當(dāng)代的自動(dòng)化已經(jīng)并非是一個(gè)制造業(yè)中的斷代史了

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)如此熱潮洶涌，也引發(fā)了關(guān)于它究竟姓“工”還是姓“網(wǎng)”的問題，不過，在我看來，這個(gè)問題的糾纏多少各自還是有些“自我中心”意識(shí)的，雖然之前我也的確觀察到IT界對工業(yè)的缺乏了解而有些自以為是的，然而，不得不承認(rèn)，ICT技術(shù)的確有非常大的潛力為制造業(yè)創(chuàng)造了一些空間，其實(shí)，如果我們都站在用戶的角度看問題—我們必須說，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都是必須服務(wù)于客戶價(jià)值的，判斷和選擇實(shí)際上由用戶體驗(yàn)來決定，而另一方面，侃侃而談并非務(wù)實(shí)之道，解決問題才是王道，大概是因?yàn)镺T端的人一直在現(xiàn)場忙設(shè)備調(diào)試運(yùn)行，沒時(shí)間寫PPT。

斷代式的發(fā)展對于自動(dòng)化的誤解

當(dāng)然，作為一個(gè)自動(dòng)化人，對于當(dāng)前的形勢也有一些意見，因?yàn)橐粋€(gè)非常普遍的現(xiàn)象，人們都以“斷代史”的方式把制造業(yè)的發(fā)展過程順序羅列為機(jī)械化、自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化，當(dāng)然了，各種羅列不盡相同卻顯然分明的把自動(dòng)化給列為一個(gè)過程，似乎智能化是一個(gè)更高的過程，而自動(dòng)化只是一個(gè)低級(jí)的過程，顯然，真實(shí)的工業(yè)并非如此，因?yàn)楝F(xiàn)場沒有一個(gè)純粹的自動(dòng)化，而沒有機(jī)械、數(shù)字化、智能化，也不會(huì)只有智能化的時(shí)代，而自動(dòng)化沒有了的過程，在邏輯上這也站不住腳，因?yàn)?，機(jī)械、自動(dòng)化控制、信息系統(tǒng)、智能應(yīng)用這往往是一個(gè)垂直的層面考量的問題，而非歷史順序的過程，因此，不適合以“斷代史”的方式來定義自動(dòng)化在其中的角色與位置，而且，這種斷代定義也并不符合事實(shí)中自動(dòng)化技術(shù)與智能化技術(shù)相互之間的融合滲透，也不能反映見天自動(dòng)化公司基本上都已經(jīng)是一個(gè)綜合體的事實(shí)。

自動(dòng)化并非是一個(gè)制造業(yè)中的斷代史，在未來，它一直處于變化中，一直在尋找數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)，各種技術(shù)融合來解決生產(chǎn)問題，難道，自動(dòng)化行業(yè)這個(gè)名字該換換了？

自動(dòng)化遠(yuǎn)非過去的自動(dòng)化

事實(shí)上，人們總是會(huì)把自動(dòng)化理解為PLC、伺服驅(qū)動(dòng)、HMI、電機(jī)，而事實(shí)上，自動(dòng)化的角色不斷的在延伸，自動(dòng)化行業(yè)接近現(xiàn)場，不斷的要去為現(xiàn)場解決問題，這使得自動(dòng)化中的問題變得更為全面，整體，而非局部的產(chǎn)品概念。

比較顯著的幾個(gè)特征，已經(jīng)成為自動(dòng)化發(fā)展的說明：

自動(dòng)化是一個(gè)軟件行業(yè)嗎？

越來越多的自動(dòng)化企業(yè)意識(shí)到軟件的重要性，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在自動(dòng)化行業(yè)里存在著無處不在的軟件，包括幾個(gè)方面：

（1）.基礎(chǔ)的RTOS，無論是RTOS（VxWorks、QNX、μC/OS-II等）還是基于RT-Linux,Windows Embedded，至少，缺乏操作系統(tǒng)的純硬件邏輯PLC目前已經(jīng)比較少了，因?yàn)?，需要在這個(gè)基礎(chǔ)上運(yùn)行各種開發(fā)環(huán)境、程序調(diào)度，包括多線程任務(wù)處理，不同任務(wù)等級(jí)。

