西门子与全集成驱动系统

西门子股份公司管理委员会成员兼西门子工业业务领域首席执行官鲁思沃博士在汉诺威工业博览会上发言时认为：要实现“工业4.0” ，创新的工业信息技术及软件在此发挥了决定性的作用，这样使产品开发和生产得以集成和协同，为全面优化产品开发和生产过程创造条件。西门子已为实现这一目标奠定了扎实的基础。西门子公司凭借全集成自动化（TIA）和“数字化企业平台”，长久以来占据着信息技术集成领域的领导地位。在今年的汉诺威工业博览会上，西门子展示了融合规划、工程和生产工艺以及相关机电系统的全面解决方案。西门子展台突出展示西门子的最新技术成就，包括创新性的工程软件平台TIA博途V12、新一代控制器Simatic S7-1500、针对电气传动应用的“全集成驱动系统”（IDS）概念，以及以信息技术为基础的服务。

编辑语：

西门子“全集成驱动系统”的亮点是其“三重集成”的理念，即横向集成、纵向集成和产品生命周期集成，将驱动系统的每一个部件都集成到工业生产的整个驱动链和自动化控制系统中，乃至整个产品生命周期，可为客户提供从产品设计、生产规划、生产工程，到生产实施，直到服务各个环节有关驱动技术的支持。

西门子本身的硬件优势极其明显，因而，其集成系统可以轻松实现“一站式”产品线，从而有效的确保各个产品之间的相互兼容性，有效简化了工程组态，实现了精细调试，高水平监控和精确控制，实现对能源、资源以及原材料的高效利用，提高整个系统的可靠性。

但，相对硬件，西门子的软件就显得稍微薄弱了一点，这无疑将成为未来西门子争夺“数字智造”市场中的短板。而西门子自身也看到了这点不足，已经积极采取诸如收购软件企业等行动，来快速打造其软硬件优势兼备的全集成系统。

三菱电机与TCOE理念

TCOE（Total Cost of Ownership Engineering）理念是三菱电机就现今企业生产开始追求如何实现提升生产效率、削减企业综合能源成本的大趋势下所提出，引领制造商走进绿色节能工厂，它的核心是“整合FA”。通过整合，TCOE降低企业的综合成本。横向将整个制造系统的各个设备之间进行整合，纵向将控制系统与信息系统之间做整合。整合的结果不仅可以缩短从设计到投产的整个系统开发的工程周期，而且能提高设备的运行效率，减少停机时间，提高产品合格率，从而降低设备的运行成本和维护保养成本费用。

该系统理念其中一个亮点是实现能源可视化管理，使得平时容易忽略的浪费和能源使用的不合理等情况一览无遗的呈现出来，不断核查节能效果，结合设备改善和管理，从而达到可持续的节能效果。

编辑语：

三菱电机的TCOE理念已经提出了好几年，其亮点有两个：1、生产的可视化管理；2、基于三菱电机自动化产品群的生产现场协同解决方案——iQ Platform。

三菱电机未来实现现场数据的可视化管理，专门开发了MES（制造执行系统）接口产品。该MES接口是实现工厂“e-Fctory可视化”的关键，内有符合国际标准的内置网关，能够不通过计算机等通信网关，直接将现场控制系统与企业的ERP系统相连接，实现无缝通讯。这一技术简单而低成本地实现了生产设备与MES之间的信息共享，无需为通讯协议转换担忧，提高了信息的正确性和实时性。

同时，三菱电机拥有如PLC、运动控制器、伺服系统、人机界面、机器人、数控系统等在内的自动化产品群，并依靠丰富的产品群推出了生产现场的协同解决方案，即iQ Platform。该方案是三菱电机从TCOE的角度出发提出的整合FA全新平台，通过控制器和人机界面、工程技术环境以及网络，加速了生产现场的协同作用，在根本上实现整体成本降低。

据说三菱电机的TCOE理念在日本已经被许多企业所认可，并确定了显著的成效。但，笔者认为，目前在中国，TCOE理念更多的还是一种理念性的推广，同时，其系统优势并不明显，在国内推动速度也较缓慢。

