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★ 本刊記者/文曉

西門子（中國）有限公司IPC產(chǎn)品經(jīng)理王風(fēng)姣

隨著數(shù)字化時代的到來，工控機(jī)產(chǎn)業(yè)也逐漸向網(wǎng)絡(luò)化、智能化和數(shù)字化演進(jìn)。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、邊緣計算、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，為工控機(jī)應(yīng)用場景帶來無限拓展空間。作為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，西門子工控機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域已取得了廣泛而成功的應(yīng)用，而今面對數(shù)字化浪潮的挑戰(zhàn)，西門子也從未停止對新領(lǐng)域的探索，正如西門子（中國）有限公司IPC產(chǎn)品經(jīng)理王風(fēng)姣所言：“西門子一方面深耕傳統(tǒng)優(yōu)勢行業(yè)，如汽車、鋼鐵、軌道交通等領(lǐng)域的know-how，做行業(yè)領(lǐng)跑者；另一方面，不斷拓寬在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、節(jié)能環(huán)保等新興領(lǐng)域的行業(yè)積累，積極部署新行業(yè)、新領(lǐng)域，探索新動能、新趨勢。”

應(yīng)對用戶需求變化

數(shù)字化、智能化正成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動能，“十四五”規(guī)劃中明確提出，打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)新優(yōu)勢，加快數(shù)字化發(fā)展，建設(shè)數(shù)字中國。如何助力各行各業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是工控機(jī)企業(yè)面臨的全新挑戰(zhàn)。王風(fēng)姣表示，對于工控機(jī)用戶需求變化，西門子有著深刻的洞察以及全面的布局。

首先，市場需求呼喚軟硬件一體化解決方案。傳統(tǒng)的單一硬件平臺已經(jīng)無法滿足客戶對于生產(chǎn)制造智能化的需求，依靠傳統(tǒng)硬件方案，客戶需要從第三方采購需求軟件，再集合到現(xiàn)有硬件系統(tǒng)里，需要大量時間調(diào)試，研發(fā)周期長、成本高。在未來工業(yè)4.0環(huán)境下的智能工廠里，要求能夠高效地采集和分析工廠現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，并進(jìn)行長期管理。

對此，西門子致力于為客戶提供軟硬件一體化解決方案，將診斷軟件、人工智能、邊緣計算等尖端技術(shù)都融入到產(chǎn)品組合，從而幫助用戶實現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)，對工廠現(xiàn)場產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理。以機(jī)器視覺的工業(yè)應(yīng)用為例，機(jī)器視覺依托工控機(jī)將圖像處理應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域，對物體進(jìn)行非接觸檢測、測量，提高加工精度、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷并按照一定算法進(jìn)行自動分析決策。西門子針對視覺任務(wù)中面臨的數(shù)據(jù)難采集、標(biāo)注成本高等難點，在嵌入式工控機(jī)IPC427E的硬件平臺基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于模擬數(shù)據(jù)的域遷移模型，提升視覺模型在真實場景數(shù)據(jù)的可用性。

第二，工業(yè)邊緣部署。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代技術(shù)的不斷發(fā)展，改變了工控機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)連接方式。通過推動工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的急劇擴(kuò)張，客戶在現(xiàn)場端可以輕松獲取海量數(shù)據(jù)，但對于海量數(shù)據(jù)實時處理和分析及高性能數(shù)據(jù)分析提出了要求，應(yīng)運(yùn)而生的云計算滿足了客戶這一需求。毫無疑問，云解決方案提供了眾多優(yōu)勢：它們可集中管理應(yīng)用程序，方便地鏈接來自各種來源的數(shù)據(jù)，并提供了功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)設(shè)施。同時，人們對在緊靠機(jī)器的位置以安全的方式本地處理數(shù)據(jù)有著很高需求。這正是工業(yè)邊緣的用武之地，集云端優(yōu)勢與本地解決方案優(yōu)勢于一體：用戶可以決定在本地、云端還是通過一種混合解決方案來處理、存儲和使用數(shù)據(jù)。

對此，西門子開發(fā)了管理邊緣設(shè)備的中央基礎(chǔ)設(shè)施/基于智能數(shù)據(jù)應(yīng)用的邊緣App，以及面向未來的工業(yè)邊緣設(shè)備。西門子工業(yè)邊緣管理系統(tǒng)是用于集中管理所有已連接邊緣設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施。它可監(jiān)控所有連接設(shè)備的狀態(tài)，在目標(biāo)邊緣設(shè)備上安裝Edge App和軟件功能，并將功能從云端轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)系統(tǒng)。工業(yè)邊緣為邊緣設(shè)備提供適當(dāng)?shù)撵`活性和應(yīng)用選項。通過Edge App訪問邊緣設(shè)備上的運(yùn)行系統(tǒng)軟件，可實現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用，以診斷和分析自動化和制造環(huán)境中的大量高頻數(shù)據(jù)。借助西門子工業(yè)邊緣，可將計算能力直接應(yīng)用到生產(chǎn)系統(tǒng)中：搭載西門子工控機(jī)SIMATICIPC227E/IPC427E基礎(chǔ)上的邊緣設(shè)備在數(shù)據(jù)生成之地即可進(jìn)行采集和處理。工業(yè)邊緣支持從中央邊緣管理系統(tǒng)下載和更新應(yīng)用程序到已連接的邊緣設(shè)備上。

