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Hans Beckhoff 先生在接受技術(shù)周刊《VDI-消息》自動(dòng)化部主任 Martin Ciupek 采訪時(shí)，就自動(dòng)化技術(shù)的歷史變遷，及德國中小型企業(yè)與美國軟件巨頭之間的關(guān)系談了談自己的看法。

　　您對(duì)當(dāng)前圍繞工業(yè)連接性和工業(yè)4.0概念的炒作潮怎么看？

Beckhoff：當(dāng)我們?cè)?050年時(shí)回望2010到2020年間發(fā)生的事情，我們會(huì)說“在互聯(lián)網(wǎng)把人與機(jī)器聯(lián)系起來之后，更多的信息和功能被移植到互聯(lián)網(wǎng)上，并以其令人難以置信的方式被擴(kuò)展，不僅在機(jī)器生產(chǎn)效率方面有更大成效，更提高了產(chǎn)品質(zhì)量?！钡?2050 年，人們將已經(jīng)無法想象：不連接互聯(lián)網(wǎng)，機(jī)器如何能夠正常工作。

關(guān)于工業(yè)4.0的概念的炒作始于四年前，并且在同一時(shí)期，這些想法已經(jīng)轉(zhuǎn)化為真正的產(chǎn)品，同樣倍福也做到了。它雖然在更多的程度上是一個(gè)日常工作的演化過程，但是我們也有理由認(rèn)為這是一場工業(yè)革命。

很早之前您決定在公司進(jìn)行技術(shù)變革。當(dāng)您推出倍?；赑C的控制系統(tǒng)的時(shí)候，您是如何面對(duì)那些已建立了壟斷地位的自動(dòng)化供應(yīng)商以及他們的PLC可編程邏輯控制系統(tǒng)的？

1986年，即30年前，倍福推出了第一套基于PC的控制系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)，我們僅有30名員工，與我們合作的基本都是中小型企業(yè)，正是這些客戶給我們足夠的空間去開發(fā)基于PC和軟件的技術(shù)。對(duì)我而言，我們?cè)陂_發(fā)先進(jìn)的技術(shù)解決方案初期更多的是與中小型企業(yè)合作，而不是大型企業(yè)。

　請(qǐng)問這樣做的理由是什么？

首先，與中小型企業(yè)合作的時(shí)候更自由。在大多數(shù)情況下，這些客戶考慮更多的是所需的功能，而不是某個(gè)供應(yīng)商的名字。舉個(gè)例子，我們?cè)c以木工及門窗加工為主的機(jī)械工程公司合作。通過倍福的PC控制技術(shù)，這些企業(yè)實(shí)現(xiàn)了輕松地將磁盤放到一臺(tái)機(jī)器上，之后延伸到生產(chǎn)大量的一次性元器件。這在當(dāng)時(shí)其實(shí)就是技術(shù)革新。

1990年，我們?cè)跐h諾威展會(huì)，這個(gè)世界上的工業(yè)博覽會(huì)上首次展示了倍?；赑C控制的整體方案。當(dāng)時(shí)的解決方案是由一臺(tái)工業(yè)PC、基于光纖（倍福的 Lightbus）的高速輸入輸出系統(tǒng)、性能強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和基于PC的PLC和運(yùn)動(dòng)控制軟件構(gòu)成，與現(xiàn)在的方案相比很接近只是更簡單。

當(dāng)時(shí)的反響如何？

起初，很多人嘲笑我們，認(rèn)為我們的想法沒有經(jīng)過慎重考慮，認(rèn)為倍福的解決方案不適合工業(yè)應(yīng)用。但是我們堅(jiān)持下來了，因?yàn)槲覀兡軌虼_實(shí)地看到控制速度的提升、可控軸的數(shù)量增加及程序方面的擴(kuò)展和提升，而這些都是傳統(tǒng)的控制技術(shù)無法比擬的。除此之外，倍福的解決方案還提供完整的“IT功能”這項(xiàng)功能是傳統(tǒng)控制技術(shù)根本無法實(shí)現(xiàn)的，即使能夠提供，所需的成本也非常高。通過IT技術(shù)即PC與控制技術(shù)的整合，倍福的解決方案變得更功能強(qiáng)大。兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的融合給用戶帶來了巨大的利益，這在當(dāng)時(shí)受到領(lǐng)先的技術(shù)專家們的認(rèn)可。因此，我們擁有了更多的各行各業(yè)的客戶，愿意承擔(dān)對(duì)于一個(gè)新的概念來說潛在的風(fēng)險(xiǎn)，他們堅(jiān)信能成功并獲利，慢慢的，基于PC的控制技術(shù)開始逐漸成為一種標(biāo)準(zhǔn)。

