全新一代開發(fā)工具助力設備智能化
發(fā)布時間：2023-07-19 作者：www.xstr.xyz
隨著工業(yè)設備數(shù)字化、智能化的快速發(fā)展和不斷深化，對自動化核心部件產(chǎn)品和軟件，包括PLC、HMI以及SCADA等提出了全新的技術要求，現(xiàn)有相對老舊的開發(fā)工具與全新的技術要求之間的矛盾日漸凸顯。如何突破技術瓶頸，加快推進設備智能化，CONTROL ENGINEERING China 采訪了知名自動化核心部件廠商上海繁易信息科技有限公司總經(jīng)理馬學童先生。
上海繁易信息科技有限公司總經(jīng)理 馬學童
傳統(tǒng)自動化核心部件面臨的全新挑戰(zhàn)及應對
由于自動化的發(fā)展先于計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)，很多傳統(tǒng)自動化的核心部件的開發(fā)工具其實存在“先天不足”，如今已經(jīng)難以適應時代發(fā)展的需求。比如，PLC控制器作為最主要的生成數(shù)據(jù)的核心部件，其設計其實是前PC時代的產(chǎn)物，雖然在本世紀初藉由IEC61131-3規(guī)范進行了改造，但仍然沒有充分考慮到后來的數(shù)字化和智能化要求。
類似的問題不僅僅限于PLC，也不僅僅體現(xiàn)在數(shù)字化方向上。新的挑戰(zhàn)還包括：面對越來越復雜的行業(yè)應用，缺少模塊化和面向?qū)ο蟮脑O計，開發(fā)者需要做大量重復工作，開發(fā)效率比較低；用戶交互界面從設計到體驗上都已經(jīng)落后，難以適應新一代對美觀，簡潔高效的設計要求；開發(fā)語言老舊，基于高級語言的全新算法難以移植；沒有考慮與上層軟件的交互，缺少IT軟件工具的支持等。因此，業(yè)界亟需面向未來數(shù)字化和智能化，開發(fā)全新理念的自動化核心部件產(chǎn)品和軟件開發(fā)工具。
為了應對這些挑戰(zhàn)，2019年，繁易啟動了FlexMI系列產(chǎn)品的研發(fā)。走過疫情，三年磨一劍，在2023年初正式推出了全新的FlexMI智聯(lián)系列產(chǎn)品及開發(fā)工具。FlexMI可以說是智能化時代的“原住民”，從設計之初就確定了模型化、數(shù)據(jù)解耦、基于WEB構(gòu)建UI以及高級語言支持等特性。FlexMI智聯(lián)系列產(chǎn)品涵蓋了從PLC控制器到HMI、邊緣計算網(wǎng)關、SCADA、直到對接工廠級的MES/ERP軟件，提供了一個從控制層、顯示層、接入層、監(jiān)控層直到管理層的完整解決方案。FlexMI采用統(tǒng)一的開發(fā)工具FStudio Unified軟件（以下簡稱FSU），涵蓋了從PLC、HMI、邊緣網(wǎng)關直到SCADA軟件的集成開發(fā)，一體化的開發(fā)環(huán)境極大的提升了開發(fā)效率。
新工具為老行業(yè)帶來新價值
以HMI產(chǎn)品為例，當前市場主流的HMI，由于開發(fā)時間較早，普遍不具備面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)支持。這導致在與新一代基于IEC61131-3標準PLC接口時，對結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)據(jù)需要全部展開成單個變量逐一映射，工作量巨大。這在工藝復雜，控制參數(shù)眾多的行業(yè)尤為凸顯。“使用FSU后，只需要對重復的結(jié)構(gòu)建立信息模型，直接從PLC導入變量表，并使用對象視圖快速構(gòu)建大量重復的元素，工作量成倍下降且不易出錯。如果PLC也采用繁易產(chǎn)品，更是連導入變量數(shù)據(jù)這個步驟都省掉了，數(shù)據(jù)變量定義可以在PLC、HMI乃至SCADA之間跨層級引用，極大提升效率。這就是面向?qū)ο蟮哪Ｐ突_發(fā)工具帶來的生產(chǎn)力提升。” 馬學童說。
一直以來，自動化設備的界面相對比較簡單呆板，缺少設計感。這一方面是因為自動化公司缺少專業(yè)的UI設計人員，往往是工程師親自操刀人機界面設計。另一方面作為開發(fā)工具的組態(tài)軟件沒有提供美觀的圖庫、模板和字體風格的引導性設置，過于強調(diào)功能性而忽視美觀性。對此，F(xiàn)SU的目標是，讓工程師也可以設計出美觀專業(yè)的交互界面。“FSU首創(chuàng)的風格模板功能就可以解決這個問題。自動化公司的產(chǎn)品部門可以預先設定統(tǒng)一的UI界面風格，比如統(tǒng)一的色調(diào)，字體，使用的圖庫風格等。一旦設定，每次新建元件都會自動生成合乎風格的設計，設計時也不需要頻繁調(diào)整每個元件的字體顏色等，工作量也大為減輕。”馬學童介紹說。
