人們都說自動化行業正在變成一個軟件產業
，這一點不為過，與20nianqiandegongyekongzhichanyeeryan

，jintiannarudaozhinengzhizaojiagoudegongyeruanjianzhengzaibiandegengweiqiangda
，kuozhandaogengduodefangxiang，yinci，womencongchanyexuqiu
，yijishijideyingyongchangjingfenxilaimiaoshu“為何工業軟件能夠傳遞巨大的製造業提升價值“。

產業鏈條的傳遞

消xiao費fei者zhe的de需xu求qiu變bian化hua會hui給gei製zhi造zao商shang帶dai來lai生sheng產chan的de靈ling活huo性xing需xu求qiu
，而er另ling一yi個ge方fang麵mian

，這zhe種zhong個ge性xing化hua相xiang較jiao於yu傳chuan統tong的de大da規gui模mo標biao準zhun化hua生sheng產chan也ye需xu要yao更geng高gao的de質zhi量liang迭die代dai過guo程cheng、更快的生產柔性切換，以及更為精準的成本評估，這使得對於機器和係統集成提出了更為模塊化、快速測試與驗證
、連接的需求。

來lai到dao自zi動dong化hua
，需xu要yao更geng為wei智zhi能neng架jia構gou與yu可ke擴kuo展zhan性xing來lai實shi現xian以yi應ying對dui這zhe種zhong變bian化hua的de挑tiao戰zhan，而er另ling一yi方fang麵mian，標biao準zhun化hua才cai能neng降jiang低di成cheng本ben，因yin此ci，為wei了le平ping衡heng
，自zi動dong化hua將jiang焦jiao點dian放fang在zai了le如ru何he更geng為wei采cai用yong“軟“的方法來提升係統的靈活應變能力。

圖1-製造業產業鏈的挑戰傳遞

需求從消費者->製造商->OEM/SI->自動化廠商，而換個視角反過來就是自動化的價值如何傳遞到消費端的變化的響應能力上。

個性化的挑戰一直在發生，這也驅動著自動化產業不斷的去構建係統

、融合跨界技術來實現對各種挑戰的應對能力。

工業軟件價值體係

圖2-工業軟件價值體係

在這裏，我們僅以工業生產運營環節的軟件構架來闡述
，工業軟件價值體係的幾個部分

1、集成開發平台：這一概念為了實現“集成“，由於被集成對象隨著機器與工廠係統變得複雜，包括傳統的PLC邏輯控製，傳動控製，以至於今天的CNC、機器人、視覺的集成
，另一個方麵，為了降低學習成本
，將係統配置、編程、測試、運維也集成在統一平台架構上

，這都是為了降低工程中的成本，避免在各個不同的軟件間的切換。

平台當然也包括了RTOS用於實時任務以及Windows,Linux這樣的架構來解決HMI，開放軟件集成的問題。

2
、軟件工程能力：對於平台必須能夠提供軟件複用的模塊封裝，以及基於組件的開發（Component-Based Development），這樣的好處同樣是為了降低工程量，因為
，個性化的機器，以及隨著業務的擴展 ，更多的領域複用相同的軟件能夠降低大量的代碼開發與測試驗證時間，就像貝加萊的張力控製算法，可以針對紙張、薄膜
、紗線、金屬板材等各種場景開環、閉環、擺棍多種形式的場景。

3
、行業工業Know-How：這是今天無論是哪家自動化、IT或者機器製造商贏得市場的關鍵
，每個領域都有其獨特的“領域工程“，無wu論lun是shi金jin屬shu板ban材cai成cheng型xing還hai是shi化hua工gong的de多duo係xi統tong耦ou合he解jie耦ou，都dou是shi需xu要yao經jing過guo反fan複fu驗yan證zheng各ge種zhong場chang景jing下xia的de成cheng熟shu軟ruan件jian，這zhe些xie使shi得de每mei個ge企qi業ye構gou成cheng了le其qi差cha異yi化hua以yi及ji核he心xin的de競jing爭zheng力li，以yi軟ruan件jian形xing式shi存cun在zai的de核he心xin算suan法fa與yu工gong藝yi往wang往wang具ju有you非fei常chang高gao的de客ke戶hu長chang期qi忠zhong誠cheng度du。

4、開放的軟件集成能力：顯然
，沒有一家公司可以為製造業全流程提供所有的軟件，但是，基於一個開放的接口，控製係統、IT、數字化設計軟件之間就可以達成一致，例如MATLAB/Simulink、Pro-engineering、CATIA與工業控製軟件即建立接口，包括類似於EPLAN這樣的軟件也同樣可以發揮電櫃製造的角色，當然
，Web服務器的集成也使得基於IE
、Chrome等客戶端可以訪問機器與產線。