罗克韦尔：从传统制造向智能制造的三部曲

罗克韦尔自动化致力于通过以下三个方面帮助制造企业完成从传统制造向智能制造的转变。

一、通过基于EtherNET的工业自动化设备的应用，及单一、IT友好的网络，罗克韦尔自动化可以帮助制造企业建立起工厂/企业级的信息网络;二、通过应用罗克韦尔自动化的建模与仿真等优化方法，以及闭环的敏捷供应链，制造企业可以实现工厂及其供应网络的优化;三、罗克韦尔自动化丰富的制造知识还可以帮助客户将创新设计迅速转换为产品，并减少能源及原材料消耗，实现健康、安全绿色的生产环境。

编辑语：

　　罗克韦尔自动化的“智能制造”解决方案的三大核心要素是：实现全厂最优化、提升制造商绩效和推动可持续生产。"智能制造"这一概念是2009年罗克韦尔自动化在美国率先提出的。罗克韦尔自动化认为智能制造分为两个层面：第一是自动化层面，指极大地提升生产力，生产质量稳定的高品质且符合国际标准的产品；第二是信息与自动化的融合，只有信息和自动化实现了真正的融合，才能使得生产、供应链和客户这三方无缝连接，管理层才能实时掌握各种生产信息帮助其迅速进行商业决策，实现对市场变化的迅速反应。

　　罗克韦尔自动化的Factory talk平台的软件集实时数据库（FT Historian）、监控软件（FT ViewSE）、能源管理软件（FT EnergyMetrics）、OEE分析软件（FT Metrix）、智能制造平台（FT vantagepoint）、资产管理（FT assenter）等为一体的软件模块可有效组成高性能的工业智能制造平台。

　　笔者认为，罗克韦尔自动化与许多传统大牌的自动化企业有很多不同，其企业的着眼点并不是某种或某类自动化产品，而始终是自动化系统和先进自动化理念，再加上其本身自动化软件方面的优势，这些无疑都将成为罗克韦尔自动化在未来“数字智造”市场竞争中的制胜点。

Beckhoff 与科技自动化

Beckhoff始终致力于为中国的机器设备制造商提供创新的产品和方案，提出了“科技自动化”的理念。科技自动化是集成了现代科技最新成果的自动化，是面向科学研究、技术研发和先进制造业的自动化。它将工程科学完美地整合到自动化软件中，突破了传统控制技术的限制。精确、快速的测量技术，先进的控制算法及灵活的应用将控制技术从传统应用领域（如PLC、简单运动控制等）拓展到更广泛的应用领域（如科学研究、技术研发和先进制造业）。

科技自动化系统的开放性、先进性和实时性特点不仅适用于科学探索的高度个性化和技术创新者对灵活工作方式、开放性平台的需求，同时，能更好地满足先进制造业技术变革和产业升级的需要，用先进的自动化手段提高设备效率和精度，从而提高生产效率和产品质量。

　　编辑语：

　　倍福的科技自动化由五大支撑技术组成：高性能的工业PC、实时控制内核、快速网络通讯EtherCAT、高速数据采集I/O及极速控制技术（XFC）。倍福的科技自动化可以做到用“一个控制器（IPC），一个网络（EtherCAT），一种自动化软件（TwinCAT）”完成对设备和生产线的全面控制。

　　倍福基于PC的控制技术是实现“科技自动化”的重要基础。其中，高性能的多核CPU是科技自动化的硬件基础，TwinCAT的实时内核是科技自动化的软件基础。针对高端测量测试的应用，倍福推出了一系列高精度（24bit）的模拟量I/O；针对状态监控的应用，推出了EL3632模块和相应的信号处理和分析软件包；针对机器人的应用，推出了机器人运动转换软件包；在倍福最新推出的TwinCAT 3自动化软件中集成了科技自动化所需要的软件平台，如对多核CPU和64位Windows操作系统的支持；与科技应用软件Matlab/Simulink的集成，实现控制系统的快速原型及硬件在环仿真；支持在科技领域广泛使用的C/C++ 编程语言，方便了视觉系统、机器人等应用领域的编程。

