在這個(gè)年代，“解決方案”是個(gè)好詞，被廣泛應(yīng)用于機(jī)器與工廠自動(dòng)化這個(gè)世界里，每個(gè)公司都號(hào)稱他們是做解決方案的，但是，如果你發(fā)現(xiàn)他們公司有“產(chǎn)品經(jīng)理”的時(shí)候，你會(huì)很困惑，這個(gè)組織架構(gòu)如何與方案這種模式相匹配？

作為一個(gè)老牌的自動(dòng)化行業(yè)解決方案企業(yè)，貝加萊對(duì)“方案”有著深刻的理解，要想成為一個(gè)方案，必須得有三個(gè)要素融合而成，缺一不可，即，硬件、軟件與專家，你問(wèn)哪個(gè)更重要，我們想問(wèn)離開(kāi)哪個(gè)是可以的？

圖1-解決方案由硬件-軟件與機(jī)電工程專家構(gòu)成

解決方案必須有完整的硬件架構(gòu)、面向行業(yè)的軟件、豐富經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)工程師，其中硬件支撐整個(gè)實(shí)現(xiàn)的性能滿足要求，并能夠最優(yōu)的性價(jià)比設(shè)計(jì)，而軟件則是機(jī)器靈活性、工藝功能、運(yùn)行功能包括滿足行業(yè)特性需求的操作習(xí)慣等的設(shè)計(jì)，以及便利的診斷與報(bào)警功能，管理功能，而專家則扮演針對(duì)變化提供有效的解決方案的能力，并將其對(duì)工藝、電氣、控制的理解形成在時(shí)間、成本、工藝等約束條件下為客戶帶來(lái)最高性價(jià)比的機(jī)器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、測(cè)試與系列化。

硬件-如何獲得最佳性價(jià)比？

產(chǎn)品導(dǎo)向的業(yè)務(wù)模式與方案導(dǎo)向的業(yè)務(wù)模式對(duì)硬件的思想是不同的，模塊化已經(jīng)早已深入自動(dòng)化行業(yè)，但是，如何獲得最佳的組合，卻蘊(yùn)含深刻哲理，以集成架構(gòu)導(dǎo)向的硬件設(shè)計(jì)看重內(nèi)在的匹配與協(xié)同，以求獲得最佳性價(jià)比。

為什么現(xiàn)在沒(méi)有人攢機(jī)了？

記得在90年代中那會(huì)，Intel Pentium級(jí)的PC剛出來(lái)那會(huì)，各地的電腦城里分為品牌機(jī)和兼容機(jī)，兼容機(jī)就是自己拼湊的，而品牌機(jī)是由原廠組裝的，現(xiàn)在好像已經(jīng)鮮有人再去買所謂的“兼容機(jī)”了，因此，現(xiàn)在的年輕人也不知道還知不知道“攢機(jī)”這個(gè)詞。

電腦城里攢機(jī)的年代
大家都知道“木桶理論”吧？就是系統(tǒng)的最高性能取決于系統(tǒng)最短的那塊板—比如CPU、內(nèi)存、硬盤、地址和數(shù)據(jù)總線、顯卡相互速度都一致的時(shí)候，由于沒(méi)有人浪費(fèi)掉性能，才使得系統(tǒng)具有了最高性價(jià)比。為什么后來(lái)自己攢機(jī)這個(gè)事情少了呢？因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn)，其實(shí)我買計(jì)算機(jī)不是為了體現(xiàn)我對(duì)計(jì)算機(jī)的了解，而是要用軟件來(lái)完成我的工作，完全沒(méi)有必要掌握如何選擇和配置這些不同廠商來(lái)的組件，其次，這些組件組裝起來(lái)經(jīng)常出現(xiàn)故障，由于各種連接和不匹配造成的問(wèn)題，因此，攢機(jī)這個(gè)活基本上也就越來(lái)越淡薄了，現(xiàn)在大家都買整機(jī)了，已經(jīng)鮮有人再去攢機(jī)了。

對(duì)于控制系統(tǒng)也是如此，一個(gè)廠商提供的控制系統(tǒng)，它的CPU可以完成的任務(wù)周期、總線刷新周期、驅(qū)動(dòng)器的位置環(huán)任務(wù)周期往往具有高度一致性，這使得系統(tǒng)能夠保證最高性價(jià)比，同時(shí)，由于同一品牌的產(chǎn)品構(gòu)成的系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)最高的連接可靠性。