然而，對(duì)您而言這一切也不是一蹴而就的。

沒錯(cuò)。在1990年，有一名記者曾問我估計(jì)PC控制技術(shù)需要多久才能終取代傳統(tǒng)的PLC。那個(gè)時(shí)候由于才入行時(shí)間不久，我的回答是五年，并且對(duì)于當(dāng)時(shí)的我來說，五年的時(shí)間已經(jīng)非常久遠(yuǎn)了。五年后，當(dāng)年的這名記者再次問了我相同的問題。不可否認(rèn)的是，盡管倍福的銷售額比5年前已經(jīng)增加了三倍，但基于PC的控制技術(shù)，它的市場份額仍然不是很大。

您認(rèn)為造成這樣的因素是什么？

當(dāng)時(shí)設(shè)備制造商在傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)中占有很大的市場份額，首先他們自己沒有興趣去改變底層的控制技術(shù)，另外他們也沒有能力去讓他們的客戶去接受這樣的一個(gè)變革。因此通常只有相對(duì)小型的供應(yīng)商意愿做這樣的變革。

現(xiàn)在人們認(rèn)為中小型企業(yè)跟不上工業(yè)4.0的步伐。您有什么不同的見解？

我不這樣認(rèn)為。倍福也屬于中小企業(yè)，從我們的角度來看，在控制技術(shù)以及機(jī)械工程方面，德國的中小企業(yè)更是創(chuàng)新者及國際市場的引領(lǐng)者。創(chuàng)新是一個(gè)以技術(shù)性為導(dǎo)向的企業(yè)發(fā)展的核心部分，這就是為什么倍福在德國擁有這么多擁護(hù)者，其中很多已經(jīng)是我們的客戶。

基于PC的控制技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被很多大型公司及企業(yè)所廣泛接受。這樣的改變對(duì)您意味著什么？

事實(shí)確實(shí)如此?，F(xiàn)如今，基于PC的控制技術(shù)已受到廣泛接受，此項(xiàng)技術(shù)不再受到排斥，它的好處已經(jīng)受到世界上幾乎所有的工程師的認(rèn)可。現(xiàn)在當(dāng)您去參加一些廣受關(guān)注的博覽會(huì)的時(shí)候，您會(huì)發(fā)現(xiàn)幾乎每個(gè)展臺(tái)都能找到基于這一概念的解決方案，這些在以前是很難實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)擁有堅(jiān)實(shí)的立足點(diǎn)并已經(jīng)成為一個(gè)在控制解決方案方面的標(biāo)準(zhǔn)。

基于PC的控制技術(shù)它的基本概念其實(shí)非常簡單，結(jié)構(gòu)也比較清晰。首先，基于PC的控制是基于比較強(qiáng)大的和相對(duì)昂貴的一個(gè)硬件平臺(tái)，這個(gè)技術(shù)本身自上而下均可以滿足工業(yè)的需求。以倍福控制系統(tǒng)中的主板為例，“均為在威斯特法倫州設(shè)計(jì)和制造”！通過EtherCAT總線將各種傳感器和執(zhí)行元器件接入系統(tǒng)中，控制起來更快速、更可靠，精度也更高。EtherCAT總線非常適用合基于PC的控制技術(shù)，現(xiàn)如今已經(jīng)發(fā)展成為自動(dòng)化技術(shù)方面全球的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。需要補(bǔ)充的一點(diǎn)是，EtherCAT技術(shù)也是由倍福發(fā)明的，它于2003年首次進(jìn)入市場。通過使用倍福的TwinCAT控制軟件，將普通的工業(yè)PC轉(zhuǎn)換成一個(gè)高性能和高實(shí)時(shí)性的控制系統(tǒng)，同時(shí)在另一方面保留了所有基于PC和Windows技術(shù)的熟悉功能。該軟件使用起來也非常靈活，您可以將各種不同類型的機(jī)器功能在一個(gè)軟件包內(nèi)實(shí)現(xiàn)，無論您是要添加一個(gè)驅(qū)動(dòng)器軸還是一個(gè)CNC通道或者是某些測量方面的功能，僅僅需要的就是在軟件中通過一個(gè)簡單的點(diǎn)擊操作就能實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在越來越多的高性能機(jī)器也都集成了測量方面的功能，我認(rèn)為該功能可以更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)器控制，遠(yuǎn)比從外部獲得的測量數(shù)據(jù)來進(jìn)行機(jī)器的控制效果要好的多。

