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12月7日在弗戈“中國制造業2025企業家國際論壇”上，貝加萊工業自動化大中華區總裁肖維榮博士發表了“智能制造時代自動化的使命”演講，其中包括了從產業角度對制造業發展的深刻洞見，以及對自動化在新時代的使命認知，本文將其演講文檔中予以截取，并配合演講予以分享。

改革開放40年的發展過程

中國的改革開放40年發展，很多產業從無到有，經歷了非常艱難的發展過程，中國取得的成績是有目共睹的，這是我們一代又一代的產業人共同推進的，以及高效的政府決策與大量的產業政策支持，其次，我們有巨大的市場，讓我們有機會試錯，迭代而能帶來高速發展，產業門類齊全也使得科技可以在不同產業間的共享，這些給了我們均攤產業成本的機會，電商、支付等的高速發展使得IT基礎設施大量投資，進而為我們提供了便利的網絡條件，而這又進一步攤薄成本，使得我們在電子領域更快的發展。

圖1-制造業發展的進步與不足

然而，我們也必須看到我們所面臨的挑戰，存在一些問題，我們不必妄自菲薄，但要有清晰認識，我們在自主創新方面仍然有待提高，依賴于傳統低勞動成本、抄襲省略研發成本、犧牲環保的發展路徑也是不可持續的，國家也越發重視社保的投入與監管，不斷加強知識產權的保護，以及在環保方面的力度，這些都使得我們原來那些依賴低價優勢的企業要去轉型。人才是一個基礎話題，今天我們要發展人工智能、智能制造、工業互聯網都需要大量的高品質人才，包括現場的高技能職業工人。

變革拐點的市場需求

對于制造業而言，必須圍繞客戶需求，包括對品質、成本、個性化多方面的需求，今天，我們討論智能制造都是因為“個性化”生產下如何實現高成本效率變得更為迫切與顯著。

圖2—需求的變化與產業鏈內的傳遞

需求是一個傳遞過程，從終端消費者到生產企業、再到OEM機械制造商，再傳遞到自動化行業，而消費者的這種個性化需求，對于生產而言是很大的挑戰，而這需要產業鏈上的企業共同來面對，更為靈活的產線，需要支持工藝靈活切換的設備，而同時這些依賴于自動化、信息化、智能化技術的支撐。

自動化的使命之一就是通過跨界技術的融合，使得定制化生產，與標準化生產接近的成本。

推進全生命周期的數字化

在具體的執行方面，肖維榮博士就數字化創新設計、工業應用技術軟件化、實現數字互聯、智能時代人才培養等闡述了自動化在智能時代的使命。

圖3-全生命周期數字化

數字化是推進智能制造的基礎，數字化涵蓋了產品與系統的設計、開發、測試驗證、運行與維護的整個生命周期（如圖3），數字化與創新緊密相關，所謂的創新，就是在整個生命周期的每個環節，我們都要尋求技術的升級，提高效率，包括產線設計與規劃、重構的效率，更為快速的開發應對變化的機器、面對變化的生產，如何實現高效的驗證進入小批量生產，運行中如何降低能耗、單位產品成本，通過維護方法創新，借助于新技術來計劃性的、可預測性的降低生產宕機、提升連續性。

創新的機器開發—基于模型的開發

數字化設計在于借助于建模來對物理的機器、產線進行仿真，因為在傳統物理的機器與產線上進行調試耗費大量的材料，并且問題并不容易被發現以及進行快速的調整，而借助于數字化的建模仿真平臺，可以對機械、控制進行仿真，可以在虛擬環境中改變變量來尋找最優的控制模型與參數。

圖4-基于模型的設計

如圖4，仿真建模的優勢非常多，它包括以下幾個方面：

虛擬調試：可以在不需要真實的機器狀態下進行控制參數的最優化，可以實現測試驗證環節的大量成本節省，在很多機器的開發過程中，這個驗證環節是最耗費成本的，而通過數字化建模仿真可以帶來成本節省，還可以縮短研發周期。

自動代碼生成：通過MATLAB/Simulink、MapSim等軟件的接口，可以將其仿真的模型自動生成C、ST代碼直接下載到控制器，實現硬件在環測試，這樣就可以節省大量編程工作。

圖5-采用建模仿真開發岸橋防搖系統

肖維榮博士以港口集裝箱吊裝過程的建模仿真為例，通過對其物理系統和控制系統進行建模，可以仿真整個集裝箱吊裝過程，實現對集裝箱的搖擺和扭轉的抑制，可以快速定位，使得港口的集裝箱吊裝過程實現無人化，并縮短其過程，進而提高港口的吞吐能力，降低人工消耗。

