國倍福(Beckhoff)中國區執行董事、總經理梁力強先生
 
        PC控制三原色
  德國倍福誕生的八十年代正是PLC廣泛取代繼電器控制的激情歲月,面對快速增長的市場,如何著眼未來,另辟蹊徑并形成獨特的企業競爭力是生存與發展的關鍵。區別于眾多從電氣化跨入自動化的廠商,倍福大膽實踐將控制由硬件轉向軟件,即用不同的軟件平臺取代不同的復雜硬件,這一思維打破了傳統的工業化思維理念,開創了將PC應用到工業自動化領域的新時代。當時倍福選擇MS-DOS操作系統的PC作為控制器,以C語言進行編程運算。1986年,倍福首臺基于PC的控制器成功應用于門窗加工的雙刀斜切鋸上,生產數據和高效附加程序可通過軟驅進行寫入,確立了倍福借助開放硬件平臺,以軟件實現自動化功能的核心理念??諾腜C控制具備運算速度快、成本低、程序編寫便捷等鮮明特點,更為重要的是讓用戶擺脫了傳統模式對控制器廠商的依賴。梁總強調,PC控制器,連同陸續推出的EtherCAT實時以太網通訊技術和TwinCAT軟件構成了倍福PC控制理念的“三原色”,而IT思維與工業應用創新則成為倍福重要的成長基因。
 
     總線、系統和行業三部曲
 
  回顧在華15年的發展歷程,梁總認為準確的市場定位和執著堅守是打開市場突破口的關鍵。2001年,梁總創立Beckhoff北京代表處,將企業命名為“倍福”,寓意“Double Happiness”。梁總此前任職于電子工業部進出口總公司,負責機床和加工中心等核心設備的技術引進,對國內市場情況和國際機電一體化與自動化技術的發展有著深入了解。梁總指出,市場對任何新技術的接受都需要過程,當時基于PC的控制技術即使是在歐洲的接受度也只有10%~15%,現場總線I/O成為倍福進入中國的切入點。當年中國市場已經開始普及以Profibus為代表的現場總線技術,總線I/O產品的需求旺盛。倍福I/O產品支持眾多總線協議,高度的靈活性提供用戶多種選擇,產品品質可靠,適用場合廣泛,受益于顧問式銷售模式與務實的價格策略,倍福中國的業務取得了快速增長。倍福通過與中國機電一體化技術應用協會、PLCopen組織密切合作,積極組織和參加每年的大型現場總線全國巡演和技術交流會,并在北京、上海、廣州等地常年舉辦技術培訓班,為培育市場做了不懈的努力。
 
  隨著PC控制的理念被越來越多的用戶所接受,以及倍福硬實力和軟實力的提升,倍福中國從2003年開始向市場推廣系統方案,同時建立覆蓋大中城市的營銷網絡,完成從分銷到直銷的轉型。硬實力指的是2002年推出的導軌安裝??榛疨C—CX1000嵌入式控制器, CX1000不僅擁有傳統PLC功能,還具有運動控制功能,可以集成人機界面(HMI),除標準配置集成了串口和以太網接口外,還可以選擇各種現場總線主/從站接口,成為PC-based Control挑戰PLC的先鋒。軟實力則是2003年倍??⒌幕諞蘊腅therCAT總線。EtherCAT研發得益于倍福PC控制的理念和IT融合的技術路線,高速實時通信克服了現場總線對于PC控制系統性能的制約。難能可貴的是,倍福以開放共享的胸懷將EtherCAT開放給整個行業,2003年底就牽頭成立了ETG國際組織,目前全球會員公司3900家,中國突破500家,成為全球最大的現場總線協會。2014年10月,EtherCAT正式成為推薦性中國國家標準(GB/T31230-2014),2015年12月,EtherCAT入編工信部《國家智能制造標準體系建設指南》,為中國制造2025的核心—智能制造提供重要的技術支撐。
 
  2007年5月,倍福全資中國分公司落戶上海,與此同時,行業思維讓倍福中國的發展步入新階段。在強化行業應用的思路下,TwinCAT軟件平臺融合C++和Matlab算法,成為工程師們的開發利器,倍福不斷將特定行業的專項功能庫集成到TwinCAT平臺中,最大限度節省用戶的開發周期和成本,通過有效的技術培訓和聯合開發,讓不同行業的用戶受益良多。截止目前,來自不同行業技術工程師的“倍福技術之星俱樂部”已突破1600人。
 