FSU構(gòu)建的HMI和SCADA界面基于WEB，全新技術架構(gòu)帶來了更現(xiàn)代美觀的交互界面之外，在人機交互上創(chuàng)造了三種全新的應用場景：
第一種是多界面控制單一設備的交互方式（多對一）：例如一條比較長的生產(chǎn)線設備調(diào)試時經(jīng)常會遠離HMI所在位置以便觀察設備運行情況調(diào)整參數(shù)，以前需要兩個工程師配合。采用WEB方式后，用戶可以用手持的iPad之類的工業(yè)平板設備通過WiFi訪問到HMI的WEB頁面來參與監(jiān)控，并且具備操作互斥鎖定的功能，避免不同工位之間的沖突。某鋰電頭部客戶，生產(chǎn)換型調(diào)試時間非常緊張，多工位同時快速調(diào)整參數(shù)有助于快速換線，大大縮短了產(chǎn)線停機時間。
第二種是單一工位快速切換多個受控設備的情況（一對多）：例如紡織廠一個操作工需要同時監(jiān)控數(shù)十臺設備，每臺設備上都有獨立的PLC和HMI，而操作工可以通過手持的工業(yè)平板以WEB方式快速的切換到任意一臺設備查看當前的運行狀態(tài)，僅在必要時才需要走到設備旁邊操作，大大減少了無效的走動，提升了工作效率。
第三種是在無人值守只需定期巡檢的場合，免HMI應用成為可能。HMI以WEB服務的形式集成到物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關甚至PLC控制器中，操作人員可以通過遠程或本地使用電腦、手機、平板甚至AR眼鏡的方式完成數(shù)據(jù)交互和操控。這在供水和環(huán)保等離散設備行業(yè)有非常強的適用場景。
除了在開發(fā)過程助力OT工程師外，新工具對于IT的助力也非常明顯。通過對Python語言的支持，F(xiàn)SU的腳本功能可以將IT領域成熟的算法引入自動化設備中，極大提高數(shù)據(jù)處理能力和開發(fā)效率。同時，基于模型化的數(shù)據(jù)可以通過北向協(xié)議或者數(shù)據(jù)庫接口更加便捷的與上一級的IT軟件通訊，讓IT工程師更方便對接、更容易理解自動化相關的數(shù)據(jù)。“繁易的優(yōu)勢在于，既了解自動化OT工程師的需求和工作習慣，又契合IT工程師的技術要求。FSU正是定位于打造OT和IT的橋梁。”
AI時刻到來，你準備好了嗎？
近幾個月來，ChatGPT和GPT4, 以及圍繞生成性AI的眼花繚亂的產(chǎn)品創(chuàng)新點燃了所有人對AI突破拐點，進入實際商業(yè)化應用的期待。不過對于自動化領域來講，一切才剛剛開始。如何應對AI帶來的全新挑戰(zhàn)，是每一個自動化廠商必須思考和面對的問題。AI深入影響到工業(yè)自動和領域的方方面面，已經(jīng)是一個必然趨勢，而且很可能比我們預想得還要快。
AI的發(fā)展有賴三大支柱：算法、算力和數(shù)據(jù)。前二者可以充分享受當今通用AI發(fā)展帶來的創(chuàng)新紅利，唯獨數(shù)據(jù)本身，尤其是能夠用于無監(jiān)督學習的、自動化領域里海量的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，卻是非常稀缺的。不論AI如何顛覆行業(yè)，都離不開行業(yè)里高質(zhì)量數(shù)據(jù)的積累，而高質(zhì)量的數(shù)據(jù)來源于行業(yè)多年的沉淀。這就是為什么對于我們工業(yè)用戶來講就是要盡可能早，盡可能多的去積累有效數(shù)據(jù)，誰擁有了數(shù)據(jù)，誰就真正占據(jù)了先機。
不斷創(chuàng)新、不斷提供適應技術發(fā)展的開發(fā)工具并快速迭代、努力幫助客戶建立自己領域里的數(shù)字化優(yōu)勢進而推進智能化，正是繁易為之不懈努力的。正如馬學童所說：“創(chuàng)新是繁易的基因。擁抱變革，勇于嘗試，敢為天下先。新技術帶來新挑戰(zhàn)，也同時帶來了全新的機會。‘弄潮兒向濤頭立，手把紅旗旗不濕。’繁易正站在技術革新的潮頭，用全新的技術為工業(yè)客戶提供全新的生產(chǎn)力工具，一點一滴，推進設備智能化。”(CEC / 石林才 撰寫)