　　近些年，随着PC控制技术的不断成熟和发展，其优势和灵活性逐渐凸显出来，加之，一些旧自动化设备逐渐到了更新换代的时期，替换传统控制技术为PC控制技术的额外成本也无形中减少了。笔者有理由认为，在以自动化和信息化大融合为前提的“数字智造”中，PC控制技术绝对有着得天独厚的优势。未来，以倍福为代表的基于PC的控制技术必将是“数字智造”发展的一大趋势和重点。

研华：智能制造的4个重点架构

研华在制造业的产品布局相当深且广，在智能制造也提出了4个重点架构的整体解决方案，包括：底层厂务自动化、工厂能源管理、生产智慧、设备智慧化。

1.底层厂务自动化

在底层厂务自动化，研华提出了WebAccessSCADA系统，就功能来看，WebAccess的基础功能包括了图形操作接口、系统状态动态仿真、实时和历史数据趋势曲线显示、警报处理系统、数据撷取与记录、数据分析、报表输出，另外用户可视状况挑选功能模块，组成适合需求的架构。

企业在生产组织与管理的e化系统主要有3种方式，包括ERP、SCADA/HMI、MES，ERP以物料需求计划或资源计划方式来作生产管理，SCADA为监控生产管理，MES则是将自动化设备连结，并且整合各采撷点的信息，来进行数据分析管理。

比较SCADA与MES两者系统不同，SCADA在数据撷取与监控的强大效能，终究非MES所能全面取代，而就功能取向来看，MES最主要的作用仍在于管理，在自动化平台的数据流中，SCADA是属于数据提供者，而MES是接受者，SCADA将从底层设备撷取出来的数据，往上送给MES，MES再与其他信息一起汇整，分析出数据意义，提供给管理者，这就形成底层厂务自动化系统。

2.能源管理智慧化

工厂能源管理方面，近年来环境议题已成为制造业重视的议题，制造业多已开始透过绿化信息工作环境等方式，以最具经济效益的方式，部署所需之信息系统架构，设法让工厂从代工型态的营运模式，转型为绿色工厂。除了与上下游厂商间进行绿化环保，从资源、材料、设计、制造、废弃物回收到再利用处理，以形成绿色产品生命周期管理的循环，更可透过绿色ICT的加值应用，延伸至绿色供应链的协同管理、绿色制程管理与智慧环境监控等，协助上下游厂商与客户之间共同创造符合环保的绿色产品。

研华在工厂能源管理提出了一系列解决方案，其中物联网(InternetofThings;IoT)的导入是整个方案的重点核心概念，研华透过设备端的全面传感器建置，让自动化设备具备智慧能力，可以识别或撷取各种数据，再透过链接设备，将讯息往上传递，让所有设备的能耗得以被充分掌握，进而制定出各种能源政策。

3.生产智慧化

至于生产智能化，指的是整合各种生产管理各阶层的硬件整合，透过整合让整个生产过程达到智能化目标，而在整合时接口标准非常重要，研华的软硬件产品都采取市场上的开放性标准，无论是设备的横向连结与垂直整合，都可快速衔接。

4.设备智慧化

最后是设备智能化，自动化设备除了原有的控制功能，必须要加入一定程度的功能，才能达到智能化要求，包括产品生命周期管理、安全性、可追踪性与节能技术等，而这些功能的来源，都必须透过生产线传感器的建置，将所产生的讯息设备端延伸到IT数据中心的端对端企业连结架构，因此要达到设备智慧化，研华也导入物联网的概念，让设备具有感知能力，同时配合管理软件，让自动化设备就有自我管理的智能功能。

物联网是最佳解答

研华运用4重点，架构出智能制造的整体面貌，我们可以发现，智慧化与自动化最大的差异在于对各类资料的掌握与运用，其中，物联网概念占了相当重要的一部分，研华这几年将物联网视为未来几年打造智能地球的核心概念，因此制造智能化也将由此找到正确解答。