推動人工智能應(yīng)用落地

隨著中國產(chǎn)業(yè)數(shù)字化步伐加快，數(shù)字經(jīng)濟(jì)為各行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展提供了強(qiáng)勁動力。對此，王風(fēng)姣深有所感：“以交通行業(yè)為例，近年來，隨著人工智能與現(xiàn)代交通系統(tǒng)的融合，智能交通的概念得到不斷普及。智能交通的一個顯著特點是高速移動的交通工具與基礎(chǔ)設(shè)施間的可靠數(shù)據(jù)交互和流數(shù)據(jù)的計算，這些特殊需求催生了交通系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)字化、智能化升級，而工控機(jī)正是滿足這一需求的硬件平臺。”

王風(fēng)姣以西門子工控機(jī)在大興機(jī)場的建設(shè)為例，進(jìn)一步介紹了西門子工控機(jī)在智能交通領(lǐng)域的成功應(yīng)用。北京大興機(jī)場行李系統(tǒng)項目是中國民航重大裝備國產(chǎn)化典型示范工程項目。這套系統(tǒng)建設(shè)鋼平臺面積達(dá)65000平方米、設(shè)備總長度約32千米、高峰小時行李處理能力約15000件，被英國《衛(wèi)報》評選為“新世界七大奇跡”之一。在項目競標(biāo)階段，西門子經(jīng)過激烈的角逐最終以專業(yè)的行業(yè)積累和可靠的產(chǎn)品品質(zhì)贏得了項目。在具體落地實施階段，使用西門子箱式工控機(jī)IPC327E應(yīng)用于機(jī)場行李分揀。西門子IPC327E實現(xiàn)了機(jī)場對行李數(shù)據(jù)的實時管理與監(jiān)控等功能。還特別為客戶在IPC327E原裝2個網(wǎng)口的基礎(chǔ)上做了客制化開發(fā)，第三個外網(wǎng)口用于連接PLC、攝像頭以及中控服務(wù)器，滿足了客戶對于數(shù)據(jù)實時性的要求。

在數(shù)字化、智能化的趨勢下，人工智能成為企業(yè)發(fā)展的重要抓手。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢并不斷滿足市場需求，西門子也加快研發(fā)生產(chǎn)人工智能專用的工控機(jī)，西門子于2022年第一季度發(fā)布了AI專機(jī)SIMATIC IPC520A。IPC520A集成的嵌入式圖形處理器，可以提供強(qiáng)大的圖形算力，特別適合進(jìn)行基于圖像，視頻的深度學(xué)習(xí)推理加速。體積小巧卻擁有強(qiáng)大的深度學(xué)習(xí)計算能力，讓這款A(yù)I專機(jī)在工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域都發(fā)揮了重要作用。

在工業(yè)生產(chǎn)流程中，從產(chǎn)線上料，到生產(chǎn)過程中的分級評估、分揀，再到生產(chǎn)后端的質(zhì)量及缺陷檢測任務(wù)，均可以用機(jī)器視覺和深度學(xué)習(xí)檢測系統(tǒng)進(jìn)行高效靈敏的解決。IPC520A的小型化體積和較高的圖形處理能力，加之專為攝像頭應(yīng)用設(shè)計的特殊接口，滿足了客戶對于性能和體積的平衡需求。

近幾年，隨著全球疫情的蔓延，科技領(lǐng)域也應(yīng)運(yùn)而生了新技術(shù)，來幫助人們加以應(yīng)對。醫(yī)療保健領(lǐng)域的影像分析，可以極大地加快醫(yī)生對于病灶的定位和診治速度，從而間接地拯救數(shù)以萬計的生命。IPC520A憑借穩(wěn)定供貨，全球多個國家的標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證和過硬的圖形分析能力，成為理想的醫(yī)療影像分析計算平臺，為人類健康默默地做出貢獻(xiàn)。在新基建領(lǐng)域，智慧城市，智慧交通、車路協(xié)同等新場景催生了數(shù)據(jù)本地化處理并結(jié)構(gòu)化上傳的新需求。IPC520A憑借廣泛的環(huán)境適應(yīng)性，充足的計算能力以及強(qiáng)大的通訊擴(kuò)展能力提供了可靠的硬件計算平臺，從而為城市的智能化發(fā)展添磚加瓦。

“人工智能正成為對未來自動化技術(shù)產(chǎn)品重大影響的關(guān)鍵技術(shù)之一。而西門子在工業(yè)人工智能領(lǐng)域耕耘30年，始終保持著在工業(yè)人工智能領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者地位：拓展深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)；專注于開發(fā)支持工業(yè)AI應(yīng)用可信度的技術(shù)，如可解釋的人工智能（Explainable AI）、健壯人工智能（Robust AI）、安全人工智能（Secure AI）。同時把將人工智能方案集成于工控機(jī)中，并與垂直行業(yè)深度融合，已成功應(yīng)用于汽車、食品飲料、電池、物流等領(lǐng)域，幫助客戶實現(xiàn)降本增效。”王風(fēng)姣表示。

摘自《自動化博覽》2022年11月刊