舉幾個(gè)例子吧！
例1：伺服驅(qū)動(dòng)器集成多編碼器輸入的架構(gòu)設(shè)計(jì)
拿一個(gè)普遍看到的集成架構(gòu)的例子，電子凸輪裁切， 通常在印刷、包裝的后道中都會(huì)有這個(gè)單元，通常裁切軸會(huì)跟隨外接的一個(gè)編碼器或主軸（一個(gè)變頻器也可以），貝加萊的ACOPOS P3可以外接額外的編碼器，對(duì)于同步計(jì)算而言，其直接在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)完成，無(wú)需像右側(cè)傳統(tǒng)的PLC+運(yùn)動(dòng)控制的架構(gòu)，在這個(gè)架構(gòu)中，外接編碼器接入到PLC的I/O模塊，這樣，PLC對(duì)其進(jìn)行掃描然后與運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行同步，而這個(gè)架構(gòu)受制于需要等待PLC的任務(wù)掃描后計(jì)算，才能與驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行同步，這樣就會(huì)同步計(jì)算所需時(shí)間更長(zhǎng)，而導(dǎo)致精度無(wú)法達(dá)到較高水準(zhǔn)。

圖2-ACOPOS運(yùn)動(dòng)控制架構(gòu)與PLC+運(yùn)動(dòng)控制架構(gòu)區(qū)別

這就是產(chǎn)品的架構(gòu)帶來(lái)的性能差異，在很多時(shí)候，貝加萊的硬件都設(shè)置有這樣的性能內(nèi)部協(xié)同優(yōu)化能力，使得整體硬件性能水平極高。

例2：機(jī)器視覺(jué)與PLC任務(wù)的同步
傳統(tǒng)上，做視覺(jué)的與做控制系統(tǒng)的往往是來(lái)自不同廠商，并且，企業(yè)都各自有各自的硬件，貝加萊采用了集成視覺(jué)的設(shè)計(jì)，它使得視覺(jué)、PLC任務(wù)、機(jī)器人、運(yùn)動(dòng)控制軸的任務(wù)都可以在同一架構(gòu)中完成，那么，這樣的好處是什么？

一體化視覺(jué)帶來(lái)的同步優(yōu)勢(shì)
對(duì)于傳統(tǒng)的視覺(jué)而言，分立的鏡頭、相機(jī)、處理器、光源照明，與控制器之間無(wú)法良好的同步，而采用集成的視覺(jué)，相機(jī)的快門與燈光的頻閃如果可以同步，則在快門瞬間開(kāi)放燈光，可以提供瞬時(shí)高強(qiáng)度的照明，但如果不能同步，意味著需要更長(zhǎng)的照明窗口時(shí)間—這意味著LED光源壽命的影響，對(duì)于頻繁進(jìn)行的視覺(jué)檢測(cè)來(lái)說(shuō)，這個(gè)影響會(huì)是比較大的，而且對(duì)成像效果也是不足的。

視覺(jué)與自動(dòng)化同步優(yōu)化了系統(tǒng)性價(jià)比

圖3-集成視覺(jué)與其它自動(dòng)化構(gòu)成整體協(xié)同

在傳統(tǒng)的分立架構(gòu)中，視覺(jué)處理任務(wù)、信號(hào)傳輸、控制器響應(yīng)、運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)之間總會(huì)有一個(gè)瓶頸，為了達(dá)到最高的響應(yīng)，比如，系統(tǒng)任務(wù)要達(dá)到1mS，但是，由于控制器任務(wù)比較慢，就得預(yù)留給它時(shí)間多一些，而其他的組件就必須盡量壓縮時(shí)間，這導(dǎo)致了必須要有極高性能的相機(jī)來(lái)處理，使得必須選擇一個(gè)成本很高的視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)系統(tǒng)所需消耗的整體時(shí)間。

而對(duì)于集成架構(gòu)中的視覺(jué)而言，它與控制器、運(yùn)動(dòng)控制軸之間都建立在例如POWERLINK的200uS、100uS的任務(wù)周期上，大家步調(diào)一致，就不會(huì)產(chǎn)生某個(gè)人必須極高性能來(lái)壓縮整體時(shí)間的問(wèn)題。