另外TwinCAT軟件也集成了仿真功能，將來我們還將增加圖像處理功能。當(dāng)然這一切也歸功于x86計(jì)算機(jī)平臺(tái)，通過多核技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)各種需要的強(qiáng)大功能。另外Windows軟件結(jié)構(gòu)為我們提供了許多單純機(jī)器設(shè)備不會(huì)提供的IT服務(wù)。后必須提及的是，驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)也是整體解決方案的一個(gè)重要部分。倍福將在馬克特海登費(fèi)爾德生產(chǎn)的電機(jī)以及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器優(yōu)化整合到TwinCAT控制軟件中。特別要提出的是倍福的XTS線性傳輸系統(tǒng)，它基于PC控制，通過計(jì)算運(yùn)動(dòng)的磁場實(shí)現(xiàn)了一個(gè)全新的機(jī)械工程的解決方案，已經(jīng)在包裝和裝配領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)。

您認(rèn)為從傳統(tǒng)控制系統(tǒng)到基于PC的控制系統(tǒng)，以及從基于PC的控制系統(tǒng)到互聯(lián)網(wǎng)+的控制系統(tǒng)，它的的飛躍是什么？

雖然在機(jī)器上增加互聯(lián)網(wǎng)的功能有很大的潛力，并且肯定會(huì)給很多不同的領(lǐng)域帶來一些巨大的根本性的改變，然而這一切帶來的改變是否會(huì)比之前的發(fā)展更大，這點(diǎn)我不確定。這個(gè)可能是非常好的。

工業(yè)4.0需要實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)。您如何看待“實(shí)時(shí)”這個(gè)概念？

倍福專注于高速加工設(shè)備的自動(dòng)化。對(duì)于控制非常龐大的并且加工緩慢的控制系統(tǒng)，我們考慮將系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間控制在10毫秒左右，更好的控制系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到1毫秒左右，超高速控制系統(tǒng)的快響應(yīng)時(shí)間只需100微秒。

這樣的速度對(duì)于普通人來說幾乎很難理解，真的有領(lǐng)域需要這樣的高速么？

事實(shí)上，高速的應(yīng)用對(duì)所有類型的控制系統(tǒng)都有重要的意義。以電動(dòng)機(jī)械執(zhí)行器為例，如果將控制周期控制在100微秒，可以讓液壓缸的控制更干凈利落、更輕松并且沒有超調(diào)。同樣對(duì)于驅(qū)動(dòng)器來說，通常的電流環(huán)周期是62微秒，如果周期時(shí)間越短，這些機(jī)器運(yùn)行起來就會(huì)越平穩(wěn)。

即使在需按照特定操作流程工作的簡單機(jī)器上采用高速控制系統(tǒng)也有很明顯的優(yōu)勢。這類設(shè)備我們習(xí)慣稱之為 “放煙花”機(jī)器，這些設(shè)備各個(gè)不同的控制環(huán)節(jié)是分步運(yùn)行的，但是每個(gè)環(huán)節(jié)之間的控制又通過周期性的控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。以響應(yīng)時(shí)間10毫秒為例，機(jī)器如果由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)切換會(huì)損失一半的時(shí)間，即5毫秒，如果有四臺(tái)這樣的“放煙花”機(jī)器在連續(xù)生產(chǎn)，那每秒就會(huì)損失超過20毫秒。如果使用響應(yīng)時(shí)間為200微秒的控制系統(tǒng)，同樣的工作方式的機(jī)器將比之前快2%到3%并且將生產(chǎn)出更多的工件。這樣的調(diào)整對(duì)于任何一種類型的機(jī)器來說都是值得的。