（2）.軟件工程的重要性，傳統(tǒng)基于邏輯的程序一個(gè)程序員一個(gè)循環(huán)可以，但是，今天，我們要寫復(fù)雜的算法，像PLCopen PartIV中機(jī)器人、CNC與定位同步控制，專業(yè)庫如濾波、基礎(chǔ)軸與CNC、液壓等，再高級(jí)到行業(yè)級(jí)的應(yīng)用算法，都是軟件。

（3）.開放的軟件接口：像SIEMENS、B&R、RA這些都有針對MATLAB/Simulink的建模仿真接口，可以機(jī)電軟一體化設(shè)計(jì)，包括數(shù)字孿生技術(shù)的推進(jìn)，這些都是軟件。

（4）.數(shù)字化平臺(tái)的構(gòu)架：ABBAbility，SIEMENS Mindshpere這些自動(dòng)化廠商已經(jīng)延伸到了邊緣側(cè)、私有云端以及后臺(tái)的應(yīng)用開發(fā)、智能算法的集成階段。

如果你從上面這些軟件的角度再去看自動(dòng)化，你會(huì)把自動(dòng)化理解為一個(gè)只是賣PLC、電機(jī)驅(qū)動(dòng)的行業(yè)嗎？

數(shù)字化也是自動(dòng)化一直在推進(jìn)的

當(dāng)然，很多人把數(shù)字化理解為CAD、CAE、CAPP這些軟件稱為數(shù)字化，不過，這是設(shè)計(jì)數(shù)字化部分，而另一個(gè)部分是現(xiàn)場運(yùn)營數(shù)字化，工業(yè)數(shù)字化中最直觀的就是現(xiàn)場總線，本身就是為了把現(xiàn)場的信號(hào)數(shù)字化，首先為了便于傳輸（降低干擾），而且也是為了后面的計(jì)算處理更為直接，從最初的Modbus、CAN、Profibus、DeviceNet，CANopen，再發(fā)展到Profinet、POWERLINK、EtherCAT、Ethernet/IP、CC-Link IE，再到今天的OPC UA over TSN技術(shù)，各家自動(dòng)化廠商一直在推進(jìn)數(shù)字化的進(jìn)程。

這個(gè)數(shù)字化的進(jìn)程與現(xiàn)場工業(yè)應(yīng)用緊密相關(guān)，最初，只是為了解決信號(hào)控制問題，傳輸干擾抑制、接線復(fù)雜性、遠(yuǎn)程采集與控制問題，后來隨著機(jī)器的自動(dòng)化程度提高，對于運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器人等應(yīng)用的需求，提出了實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)—這是對較為通用的低成本網(wǎng)絡(luò)的需求，而借助于IT技術(shù)實(shí)現(xiàn)，再往后發(fā)展，隨著與管理系統(tǒng)的交互、機(jī)器的互聯(lián)的需求而產(chǎn)生了對“信息”的需求，以及互操作的需求，因此產(chǎn)生了OPC UA，以及TSN為協(xié)同實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸?shù)膯栴}。

OPC UA的價(jià)值遠(yuǎn)非是一個(gè)互操作的規(guī)范，它是數(shù)字化中關(guān)于信息模型、安全性、傳輸、預(yù)處理、行業(yè)都集成的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。

有些人反映為什么我們的資產(chǎn)管理，包括編碼尚未能夠統(tǒng)一，怎么進(jìn)行車間管理，我告訴他AutoID是OPC UA一個(gè)伴隨協(xié)議，可以解決這個(gè)問題，垂直行業(yè)信息模型—PackML、Euromap可以解決，VDMA還開發(fā)了機(jī)器人與視覺的協(xié)同信息模型，包括工業(yè)4.0的管理殼也基于OPC UA來實(shí)現(xiàn)，最近和OPC UA基金會(huì)的朋友聊過這個(gè)話題，其實(shí)在MES推進(jìn)中最大的問題在于缺乏OPC UA這樣的統(tǒng)一規(guī)范，因此，MES項(xiàng)目往往會(huì)很大的工程投入，用戶代價(jià)高昂而實(shí)施者卻也因?yàn)楣こ掏度氪蠖麡O低，大家都很艱苦，如果采用OPC UA就會(huì)大幅降低工程成本，數(shù)字化，也需要好的方法和工具?。?/p>