例3：Hypevisor技術(shù)的應(yīng)用
當(dāng)越來(lái)越多的智能應(yīng)用需求產(chǎn)生的時(shí)候，傳統(tǒng)的分立組件廠商將如何應(yīng)對(duì)這些應(yīng)用的集成？集成架構(gòu)的工業(yè)PC也提供了更高性價(jià)比的設(shè)計(jì)。
 

圖4-Hypervisor使得PC與嵌入式架構(gòu)融合滿足不同應(yīng)用需求

應(yīng)用場(chǎng)景舉例：
在深度學(xué)習(xí)這種需要高算力的應(yīng)用中，普通的PLC就無(wú)法應(yīng)對(duì)，通過(guò)Hypervisor的工業(yè)PC，運(yùn)行Windows/Linux來(lái)處理機(jī)器學(xué)習(xí)算法程序，并可針對(duì)PCI接口的AI加速器進(jìn)行任務(wù)處理，而同時(shí)，通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)控制的對(duì)象模型緊密交互，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)與控制的緊密融合。

在這個(gè)場(chǎng)景中，機(jī)器學(xué)習(xí)離數(shù)據(jù)源最近，并可直接與對(duì)象模型交互，進(jìn)行部署，可以實(shí)現(xiàn)高性能的工業(yè)智能應(yīng)用。

因此，集成架構(gòu)看上似乎只是產(chǎn)品硬件被集成了，其實(shí)其內(nèi)在所反映的卻是“協(xié)同產(chǎn)生的性價(jià)比”，通過(guò)消除不必要的環(huán)節(jié)，降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本。

軟件—知識(shí)復(fù)用提高效率
在解決方案的第二個(gè)構(gòu)成要素中，軟件則是一個(gè)關(guān)鍵一環(huán)，在2019年由于很多原因?qū)е铝巳藗冮_(kāi)始更加重視工業(yè)軟件這一環(huán)，除了CAD/CAE/CAM/CAPP等軟件屬于設(shè)計(jì)端平臺(tái)軟件，但在OT運(yùn)營(yíng)端實(shí)際上也有很多平臺(tái)軟件。

自動(dòng)化也有銀彈技術(shù)嗎？
《人月神話》是一本非常著名的書，它談到了“銀彈技術(shù)”，即，是否存在著一勞永逸的辦法解決軟件工程中極其復(fù)雜的需求變更、架構(gòu)等問(wèn)題，而作者最初認(rèn)為不存在“銀彈技術(shù)”（在歐洲中世紀(jì)，有一種怪物，只能用銀彈才能射殺—寓意一種一招致命的武器），后來(lái)基于組件的開(kāi)發(fā)思想被推廣后，作者終于承認(rèn)有銀彈技術(shù)，基于組件的開(kāi)發(fā)（Component Based Development），在自動(dòng)化行業(yè)同樣被應(yīng)用，貝加萊的mapp技術(shù)就是典型的采用CBD開(kāi)發(fā)的模式，讓用戶可以快速的構(gòu)建自己的應(yīng)用。

圖5-基于組件開(kāi)發(fā)的機(jī)器軟件

就像電腦城里的攢機(jī)的年代一樣，用戶需要的是一個(gè)可用的機(jī)器，而不是要自己掌握控制器技術(shù)。

為什么要有集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)？
對(duì)于需要集成的方案而言，沒(méi)有集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)，幾乎難以想象期間的困難，如果來(lái)自不同的HMI和PLC，用戶就需要采用不同的軟件分別來(lái)編輯HMI和PLC邏輯任務(wù)，而對(duì)于另一個(gè)CNC任務(wù)則需要專用的CNC軟件來(lái)匹配，運(yùn)動(dòng)控制又是一個(gè)軟件，對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)，必須在這些軟件間進(jìn)行切換，學(xué)習(xí)不同的軟件，而且，有幾個(gè)問(wèn)題是必須考慮的：
（1）造成復(fù)雜的學(xué)習(xí)成本，風(fēng)格各異的軟件；
（2）在軟件中存在著不匹配的能力，導(dǎo)致某一方硬件的特性無(wú)法發(fā)揮；
（3）額外的接口軟件帶來(lái)的不穩(wěn)定與頻繁跟隨應(yīng)用的修改；
（4）針對(duì)不同階段的任務(wù)也需要不同應(yīng)用程序之間的切換；