您能舉個(gè)這樣設(shè)備的例子么？

我們?cè)诒泵赖钠渲幸粋€(gè)客戶，專門制造用于生產(chǎn)飲料行業(yè)中PET瓶‘預(yù)成型件’的注塑機(jī)。該機(jī)器以前的生產(chǎn)周期時(shí)間約為5.8秒，現(xiàn)在機(jī)器制造商將周期時(shí)間縮短了10%。這完全是一項(xiàng)穩(wěn)賺不賠的買賣，因?yàn)樗粌H提高了機(jī)器帶來的收益，而且還節(jié)約了資源，只有高的控制品質(zhì)才能夠生產(chǎn)出瓶厚更薄的高品質(zhì)PET瓶，從而終節(jié)省原材料的使用。

這對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件是否有什么特殊要求？

　　例如倍福的芯片是采用哪家的？

倍福的芯片也基本上都是從全球市場采購的，我們一般使用主流制造商的產(chǎn)品，他們很多總部都設(shè)在美國，例如排在前面的英特爾公司。當(dāng)然，我們也使用英飛凌和意法半導(dǎo)體集團(tuán)生產(chǎn)的工業(yè)級(jí)芯片。

倍福也自行開發(fā)芯片，例如基于EtherCAT通訊標(biāo)準(zhǔn)的ASIC芯片就是我們自行開發(fā)，現(xiàn)在在全球各地?fù)碛写罅康目蛻羰苁跈?quán)使用?，F(xiàn)如今，EtherCAT已被國際電工委員會(huì)和國際半導(dǎo)體設(shè)備與材料協(xié)會(huì)確認(rèn)成為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，在整個(gè)美國和中國得到廣泛應(yīng)用。

對(duì)于倍福我們要求各個(gè)方面都專業(yè)：從芯片到電路和電路板的設(shè)計(jì)，從固件和操作系統(tǒng)的需求，從控制和通訊軟件，甚至到應(yīng)用方面的知識(shí)。這一切使得我們能夠創(chuàng)造出極其之個(gè)性化并且功能強(qiáng)大的解決方案。我認(rèn)為對(duì)于技術(shù)型企業(yè)來說，企業(yè)自身擁有這一廣度和深度的專業(yè)知識(shí)是至關(guān)重要的。

現(xiàn)在很多企業(yè)都在考慮與大型IT公司合作。我們了解倍福已經(jīng)與微軟就合作了很多年。這方面您怎么看？

迄今為止，倍福已經(jīng)與微軟合作有30年，通過與微軟的合作我們學(xué)習(xí)很多東西，并且與微軟的私交也不錯(cuò)。倍福作為一家目前全球銷售額為6.2億歐元的德國中小型企業(yè)，與微軟這樣的巨頭合作，它們的銷售額比我們高出100倍，在一些話題上與巨頭交流帶來的沖擊，常常遠(yuǎn)比德國與美國之間的其他差異要大的多。

那么您是否認(rèn)為在普通的項(xiàng)目上和大公司合作也有很重要的意義？

我認(rèn)為是的。正如這次我們與微軟在物聯(lián)網(wǎng)上的再次合作－在今年的漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上倍福展出了基于微軟Azure云的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。云系統(tǒng)提供的新功能，我們相信勢必在今后機(jī)器生產(chǎn)中會(huì)發(fā)揮很大的功效。通過物聯(lián)網(wǎng)云，全世界的程序員們可以更輕松獲得并分析數(shù)據(jù)。目前，倍福已經(jīng)提供能夠接入到云端的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)以便捷的方式處理機(jī)器數(shù)據(jù)到微軟Azure云端的傳輸。這次是倍福與微軟的又一次很有意義的合作，我們將一起向公眾展示該項(xiàng)目，這是物聯(lián)網(wǎng)從單純的概念變成現(xiàn)實(shí)的一個(gè)轉(zhuǎn)折。

　現(xiàn)在有些中小企業(yè)對(duì)于一些逐漸壯大的“數(shù)據(jù)大咖”如Google和Facebook會(huì)很擔(dān)心。對(duì)于這點(diǎn)您怎么看？

