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自動化顯然已經是一個軟件行業

沒錯，這是真的，如果你覺得自動化行業是一個銷售PLC、電機與驅動的行業，那顯然是上個世紀的事情，在過去的20年里，自動化的軟件屬性變得越來越強，這表現在多方面：

（1）行業工藝Know-How的封裝成為了自動化競爭的焦點

無論對于機器制造業的用戶還是流程工業的用戶，作為自動化廠商，你必須有豐富的行業經驗，這些會在各個垂直行業有不同的體現，就像流程工業里對溫度的PID調節的各種算法，以及在機器控制中的印刷套色、燙金跳步算法一樣，都是需要非常多的積累才能實現。

（2）與數字技術的融合中的軟件

不僅包括自身的軟件，也包括能夠與開放的軟件互聯能力，包括CAD、CAE軟件的接口如CATIA、SolideWorks，以及控制系統建模仿真的軟件如MATLAB/Simulink，包括電氣圖紙的EPLAN、伺服選型的ServoSoft，甚至包括塑料工業的MoldSoft等。

（3）平臺軟件

集成開發平臺也是節省學習成本、提高項目品質、版本管控的利器，這些是為了提高開發效率，從項目的配置、仿真、編程、測試、維護等，集成開發平臺可以構成一個強大的應用支撐平臺，形成長期可持續的機器開發。

圖1-軟件正在成為自動化的重要競爭力構成

因此，對于機器或系統應用開發而言，自動化的軟件正在成為競爭，硬件的標準與統一會使得其成本不斷下降，然而，差異卻來自于“軟件”所體現的能力。

“銀彈技術”是否存在？

然而,軟件開發并非易事，許多軟件開發項目所遭遇的情形正如Brooks在其著作《人月神話》中所形容的：“……正像一只逃亡的野獸落到泥潭中做垂死掙扎，越是掙扎，陷得越深，最后無法逃脫滅頂的災難”，程序設計工作正像一個泥潭…這一問題被形容為“軟件危機”，具體表現包括開發進度難以預測、開發成本難以控制、用戶對產品功能難以滿意、產品質量難以保證、軟件難以維護。

圖2-軟件工程著作《人月神話》

因此，Brooks在《人月神話》這本書中寫到“沒有任何一種獨立的技術或管理上的進步，能夠獨立地承諾在十年內使生產效率、可靠性、簡潔性獲得數量級上的進步”。同時，他也有一個論斷即“沒有銀彈”—銀彈是一個歐洲中世紀的神話，一個怪物可以扮成人，但在你不注意的時候會成為一個怪物吃掉人，而只有經過銀子制成的彈頭才能射殺這個怪物，因此，銀彈被寓意為“解決問題的本質辦法”。

根據IEEE的軟件工程知識體系對于軟件項目管理所面臨的特殊困難進行了總結，具體如下：

（1） 客戶經常不知道需要什么或者哪些是可行的；

（2） 客戶經常缺少對于軟件工程所固有的復雜性的認識，特別是需求變更的影響；

（3） 對于問題理解的不斷加深以及情況的變化經常會產生新的軟件需求或需求的變化；

（4） 由于需求變化，軟件經常是以一種迭代化序列化的過程構建的；

（5） 軟件工程必須將創造性和規范性兩個方面相結合，在兩者之間維持平衡常常很困難；

（6） 軟件開發的創新性和復雜性經常很高；

（7） 軟件開發的基礎技術變化非常快。

如何在快速響應和穩定可靠間尋求平衡？

對比IEEE關于軟件工程的難題，你會發現，這些問題在工業領域逐漸變得普遍，在傳統上PLC的邏輯順序控制并不會產生那么多復雜的問題，而今天，在PLC產生后的50年后，我們會發現機器軟件變得較之過去復雜度提高了很多倍，因為更多的回路調節、行業工藝算法、數據、通信、安全的程序需要協同，而機器人、CNC也被納入了統一的運動控制架構，這些都使得機器程序變得更為復雜，而新的方法如建模仿真等工具也與自動化緊密融合，而工業領域又特別強調“穩定”、“經驗證”、“認證”過的技術，這些都使得軟件較之過去更為重要。