貝加萊Automation Studio是整個(gè)自動(dòng)化世界中為數(shù)不多具有成熟應(yīng)用歷史（自1997年推出），它凝聚了貝加萊對(duì)于自動(dòng)化方案理解的所有深入的思想：
-->模塊化：讓機(jī)器更具有模塊化組合的靈活性
-->標(biāo)準(zhǔn)化：讓機(jī)器的程序穩(wěn)定可靠的封裝，被復(fù)用，與模塊化設(shè)計(jì)共同平衡靈活性與可靠性之間的矛盾。
-->開(kāi)放性連接：開(kāi)放性包括互聯(lián)技術(shù)、開(kāi)放的軟件連接（與電子設(shè)計(jì)、建模仿真）、開(kāi)放的Web結(jié)束；
-->軟硬件獨(dú)立：應(yīng)用軟件、操作系統(tǒng)平臺(tái)、硬件平臺(tái)之間相互獨(dú)立，沒(méi)有緊密綁定。

圖6-集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)是創(chuàng)新的武器平臺(tái)

所謂“工欲善其事，必先利其器”，Automation Studio就是一款機(jī)器創(chuàng)新與方案設(shè)計(jì)的利器，“刀、槍、棍、劍、斧、鉞、鉤、叉、鞭、锏、錘、抓、镋、棍、槊、棒、拐、流星錘”，十八般兵器看你解決什么問(wèn)題，武裝工程師的武器庫(kù)，畢竟，一個(gè)好的江湖劍客，總得有把趁手的武器。

為什么要軟件復(fù)用？
為什么要采用CBD，就是為了讓軟件復(fù)用，軟件復(fù)用的本質(zhì)是知識(shí)的復(fù)用，這個(gè)復(fù)用在工業(yè)開(kāi)發(fā)中包含了兩個(gè)層面的意義：
（1）開(kāi)發(fā)知識(shí)被復(fù)用：包括測(cè)試、安全、運(yùn)動(dòng)控制這些自動(dòng)化任務(wù)的開(kāi)發(fā)測(cè)試知識(shí)被集成成各種小型工具，集成于Automation Studio平臺(tái)中，讓工程師作為工具拿來(lái)干各種活。
（2）Know-How‘被復(fù)用：垂直的行業(yè)都有其獨(dú)特的工藝，而這些工藝是各個(gè)領(lǐng)域的核心工藝，通過(guò)大量的測(cè)試，針對(duì)不同場(chǎng)景的應(yīng)用，被封裝成可復(fù)用的工藝模塊，這樣可以提高機(jī)器的開(kāi)發(fā)效率—避免重復(fù)開(kāi)發(fā)。

貝加萊針對(duì)各個(gè)工業(yè)場(chǎng)景，塑料（注塑、吹瓶、擠出）、印刷機(jī)械（凹版、柔版、膠印）、包裝（啤酒飲料灌裝產(chǎn)線、食品包裝、瓦楞紙、煙草、制藥包裝）、風(fēng)力發(fā)電、光伏切割等眾多領(lǐng)域提供垂直行業(yè)解決方案。

案例：包裝工業(yè)解決方案系列
以啤酒飲料灌裝工業(yè)為例，在整個(gè)包裝工業(yè)領(lǐng)域，貝加萊提供了非常有效的產(chǎn)品與解決方案，包括IP69K防護(hù)等級(jí)的Panel PC，IP65防護(hù)等級(jí)的ACOPOSmotor電機(jī)驅(qū)動(dòng)一體化產(chǎn)品、1μS響應(yīng)的reACTION功能、mapp Packaging的應(yīng)用軟件包、mappVIEW的HMI編輯功能。
（1）伺服拉伸吹瓶單元
在大量的灌裝線之前往往是吹瓶站提供瓶胚吹瓶，以快速的為后道灌裝提供高速的瓶子供應(yīng)，然后通過(guò)清洗烘干等工序提供給后道灌裝單元。

圖7-貝加萊ACOPOSmotor的伺服拉伸控制

在伺服拉伸的吹瓶站（如圖7），硬件上：貝加萊提供了ACOPOSmotor伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)滿足飲料工業(yè)的苛刻環(huán)境要求，ACOPOSmotor是電機(jī)驅(qū)動(dòng)一體的緊湊型安裝，并且IP65防護(hù)等級(jí)，可以直接安裝于每個(gè)吹瓶站（可以多達(dá)36個(gè)），而且防止水的沖濺，節(jié)省空間和電柜，能滿足極高速度的吹瓶速度需求。通過(guò)ACOPOSremote提供的分布式電源，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)伺服站的連接，特別值得一提的是，ACOPOSmotor可以驅(qū)動(dòng)第三方直線電機(jī)。在軟件上，開(kāi)發(fā)了針對(duì)吹瓶的拉伸高精度的控制任務(wù)，這些任務(wù)被封裝為標(biāo)準(zhǔn)功能塊供客戶應(yīng)用。

