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按照之前的理解，數(shù)字化是傳統(tǒng)的工業(yè)自動化向著滿足快速、、節(jié)能的生產(chǎn)控制系統(tǒng)發(fā)展的一個目標(biāo)。具體實(shí)現(xiàn)的方式是通過數(shù)字化的軟件，將原來自動化產(chǎn)線制造、集成、生產(chǎn)的實(shí)際過程變成虛擬的過程，通過虛擬調(diào)試，使得未來的產(chǎn)線能夠以“虛擬現(xiàn)實(shí)”的方式呈現(xiàn)在人們面前。這種方式甚至可以實(shí)現(xiàn)整條產(chǎn)線、整個工廠的生產(chǎn)過程的模擬，大大節(jié)省了企業(yè)前期調(diào)試的成本。同時，這種方式還能模擬生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的各種情況，使人們在實(shí)際產(chǎn)線或者設(shè)備在真正的被制造之前，就已經(jīng)對設(shè)備的各種動作有了全面的測試和了解。

        但這種方式是否能夠真正滿足未來自動化生產(chǎn)的需要？是否能真正帶來益處？這是否是真正可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，這個目標(biāo)什么時候可以實(shí)現(xiàn)？

        這里，我介紹幾個小的應(yīng)用實(shí)例，供大家探討。

虛擬調(diào)試

西門子為用戶設(shè)計制造一個設(shè)備Demo，該設(shè)備Demo機(jī)械部分包括傳送帶、機(jī)械手臂（圖1）。

圖1 設(shè)備Demo

        在整個Demo設(shè)計的過程中，采用了虛擬調(diào)試的方法。

        首先，除了機(jī)械部分的設(shè)計外，設(shè)備動作設(shè)計采用了NX  MCD軟件，對整個設(shè)備的動作和工藝進(jìn)行了模擬仿真，發(fā)現(xiàn)其中的錯誤可以及時改正。

        接下來，對于控制器系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試，均采用PLC SIM Advance軟件進(jìn)行模擬調(diào)試（圖2）。

圖2 PLCSIM Advance 仿真程序

        此時，可以通過軟件對PLC控制程序以及畫面進(jìn)行調(diào)試。這里的仿真軟件可以代替真實(shí)的PLC硬件，可以在沒有PLC硬件的情況下，隨時隨地的進(jìn)行程序的仿真調(diào)試。

        同時，還可以將該P(yáng)LC程序仿真與MCD仿真進(jìn)行連接，通過PLC程序來控制MCD中設(shè)備的動作（圖3）。

圖3 PLC仿真程序與MCD仿真程序互連

        通過這樣的關(guān)聯(lián)，幾乎可以對設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的調(diào)試了，只不過整個過程都是在軟件環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的，但效果跟實(shí)際的設(shè)備幾乎*一樣。

        由于采用了虛擬調(diào)試的方法，在機(jī)械部件被設(shè)計出來之后，在制造的過程中，整個設(shè)備的控制程序就已經(jīng)可以進(jìn)行編制和調(diào)試了。而且，無論是機(jī)械部分還是程序部分，都大大減少了實(shí)際設(shè)備的錯誤率。根據(jù)我們同事的介紹，他們整個項(xiàng)目的設(shè)計過程（包括機(jī)械硬件、軟件程序）大概持續(xù)了半年，但在現(xiàn)場進(jìn)行設(shè)備零部件組裝以及程序調(diào)試的時間總共花了2周左右，這其中還包括了機(jī)器手臂的調(diào)試。

數(shù)字化Pump App on MindSphere

現(xiàn)場正常工作的設(shè)備，可以通過特定數(shù)據(jù)的采集，對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評估，對可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行提前預(yù)判，從而避免事故的發(fā)生，防止出現(xiàn)更嚴(yán)重的損壞或者損失。

這里舉個對現(xiàn)場的Pump進(jìn)行預(yù)維護(hù)的一個應(yīng)用實(shí)例（圖4）。

圖4 Digital Pump App

        通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集，可以對現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、效率等參數(shù)進(jìn)行詳盡的記錄和分析，而訪問這些數(shù)據(jù)，則是通過Web的方式即可（圖5）。

圖5 現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析結(jié)果

考慮到設(shè)備可能位于不同地點(diǎn)，甚至遍布，另外，考慮到數(shù)據(jù)的存儲方便，這里將采集到的數(shù)據(jù)通過PLC上傳至西門子MindSphere云端。

圖6 PLC數(shù)據(jù)上傳至云端

        而近，西門子已經(jīng)與阿里云達(dá)成協(xié)議，未來將MindSphere部署于阿里云，為廣大國內(nèi)用戶提供基于云端的應(yīng)用服務(wù)。

        通過這兩個小的應(yīng)用實(shí)例，大家是否已經(jīng)感受到數(shù)字化的腳步在慢慢臨近，是否體會到工業(yè)自動化的數(shù)字化變革所帶來的變化？而這些變化將會如何引導(dǎo)工業(yè)自動化發(fā)展的方向，終如何實(shí)現(xiàn)智能化制造？可以談?wù)勀目捶ǎ?/p>