编辑语：

　　研华从工业计算机起家并专注智能自动化近30年。通过多年对传统制造业的深耕，研华在智能工厂领域不断取得重大的创新和突破，特别提出了针对智能制造的4个重点架构的整体解决方案：底层厂务自动化、工厂能源管理、生产智慧、设备智慧化。

　　研华的产品线相当丰富，尤其在嵌入式和数据采集方面有着得天独厚的技术和产品优势。近年来，研华更是直接将“数字智造”的发展重点落脚在了“物联网”方面，不断推出物联网在制造业领域的各种智能化应用。特别是研华围绕“自动化智能应用中的无缝整合”、“针对服务自动化应用的产业平台设计”等多方面创新的技术及产品，在业内更是可圈可点。笔者认为，研华不论是产品、价格，还是文化，都更容易被国人接受，而且，加之其本土化系统已经相当完善，随着其“物联网生态系统”的建立，未来必将成为中国“数字智造”领域的一只领头羊。

PlantWeb® 是艾默生经过验证的数字工厂架构

预测智能使整个企业更加智能 PlantWeb® 是艾默生经过验证的数字工厂架构，通过预测智能功能的使用来改善工厂性能。

与传统的以 DCS 为中心的架构相比，PlantWeb 不但降低了投资和工程成本，还通过提高生产能力、利用率和质量、降低改造成本以及保已获得的性能来提供更大的运营效益。 在用户的报告中，工厂效率通常至少提高 2%。

PlantWeb 不只是一种产品或特定的自动化控制系统。 它是一个经证实可用于建立数字架构的策略，是通过以下方式构建可优化工厂性能的解决方案的蓝图：

利用数字智能 - 当今现场智能技术可为您提供新的信息财富，包括诊断信息，该信息使您可以预测问题并避免问题出现，以免它们影响过程。

连接您的工厂 - 开放的通信标准可将整个工厂网络中的设备、系统和应用程序连接起来，确保过程和设备信息随时随地可用。

控制您的过程 - 越了解过程和设备，就越容易提高产量并保持顺畅运行。

优化您的资产 - 新技术和服务可充分利用架构的信息流来增加正常运行时间、优化性能和减少维护费用。

与其他自动化架构相比，PlantWeb 有哪些不同之处？

它是唯一一个在数千实践项目中取得成功的数字工厂架构。

预测智能使您能够检测和避免引发问题的状况。

它是网状结构，不是集中结构。

它经过专门设计，可有效收集和管理智能现场设备的信息。

它在每层架构中均使用标准技术，包括充分利用FOUNDATION 现场总线。

它提供过程控制、资产优化以及与其他工厂和企业系统的集成。

凭借为您提供指引的 PlantWeb 策略，艾默生还提供一套行业领先的现场智能设备、系统、软件和服务，帮您打造自己的数字工厂。 虽然实施此架构的任何部分都能增加收益，但采用完整的PlantWeb解决方案，您的收益将实现最大化。

编辑点评：

　　艾默生的PlantWeb工厂管控网基于现场的体系结构提供了设备管理、过程控制和管理执行的自动化解决方案，它包括3个关键的组件：智能化的现场设备、标准化平台、一体化的模块化软件。PlantWeb的3个关键组件协同工作，可实现3个关键的功能：过程控制、设备管理和管理执行。

　　艾默生的PlantWeb是一种数字化的工厂DCS系统，其推出取代了传统的DCS网络集线体系。整个PlantWeb结构是以现场智能设备为基础，充分利用现场设备的智能信息，将以往被动的维护方式转变为前瞻性的主动维护方式，提高工厂的运行性能，从而获得更大收益。

　　艾默生的PlantWeb已经推出多年，全球各行各业都有丰富的成功案例，在中国也不乏节能增效的典范。并且，随着技术的不断更新和发展，系统的功能也越来越丰富。笔者相信，未来，艾默生的PlantWeb凭借着早起步，抢占的先机，必将赢得“数字智造”市场的发展大机遇。