數(shù)據(jù)的安全必須通過法律、合同和必要的安全技術(shù)來保障。無論在美國還是在歐洲，我相信在用戶和客戶需求以及法律的驅(qū)動(dòng)下，很快就能找到一個(gè)絕佳的解決方案。我懇請(qǐng)大家在做數(shù)據(jù)分析，在考慮工業(yè)4.0或物聯(lián)網(wǎng)或大數(shù)據(jù)時(shí)，假定數(shù)據(jù)安全為基本前提。在歐洲，那些認(rèn)為“如果數(shù)據(jù)是不安全，將不會(huì)有任何用處的”的保守想法其實(shí)是創(chuàng)造力和想象力的扼殺者。我認(rèn)為做任何事情應(yīng)該首先抱有積極的態(tài)度，因?yàn)橹挥羞@樣才有可能發(fā)現(xiàn)那里更大的機(jī)遇。

OFweek工控網(wǎng)訊：比較美國和歐洲，我們看到微軟、谷歌、Facebook和其它類似的公司，它們已經(jīng)在基于軟件的商業(yè)概念方面走的很遠(yuǎn)了。從歐洲人的角度來看常常會(huì)對(duì)此有異議，但是歐洲也有它自己的優(yōu)勢，就像奔馳和寶馬在汽車制造領(lǐng)域建立了的領(lǐng)先地位。再例如德國的SAP公司和它們的ERP軟件所擁有的優(yōu)勢：它對(duì)于工業(yè)4.0的應(yīng)用來說其實(shí)已經(jīng)是一個(gè)很棒的開端，因?yàn)榇蠹叶际褂肊RP系統(tǒng)，并且在很大程度上ERP系統(tǒng)的精髓已經(jīng)深入人心。我們非常榮幸能在2016年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上與SAP公司合做完成如此大型技術(shù)展示。對(duì)于中小企業(yè)我的建議是：去了解這些IT和社交網(wǎng)絡(luò)公司專業(yè)方面所擁有的先發(fā)優(yōu)勢，并充分利用這一優(yōu)勢。不可否認(rèn)，互聯(lián)網(wǎng)公司通過這些知識(shí)和優(yōu)勢來賺錢，但是我們也可以利用他們的優(yōu)勢結(jié)合我們自己的專業(yè)知識(shí)，與他們一同發(fā)展。

　您如何評(píng)價(jià)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC）和德國工業(yè)4.0平臺(tái)為創(chuàng)造共同的標(biāo)準(zhǔn)所努力的結(jié)果？

每當(dāng)一個(gè)新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)被制定，倍福都會(huì)緊跟這場新的技術(shù)浪潮到來，我們時(shí)刻關(guān)注它的發(fā)展并給予支持。但是我更相信，市場的發(fā)展總是比一些理論標(biāo)準(zhǔn)要發(fā)展的快一點(diǎn)，并且很多項(xiàng)目常常在實(shí)際的開發(fā)過程中會(huì)產(chǎn)生一些不同的結(jié)果，并且這些結(jié)果同樣實(shí)用和有效。就我而言，一個(gè)通用的平臺(tái)是一個(gè)好的而又偉大的開始，但不能保證終它是否會(huì)成為被大都認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)。

您為什么這么認(rèn)為呢？

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，不同的解決方案往往因?yàn)榭紤]某部分參與者的經(jīng)濟(jì)利益或因?yàn)樵搼?yīng)用提供的某種特定的功能，都會(huì)實(shí)現(xiàn)一些不同于預(yù)期的結(jié)果。例如一家想要監(jiān)控石油鉆井平臺(tái)的過程控制工業(yè)企業(yè)的需求，必然和一家銷售機(jī)床或者樓宇解決方案的公司的需求不盡相同。幾乎毫無疑問的是，將來會(huì)有許多不同的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)被建立。對(duì)于自動(dòng)化組件制造商來說，訣竅也許是需要有能力掌握這些不同的標(biāo)準(zhǔn)。

這讓我很好奇將來是否會(huì)找到一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域現(xiàn)場總線的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)在在工業(yè)通訊中已經(jīng)出現(xiàn)了一些基于以太網(wǎng)的不同標(biāo)準(zhǔn)。從我的角度，它現(xiàn)在不止一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而是有三個(gè)被普遍接受的標(biāo)準(zhǔn)：Profinet、Ethernet/IP和 EtherCAT，伴隨這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還有很多其它的標(biāo)準(zhǔn)，并且他們各自有自己特定的應(yīng)用領(lǐng)域。我很好奇將來在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的解決方案方面這一切會(huì)有什么不同。