（2）高速灌裝系統(tǒng)

 
圖8-高速灌裝控制

在灌裝環(huán)節(jié)，貝加萊的高速電子閥控制采用了專用的XV閥組控制模塊，由總線控制第三方閥組的動(dòng)作（如圖8），每個(gè)XV模塊可以控制20余組閥的動(dòng)作，僅需10余個(gè)XV模塊即可實(shí)現(xiàn)上包含上千個(gè)高速電子閥的邏輯動(dòng)作，大量的節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)接線，整個(gè)任務(wù)的處理周期在400μS即可完成并與主線其它設(shè)備保持高速同步。

灌裝曲線則是整個(gè)控制的核心，針對(duì)不同的灌裝瓶型、容量、密度等，設(shè)計(jì)不同的灌裝曲線，整個(gè)灌裝過(guò)程由低速開(kāi)始，進(jìn)入高速灌裝，然后回到低速穩(wěn)定（防止液位的波動(dòng)），可以自由設(shè)定灌裝曲線以適應(yīng)不用的灌裝生產(chǎn)需求，在升級(jí)的方案中，reACTION模塊可以實(shí)現(xiàn)更高速的電子流量計(jì)的連接，并極其高速（1μS任務(wù)）的控制閥，在一些高速，成本比較高對(duì)灌裝精度要求更高的環(huán)節(jié)有更好的效果，整個(gè)貝加萊的灌裝系統(tǒng)可以處理比如礦泉水、啤酒、油脂、醬油、白酒等各種類型的飲料灌裝工藝與過(guò)程。

（3）伺服旋蓋單元
 

圖9-伺服旋蓋控制單元

在伺服旋蓋環(huán)節(jié)，ACOPOSmotor的單電纜技術(shù)也得到了應(yīng)用，采用電機(jī)、編碼器電纜混合減少了接線環(huán)節(jié)，而在軟件上能夠?qū)崿F(xiàn)基于mappMOTION的速度環(huán)與扭矩環(huán)的快速切換，因?yàn)樵谛w過(guò)程中，我們需要平衡速度和扭矩控制，快速旋蓋確保整機(jī)速度，而扭矩控制則確保質(zhì)量，在ACOPOSmotor中可以實(shí)現(xiàn)速度環(huán)與扭矩環(huán)的高速平滑切換，確保高速高精度的旋蓋。

（4）高速貼標(biāo)單元
在旋蓋結(jié)束后，如圖10，每個(gè)瓶子都要貼標(biāo)處理，對(duì)于礦泉水可能是一個(gè)標(biāo)簽，對(duì)于啤酒會(huì)有三個(gè)標(biāo)簽（正面、背面、頸部），整個(gè)貼標(biāo)單元由多個(gè)伺服實(shí)現(xiàn)送標(biāo)、射標(biāo)、貼標(biāo)動(dòng)作，并可以支持熱熔膠、不干膠等多種標(biāo)簽類型，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)2000/分鐘的貼標(biāo)控制，其中reACTION功能可以滿足1μS的任務(wù)控制，完全滿足高速射標(biāo)任務(wù)。在軟件上，貝加萊的工程師針對(duì)復(fù)雜的貼標(biāo)類型和工藝變化，開(kāi)發(fā)了貼標(biāo)控制模塊化程序，用戶僅根據(jù)需要簡(jiǎn)單配置（軟件:電子凸輪裁切與送標(biāo)同步），即可自動(dòng)生成相應(yīng)的工藝參數(shù)，勝任多種機(jī)器的任務(wù)。

圖10-高速伺服貼標(biāo)單元

（5）熱收縮膜控制解決方案
針對(duì)啤酒飲料的后道包裝，就像大家每天在超市里買到的那些紙箱或塑料薄膜包裝的飲料、可樂(lè)，都是通過(guò)熱收縮膜或紙箱包裝機(jī)器來(lái)加工的，在這里貝加萊有大量的成功應(yīng)用。