5、標準化軟件的支持：對於機器的集中控製以及分布式架構而言，PLCopen組織的IEC61131-3

，以及IEC61499等都是適合於標準化開發的
，學習了統一的思路即可實現高效的開發。

6、機器智能：事實上
，傳統機理模型在一些非線性、無模型領域無法發揮效果

，但基於人工智能



、機器學習的算法則從數據驅動角度解決了傳統的模型複雜性
、需要專業人員支撐的應用。

從以上幾點
，我們能夠看到，工業除了傳統的PLC、PC控製器
、HMI

、運動控製、柔性輸送係統、視覺這些硬件外，而真正讓他們發揮變化、響應能力

、競爭力塑造的
，卻是軟件，無論是機器的柔性還是產線的柔性，都是可以基於軟件來實現。

顯然，自動化已經是一個軟件行業了！

建模仿真

建模仿真主要基於對物理對象模型的建模
， 並與控製係統建立聯係，控製係統將針對邏輯、運動過程、工藝進行仿真，以獲得最佳參數，並通過自動代碼生成下載到控製器，然後測試驗證係統控製模型的效果。

圖3-基於建模仿真的機器開發過程

圖3,所示的建模仿真機器開發過程，事實上，基於建模仿真主要是為了解決以下幾個問題：

（1）難以進行物理驗證或驗證成本非常高的應用場景
；

（2）具有較多的參數調整的需求
；

（3）為了開發可複用的軟件模塊；

jianmofangzhenzaiyuanchuangxingdeshejizhongzuiyoubiyao，yinwei
，changqikaifaxuyaotongguomoxingjileigengduodejiqiyuchanxianshiyongxing
，bingxunihuanjingzhongceshicanshudezuiyoupipei。

工業通信

shijishang
，jinguanchuantongdexianchangzongxianshiyigeyingjiandelianjiewenti，danshi
，jintiandezhinengzhizaoshidai，duiyuxinxidexuqiugengweicezhongyuruanjianyingyong，wulunshiweileshixianbianyuanjisuandeyingyong，haishiweilezhinengdejiqikaifa
，douxuyaoxinxidechuandi

，erruanjiandekaifaxuyaodaliangdejiekou，erOPC UA實際上就提供了針對這些軟件連接的標準接口。

圖4-OPC UA的工業通信連接架構

OPC UA實現從底層傳感到垂直的ERP/MES、雲端的連接
，並在機器-機器間實現信息傳遞的接口，它看上去是一個通信問題
，也同時是一個軟件的工程量降低的規範與標準支撐。

軟件模塊化—降低工程成本

製造業無論是機器製造商，還是工廠製造商，對於軟件有幾個特別的需求：

（1）可複用的模塊
，能夠降低開發工作量；

（2）行業Know-How的封裝
，以提高核心技術的保護；

（3）標準化的模塊設計降低軟件的測試驗證風險；

（4）高內聚、低耦合的模塊提高係統的靈活性。

貝加萊的mapp技術即基於這些需求而設計

，通過多個層次的軟件模塊開發，實現機器到工廠的任務集成—大部分時間需要的是“配置“
，而非”編程“。

圖5-mapp的模塊化應用開發

圖5是mapp的架構，包括了mappControl，如張力
、溫度、液壓等基礎的專業庫，行業庫包括了機器人、注塑機、立式包裝

、集裝相關吊裝的防搖
、印刷套色等功能算法庫，再包括了針對機器的配方、報警、文件操作、趨勢等基本的功能呈現
，還有為智慧工廠提供的OEE計算、能源
、維護模塊。

機器
，是配置出來的，而不需要那麼多編程！

機器學習怎麼玩

？

實際上，雖然人工智能非常的流行
，但就工業而言
，這並非是新鮮事
，傳統上的自適應控製、模糊控製本身也屬於學習類的方法
，隻是算力不足
，因此，在工業場景裏並未能大規模應用。

今天的控製器，其實已經完全可以實現這些問題的解決，貝加萊就為機器學習提供了多種解決方案。

（1）基於PLC的機器學習，其實對於很多機器學習而言，直接來自於控製的參數和一個學習算法完全可以運行在一個控製器上，貝加萊的PLC一直運行一個定性分時多任務的操作係統，這使得它具有高級語言的算法設計能力，基於C/C++開發一個學習算法監測控製過程的參數，這本身就是可行的。

（2）PC架構的APC/Panel PC則有采用新的HyperVisor技術
，它可以支持Windows/Linux和RTOS在多核CPU中運行

，在PC上可以插入AI加速器，這個加速器可以直接由Windows/Linux來運行應用軟件，並通過虛擬網絡與RTOS的實時控製任務進行交互，這樣的架構更為適合於工業應用場景，因為
，數據可以被無縫的連接。

（3）工廠與流程：APROL屬於工廠與過程自動化的平台架構，它內嵌Python解釋器，第三方開發的機器學習算法與模型可以直接運行，最為有利的在於，它也與APROL本身的曆史數據庫
、實時數據庫進行數據交互。

圖6-貝加萊機器學習的解決方案架構

從圖6的架構我們可以看到

，工業軟件本身融合了自身的優勢
，即
，有控製對象與模型，有實時數據，也有可支持算法運行的PC服務器環境，支持各種靈活架構及軟件的能力。

因此
，工業軟件已經能夠涵蓋從控製到學習、平台到標準化、專業的行業的完全方案架構能力。