模塊化機器開發響應生產的變化能力

為了更為快速的構建系統，原有的開發模式已經不能響應快速的市場變化，對于機械制造業、工廠自動化而言，軟件將扮演越發重要的角色，通過軟件的復用與組件技術，我們可以將行業工藝知識封裝為一個個的APP，這些APP將提高機器與產線的開發效率，未來我們更多的工作將在“規劃”、“配置”而不是傳統的大量的編程調試。

圖6-模塊化軟件設計舉例：mappMOTION

貝加萊的mapp即是引領這一潮流的典型技術，它不僅提高開發效率，對于那些擁有自主知識產權的企業而言，軟件也是一種知識產權保護的容器。

如圖6的mappMOTION是mapp技術中對于運動控制的規劃，基本的機電對象如軸、軸組，以及專業的模塊如CNC、機器人，第三個部分就是客戶相關機器的操作運行如OEE、能耗、趨勢、報警等。這些復用模塊可以快速配置機器，應對變化。

圖7-印刷機控制的模塊化軟件設計

以卷筒紙印刷機為例，其色標檢測、套色控制、相位調整均可通過標準化的軟件封裝來實現機器的快速配置，針對不同的印刷材料的張力變化、色標類型、速度、加減速時間、的變化，智能的套色模塊可以智能的計算控制工藝曲線來實現高精度、高速的套色控制。

數字化協同的基礎—基于OPC UA TSN的互聯

OPC UA TSN技術是未來實現制造協同的關鍵，OPC UA主要來協同機器與機器、機器與管理系統乃至管理系統之間的數據交互，通過全局的語義互操作來實現數據在橫向、縱向與端到端的集成，這樣數字化的連接后，進一步要實現的智能化才有了基礎(如圖8)。

圖8-OPC UA TSN構成了數字化連接的基礎標準與規范

TSN則解決在異構網絡中的數據傳輸問題，對于現有的工業現場大量的現場總線使得數據的連接出現障礙，周期性與周期性數據無法銜接，而TSN則通過全新的機制來協同這些數據。

OPC UA TSN是整個工業物聯網（IIoT）實現的基礎，它也使得制造得以協同，機器、機器人、MES/ERP等可以實現數據的透明以及全局的優化，貝加萊是OPC UA TSN的積極推動者，在2017年SPS即發布TSN演示系統并即將投入批量化應用。

圖9-數字化連接到智能應用

如圖9，通過集成OPC UA TSN技術的控制器，貝加萊實現控制、數據連接、匯集，以及數據的呈現、機器學習以及長周期大數據的分析，構建整個智能制造的數字化框架。

數字時代智能制造提升成本效率

在跨界技術中尋找可以融入到自動化方案中的技術，自動化正在往軟件、通信方向延伸，而另一個方向則是機械，具體在于機電的融合方向，因為“軟件定義智能”，但機械卻有瓶頸，這是貝加萊之所以開發SuperTrak/ACOPOStrak的原因，通過柔性電驅輸送系統，控制工藝的柔性可以被“柔性”的執行，不僅如此，新的輸送系統還可以大幅簡化機械系統的設計，提高產線的復用性，這些都為制造業的協同效率提升帶來幫助。

圖10-ACOPOStrak實現柔性制造

圖10的ACOPOStrak是全新機電設計變革的動力，它可以讓產線變得更為柔性，滿足個性化定制的需求，提升生產效率。

人才培養是長期戰略

人才是實現智能制造推進的戰略性保障力量，我們需要的不僅是研究型人才，我們也需要數字化時代發展所需的設計、工程應用、具體操作的人員，這些需要我們產業與學界的緊密合作，需要將產業對人才的需求、最新的前沿技術傳遞到學界，并使得學界可以緊密結合產業發展需求進行人才的培養。

貝加萊的EC是一個完全按照“復合型人才”培養思想而建立的，他以嚴格的工程師思維訓練工程師，在機電工程、軟件工程、工業通信、項目管理多個方向進行綜合性的技能訓練，并將其融合為解決一個個實際的機器全局開發項目的能力。通過EC的訓練，我們可以將工程師快速成為提供高回報的人力資源，也是貝加萊的競爭力。

圖11-智能時代的工程師能力訓練

肖維榮博士總結道“人才培養是一個企業發展持續競爭力的來源，建立產學合作也是為社會培養人才的渠道，自動化專業作為一個應用學科，這種結合是非常必要且回報豐厚的”。

自動化借助開放技術解決客戶問題

肖維榮博士對自動化行業的使命概括為“借助于跨界技術融合來解決客戶的生產中的問題，在智能制造時代，我們要解決個性化生產的高成本效率”，橫向技術，來自于IT技術領域的技術如建模仿真軟件、傳感器技術、通信技術、AI、云計算等都可以為自動化所用，我們無需自行開發，而是建立接口，這樣可以實現“經濟性”的解決產業實際問題，讓定制化生產也能達到標準化的成本優勢”。

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。