 
圖11-熱收縮膜包裝設(shè)備
 

圖12-熱模拔樁結(jié)構(gòu)圖

貝加萊為整個(gè)機(jī)器的電動(dòng)分瓶、上紙板（紙箱包）、趕膜、挑膜、裹膜提供控制，如圖12，并整體封裝為mapp PACKAGING大的解決方案包中，由各種mapp功能來(lái)組成，對(duì)于其控制而言，實(shí)現(xiàn)分瓶曲線的在線修改，針對(duì)薄膜張力控制實(shí)現(xiàn)多個(gè)工序在柔性材料上的高度同步匹配，達(dá)到高速120以上的包裝速度，并且對(duì)于薄膜的適應(yīng)性強(qiáng)—即使較差的薄膜也可以勝任。

軟件：支持PackML的開(kāi)發(fā)
 
圖13-基于Web配置的PackML功能

PackML是針對(duì)包裝工業(yè)的一種統(tǒng)一的規(guī)范，由啤酒飲料工業(yè)的End User、OEM和自動(dòng)化廠商共同推動(dòng)，PackML也已經(jīng)成為OPC UA的行業(yè)信息模型之一，貝加萊的Automation Studio支持針對(duì)PackML功能的開(kāi)發(fā)。

PackML可以實(shí)現(xiàn)以下開(kāi)發(fā)：
-->統(tǒng)一的界面：針對(duì)整個(gè)包裝機(jī)械，可以構(gòu)建統(tǒng)一的HMI界面，由啟動(dòng)、停機(jī)、等待、清洗等工序構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的操作界面，不管來(lái)自哪個(gè)控制器廠商對(duì)用戶都是統(tǒng)一的，降低學(xué)習(xí)成本，簡(jiǎn)化機(jī)器操作。

圖14-PackML在制藥裝備上的應(yīng)用

-->PackML建立的信息模型便于與MES系統(tǒng)進(jìn)行高效交互，其中包括了OEE計(jì)算、RCA質(zhì)量分析參數(shù)，可以為產(chǎn)線管理提供支撐。

貝加萊支持PackML的開(kāi)發(fā)，在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)被多家知名的企業(yè)所采用。

專家—工程師才是機(jī)器創(chuàng)新的靈魂
再好的菜，也得有好的廚師，真正的大廚，不僅可以做出好的菜，還能創(chuàng)新新的菜式贏得食客，創(chuàng)新無(wú)處不在，對(duì)于機(jī)械制造業(yè)而言，工程師就是這掌勺的大廚，賦予機(jī)器創(chuàng)新設(shè)計(jì)來(lái)贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

解決方案是解決問(wèn)題
談“解決方案”，必須有問(wèn)題能夠解決，因此，而基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想則是基于跟隨市場(chǎng)的標(biāo)桿，通過(guò)對(duì)標(biāo)然后指定競(jìng)爭(zhēng)的成本策略，而解決方案則以貼近解決客戶個(gè)性化的問(wèn)題，并為整個(gè)行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化融合的軟件來(lái)提供應(yīng)用方案，將知識(shí)被復(fù)用，提高整體效率。

通過(guò)跨界融合獲得經(jīng)濟(jì)性
優(yōu)秀的工程師，一定是在多重約束條件下實(shí)現(xiàn)可能性，而整個(gè)機(jī)器的設(shè)計(jì)過(guò)程本身是一個(gè)創(chuàng)新過(guò)程，在材料成本、系統(tǒng)架構(gòu)、時(shí)間、品質(zhì)等約束條件下，使得生產(chǎn)獲得最佳的過(guò)程，這就是創(chuàng)新，因此，工程師的工作，本身就是一個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程。

圖15-機(jī)器的智能融合跨界技術(shù)于一體

解決方案必須有方法論支撐
對(duì)于機(jī)器與產(chǎn)線設(shè)計(jì)而言，創(chuàng)新必須基于方法論基礎(chǔ)，而非靈光一現(xiàn)，創(chuàng)新是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^(guò)程，一個(gè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的道路，在材料消耗越低、時(shí)間越短、流程越簡(jiǎn)單、加工周期越短、可加工對(duì)象越多、實(shí)現(xiàn)成本最低，那么整個(gè)工藝過(guò)程就需要良好的方法制成，否則，混亂的過(guò)程將造成巨大的浪費(fèi)：
（1）并行工程
并行工程主要是讓整個(gè)研發(fā)過(guò)程最約束的時(shí)間，以滿足高速的靈活響應(yīng)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)的變化能力。