數(shù)字化-難道不是自動(dòng)化人一直在做的事情嗎？

智能技術(shù)-很多年前就在做了

這件事也很有意思，不要今天看到火熱的AI場景，我們就認(rèn)為AI將要如何的重要，其實(shí)，工業(yè)里的智能算法早就在進(jìn)行，包括邊緣層的策略分析、路徑優(yōu)化，運(yùn)籌與系統(tǒng)工程的發(fā)展也是數(shù)十年時(shí)間了，包括在PLC里實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)這完全是可行的，因?yàn)榻裉斓腜LC早已不是當(dāng)年的硬件邏輯指令的控制器了，包括像貝加萊基于RTOS+Windows的PLC（可采用C/C++開發(fā)）或APROL平臺(tái)（可采用Python編程）都可以，因此，不能再按照傳統(tǒng)的眼光去看待自動(dòng)化。

而就控制論本身，在數(shù)十年前就已經(jīng)有各種關(guān)于智能化的模型、方法與實(shí)踐，關(guān)鍵在于“經(jīng)濟(jì)性”，就像去年和幾個(gè)朋友談到某公司把十多年前許強(qiáng)博士關(guān)于驅(qū)動(dòng)的智能算法拿出來用，因?yàn)橐郧斑@樣的算法執(zhí)行所需的處理芯片成本非常高，而今天FPGA成本已經(jīng)很低了，因此，具有經(jīng)濟(jì)性了，同樣，在過去針對具有復(fù)雜動(dòng)態(tài)工況下的多回路PID耦合解耦計(jì)算，需要非常較強(qiáng)的處理能力，而傳統(tǒng)上，普通的控制器和PC都沒有這樣的算力，而構(gòu)建一個(gè)高速動(dòng)態(tài)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)對于很多工業(yè)場景而言又是代價(jià)高昂的，而今天ICT技術(shù)使得服務(wù)器、高實(shí)時(shí)響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、軟件算法的測試驗(yàn)證都具有了經(jīng)濟(jì)性，才能使得原本自動(dòng)化領(lǐng)域的很多智能化算法能夠被真正投入產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，這種應(yīng)用可以有兩種模式，一種是自動(dòng)化系統(tǒng)借助于AI芯片、軟件將算法集成到本地，或者大時(shí)間顆粒的大量數(shù)據(jù)放在云端進(jìn)行計(jì)算，這都取決于哪個(gè)更為經(jīng)濟(jì)適用，而非誰的技術(shù)更牛。

因此，任何的創(chuàng)新都是基于經(jīng)濟(jì)性為先導(dǎo)的，技術(shù)早就存在了，甚至我們今天討論的所有這些問題他們都會(huì)有二三十年以上的歷史淵源了，只是，隨著經(jīng)濟(jì)性越來越強(qiáng)，這些問題才能被真正投入應(yīng)用而已。

我們一切都服務(wù)于制造業(yè)用戶的價(jià)值創(chuàng)造

因此，OT和IT在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代姓什么并不重要，一方面，相互要各自發(fā)揮自己的擅長的，并以開放的心態(tài)相互融合，在規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的接口構(gòu)建上下功夫，相互融合，共同解決問題，但是，自動(dòng)化也的確并非傳統(tǒng)我們理解的就是PLC，伺服驅(qū)動(dòng)與電機(jī)的產(chǎn)品，它早已與數(shù)字化、智能化邊界模糊，正在成為制造業(yè)升級(jí)的核心力量。成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的OICT融合中的落地執(zhí)行者。