如何應對這些復雜的自動化軟件開發呢？

答案在于軟件復用與組件技術

隨著軟件工程的發展，軟件復用與組件技術越來越多的為產業所采用，因此，Brooks后來又表示“的確存在銀彈”，即，通過軟件復用和組件技術可以實現高效開發，降低軟件的各種難題。

軟件復用和組件即標準化與模塊化的軟件開發思想，模塊化是為了應對變化，而標準化是為了降低開發所需的成本，模塊的標準化需要進行平衡，不能過多的模塊會讓系統連接復雜，而過于緊密的模塊間關系則會讓重構變得復雜，因此，如何平衡必須借助于“高內聚、低耦合”，通過模塊化可以實現軟件復用，而組件即是標準化的開發，使得機器應用可以像標準機械件一樣組裝為一臺機器。

mapp-高效應用開發利器

mapp-正是基于軟件復用與組件技術而開發，它類似于iPhone的App思想，由不同應用的App來實現各種功能，共同組建為一個整體的應用，mapp=Modular Application，貝加萊在2011年即開始推動這項艱苦卓絕的工程，將其在各個領域的Know-How進行封裝為模塊化的標準件。

圖3-mapp基本原理

每個機器都會有共性軟件，由如圖3，我們可以看到針對不同的機器抽取的共性包括：

（1）機電對象：包括軸的控制，如軸的定位控制，多軸同步（電子齒輪、電子凸輪等）、以及按照PLCopen Part IV所定義的“協同運動控制”，將CNC和機器人納入統一的運動控制架構下，這些是屬于機電一體控制對象。

（2）行業相關集成：對于不同的行業，如印刷有套色、張力等mapp模塊，而包裝則由電子凸輪裁切、色標檢測、灌裝曲線等工藝模塊，塑料行業則包括了射膠成型過程的各個控制模塊如熔膠、射膠、保壓等，每個垂直行業都有其特色的模塊構成。

（3）基礎設施：這個基礎設施并非是物理的，而是指類似于機器的配方管理、用戶管理、文件、報警等，包括mappVIEW基于Web技術的HMI開發。

（4）基于Web的診斷技術：通過IT技術，機器可以被遠程訪問用于機器的診斷與維護，包括安全的數據傳輸。

不斷擴展的mapp

貝加萊自開始開發mapp架構后，持續開發了針對眾多領域的mapp模塊

圖4-mapp組件由各種領域的應用共同構成

mapp由非常多的系列構成

mappControl：針對控制如溫度、液壓、薄膜卷取、機械手等的控制

mappCRANE

mappPLASTIC

mappTemperature

mappHydrulic

……

具體到mappPLASTIC，又有更多的模塊，如圖5所示

針對料斗稱重、熔膠、螺桿、開模、鎖模、頂出等控制，而針對印刷行業則有包括色標檢測、收放卷張力控制、套色控制、虛擬主軸同步、溫度控制等模塊構成。

圖5-mappPLASTIC的模塊

mapp為機器開發帶來創新與效率

mapp的目的在于將重復的軟件開發工作提取共性，然后降低重復工作的量，而將力量專注于“創新”—即，組織機器的應對變化的能力，結構、流程、邏輯、順序等，而基本的開發則完全由搭積木方式快速完成。

mapp開發，結合貝加萊Automation Studio與建模仿真軟件如MATLAB/Simulink、MapSim、IndustryPhysics等的集成，可以為您提供高速的機器開發，測試與驗證、虛擬調試能力，這些都可以加強企業的差異化競爭力的形成。

mapp的效率

由于無需重復開發，因此，整個機器的開發效率可以得到大幅度提高，包括機器的Time to Market也會縮短，整體為企業贏得競爭力。

關于貝加萊

貝加萊是一個總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機構的創新驅動型自動化企業，2017年7月，貝加萊成為ABB集團全球機器與工廠自動化業務單元。作為全球工業自動化領域的領導者，貝加萊融合了前沿技術與先進的工程能力，為各個產業客戶提供機器與工廠自動化、運動控制、HMI以及集成安全技術的完整解決方案。通過工業物聯網通信標準如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及貝加萊強大的Automation Studio軟件開發環境，貝加萊不斷重新定義自動化工程的未來。貝加萊保持持續的創新精神，為客戶提供更為簡化以及超出預期的工業自動化領域前沿技術與方案。