 
圖16-機(jī)電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的并行工程

通過(guò)建模仿真，可以在早期進(jìn)行軟件的開(kāi)發(fā)與測(cè)試驗(yàn)證，在整個(gè)機(jī)器開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目中，測(cè)試驗(yàn)證是最耗費(fèi)精力和物理測(cè)試成本的，采用建模仿真，可以在機(jī)械與電氣安裝之前就可以進(jìn)行功能、性能的驗(yàn)證，以縮短在整個(gè)調(diào)試過(guò)程中的周期，壓縮整體開(kāi)發(fā)周期，降低成本，提升市場(chǎng)應(yīng)變能力。

（2）建模仿真
建模仿真是機(jī)電創(chuàng)新設(shè)計(jì)“原創(chuàng)性”的關(guān)鍵，基于數(shù)字建模，對(duì)整個(gè)機(jī)械的傳動(dòng)（慣量匹配、摩擦力等）、傳感器的信號(hào)采集、控制器的控制工藝參數(shù)、邏輯流程等進(jìn)行綜合建模，并對(duì)其中的參數(shù)隨著外部環(huán)境、程序設(shè)定的變化進(jìn)行控制效果的測(cè)試，完全虛擬環(huán)境中進(jìn)行虛擬調(diào)試，降低物理測(cè)試的成本消耗。

圖17-基于建模仿真的創(chuàng)新機(jī)器開(kāi)發(fā)流程

數(shù)字孿生更為強(qiáng)調(diào)動(dòng)態(tài)交互，即上行數(shù)據(jù)與下行數(shù)據(jù)的交互，不僅包含了單機(jī)的建模仿真，也包括了整個(gè)產(chǎn)線級(jí)的建模，流程的建模仿真，貝加萊的Automation Studio平臺(tái)可以通過(guò)FMU（功能打樣單元）/FMI（功能打樣接口）與第三方數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件如MapleSIM、Industrial Physics進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一機(jī)械-電氣-軟件之間的一體化交互，進(jìn)行早期驗(yàn)證、虛擬調(diào)試、以及與云平臺(tái)、機(jī)器學(xué)習(xí)等構(gòu)成整體的數(shù)字孿生運(yùn)營(yíng)。

圖18-數(shù)字孿生進(jìn)行機(jī)器產(chǎn)線研發(fā)測(cè)試與運(yùn)營(yíng)

（3）軟件復(fù)用
軟件復(fù)用是一個(gè)更大的循環(huán)中的思想，即，對(duì)已有的知識(shí)進(jìn)行復(fù)用，降低整個(gè)機(jī)器的開(kāi)發(fā)周期，將那些比如基于組件的開(kāi)發(fā)、面向?qū)ο蟆⒚嫦蚍?wù)架構(gòu)等都是一種構(gòu)建模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化的復(fù)用方法與過(guò)程。

卓越工程師的工作
對(duì)于自動(dòng)化行業(yè)的解決方案工程師，就是一種需要具有全棧能力的工程師，必須在工藝控制、邏輯、建模仿真、工業(yè)通信、視覺(jué)等多種工藝間進(jìn)行協(xié)同，使得他們能夠相互匹配，獲得對(duì)問(wèn)題的解決。

 
圖19-工程師的工作

工程師采用工具，借助于工具方法（并行工程、建模仿真），以實(shí)現(xiàn)機(jī)器的開(kāi)發(fā)任務(wù)，并達(dá)到高的品質(zhì)、文檔與規(guī)范運(yùn)作、按時(shí)交付的整個(gè)過(guò)程。

真正的解決方案就是以用戶的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求為導(dǎo)向，提供針對(duì)性的解決方案，這依賴于工程師在機(jī)械、電氣、控制、工藝方面的豐富經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)先進(jìn)的方法論指導(dǎo)，構(gòu)建整個(gè)機(jī)器的硬件配置、軟件工藝流程、操作與維護(hù)程序，并通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐不斷優(yōu)化，成為穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)，整個(gè)過(guò)程包含了大量的約束條件下的技術(shù)創(chuàng)新、方法創(chuàng)新，并最終實(shí)現(xiàn)用戶機(jī)器的質(zhì)量、成本和交付能力的不斷提升，贏得市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，我們的工作正在于通過(guò)硬件、軟件、專家知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)共同為您帶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力的提升。