  為裝備制造業服務,提升客戶競爭力
  梁總于2007年制定了以風電為代表,聚焦垂直行業的發展路線,倍福準確把握住了中國風電產業發展的戰略機遇。倍?;赑C的控制技術在風機主控、變槳控制及風場網絡監控方面得到了廣泛應用,倍福推出的用于快速開發大型兆瓦級智能風機的TwinCAT Wind軟件架構,將工業4.0技術與Beckhoff成熟的風電行業知識完美結合于一體,成為新一代風電控制系統的理想開發平臺。此外,倍福強化對風電客戶的現場服務與技術支持,為幾十個風場的數百位現場服務工程師進行技術培訓,為保證風電機組的高效、無故障運行創造了條件。目前,倍?;?PC 的嵌入式系統已成為國內兆瓦級風力發電機組的主流控制器,市場占有率超過50%。
 
  運動控制是眾多工業應用的關鍵,2008年推出的XFC極速控制技術匯集了倍福多項核心技術:高性能工業PC、超高速I/O???、EtherCAT以太網通信和TwinCAT軟件,以I/O響應時間≤100?µS的高速控制方案,進一步打開了設備性能的提升空間。2009年,倍福采用XFC極速控制技術在煙草行業的高速卷煙機中成功替代專業進口控制器,打破了行業技術壁壘,使國產煙機自動化控制系統達到國際先進水平,受到中國煙草機械總公司的高度評價,于2015年被確定為全行業統一電控平臺。
 
  2015年,倍福進軍快速增長的消費電子領域,憑借產品在非標設備開發過程中的開放性和便捷性,與深圳華為共同研制開發了多種類型的手機測試和組裝設備。多年來,在金屬加工行業的激光切割系統、光伏行業的PECVD電控平臺等領域,倍福以面向行業的解決方案,有效支持了國內企業的自主創新,促進了產業數字化與智能化發展,縮短了我國裝備制造業與國際先進水平的差距。與此同時,為了促進科學技術與自動化技術的相互融合,梁總積極倡導“科技自動化”理念,發起并共同創建中國科技自動化聯盟,與聯盟共同打造符合中國制造業現狀的“智慧工廠1.0”目標框架,為制造業企業,尤其是中小企業指明了一條通向智慧工廠的現實路徑。
 
  傳遞工業4.0價值
 
  在通往工業4.0的道路上,倍?;卸轡鵲拇蔥率導?。通過為歐洲最大的櫥柜制造商“柏麗”(Nobilia)提供數字化工廠解決方案,滿足小批量、多品種,柔性定制化市場需求。該項目采用倍?;赑C的控制技術,與Oracle,ERP之間建立數據互聯,最大化實現了櫥柜生產中的數據透明性,甚至能夠完成單件定制的生產流程,TwinCAT軟件可以對設備進行??榛杓?,大大縮短了工程時間,這些正是工業4.0理念的鮮明特征。目前,柏麗工廠每天可生產2600套個性化的櫥柜,完成88種不同的門板設計,櫥柜年產量達58萬套。
 
  中國用戶也成為倍福創新實踐的受益者。在三一重工上海臨港全球最大的挖掘機生產基地中,以工控機、控制面板、TwinCAT軟件和總線I/O等倍福自動化產品打造的焊接、裝配生產線和物流控制系統,采用高速無線通信技術,改變了工程機械行業傳統物流和生產方式,極大地提高了企業的自動化水平和制造柔性。
 
  梁總指出,在數字化與智能化的大趨勢下,軟件成為構建工業4.0的重要拼圖。在TwinCAT誕生20年之際,倍福與時俱進地推出了針對物聯網和工業4.0的TwinCAT解決方案。TwinCAT IoT包含標準化的云通訊協議,使所有現場層的控制器可以輕松、安全、快速地與云服務器通訊;倍福工業4.0軟件解決方案的核心是TwinCAT Analytics,該軟件具有全新的算法并自帶數據庫,它可以周期性地同步存儲過程數據,以便進行在線和離線狀態分析、預測性維護、模式檢測和機器優化,所設計的數據格式可方便地通過微軟或亞馬遜提供的分析服務功能進行訪問和處理,為制造業邁入云服務時代創造了條件。
  
       結束語

  回顧在華15年的發展歷程,倍福的成功,不僅改變了中國工業自動化領域的產業格局,更是影響了業界的控制理念和AT與IT的融合思維。展望未來,梁總強調,中國制造2025明確了產業發展的主攻方向,而智慧工廠成為智能制造的載體和落腳點。大數據、物聯網和云計算等IT技術的應用為制造業勾勒出數字化的藍圖,而在倍福主導下研發的OPC UA通訊構架以安全、可靠、獨立于廠商的技術,使來自制造層級的原始數據與生產執行系統和ERP層級無縫貫通,為構建智慧工廠奠定了堅實的基礎,而倍福演繹的工控傳奇,正如當前的數字化進程一樣,才剛剛開始。
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