最近一段時(shí)間對(duì)于工業(yè)軟件的討論日趨熱烈，然而，大部分討論工業(yè)軟件的都是在前端數(shù)字化設(shè)計(jì)部分、信息化部分的產(chǎn)業(yè)人士，事實(shí)上，工業(yè)軟件的重要性，對(duì)于運(yùn)營(yíng)端的企業(yè)來(lái)說(shuō)，這已經(jīng)是早已既定的事實(shí)，因此，從工業(yè)自動(dòng)化的人眼中看到的工業(yè)就是“軟件”產(chǎn)業(yè)，并且，軟件的核心在于“知識(shí)復(fù)用”。

工業(yè)軟件是知識(shí)的凝聚

對(duì)于每個(gè)行業(yè)，機(jī)器都有其生命，如果說(shuō)機(jī)械的設(shè)計(jì)是一種外在的骨肉，那么軟件則是它的知識(shí)凝聚，也包括了智慧。

對(duì)于不同材質(zhì)的塑料顆粒在加熱熔化后進(jìn)入模腔中后，會(huì)需要什么樣的注射速度、溫度、壓力、保壓時(shí)間，以生成合格的壁厚、規(guī)格不同的制品，這些需要大量的工程積累，成千上萬(wàn)的塑料原料類(lèi)型，幾千種紙張薄膜的類(lèi)型、紗線(xiàn)由不同的面紗組成，我們每天接觸大量不同的生產(chǎn)設(shè)備，可能就一個(gè)彈簧、一個(gè)螺絲都會(huì)讓我們看到成百上千種，大量的材料不同、規(guī)格不同、精度、強(qiáng)度…各種物理變量要求不同的產(chǎn)品的加工過(guò)程如何被生產(chǎn)制造，這需要積累大量的經(jīng)驗(yàn)。

這些經(jīng)驗(yàn)通過(guò)數(shù)學(xué)建模、測(cè)試驗(yàn)證、形成軟件，無(wú)論是為了設(shè)計(jì)這個(gè)機(jī)器，還是機(jī)器加工產(chǎn)品的工藝，或者開(kāi)發(fā)控制器，這些都需要借助于大量的軟件—本質(zhì)上而言，工業(yè)軟件是工業(yè)知識(shí)的凝聚，所有的工程問(wèn)題都可以歸結(jié)為數(shù)學(xué)問(wèn)題，在數(shù)學(xué)上可以被描述的問(wèn)題，就可以寫(xiě)成軟件，而軟件就可以繼承、復(fù)用，成為工業(yè)再開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，而歐美制造業(yè)之所以發(fā)達(dá)，其工業(yè)軟件之所以強(qiáng)大，就是因?yàn)榻?jīng)過(guò)上百年的積累，才形成今天這樣的工業(yè)軟件強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)格局。

軟件是封裝Know-How的容器

今天，機(jī)械制造而言，他們機(jī)器的差異都體現(xiàn)在了工藝的知識(shí)積累上，之所以軟件成為一種Know-How的容器在于以下幾個(gè)方面：

（1）軟件賦予了機(jī)器靈活性：通過(guò)電子凸輪曲線(xiàn)設(shè)計(jì)，單一的刀輥裁切可以勝任不同的尺寸規(guī)格的變化，而通過(guò)意匠圖，不同的花色可以在經(jīng)編機(jī)上實(shí)現(xiàn)切換，這些都是軟件知識(shí)所體現(xiàn)的靈活性。

（2）軟件讓相同硬件上實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)力：今天機(jī)械制造業(yè)所采用的控制器都已經(jīng)越來(lái)越低的成本，而對(duì)于自動(dòng)化廠(chǎng)商而言，盡管我們已經(jīng)可以使用到全球最為領(lǐng)先的控制器硬件，但是，對(duì)于如何形成差異，則需要企業(yè)具有創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，包括工藝、易用性上的思考、維護(hù)便利性、產(chǎn)品適應(yīng)性，而這些都是可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

（3）軟件讓機(jī)器擴(kuò)展疆界：從傳統(tǒng)的機(jī)理模型，乃至今天的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型的應(yīng)用，如尋優(yōu)、預(yù)測(cè)性維護(hù)、基于視覺(jué)的產(chǎn)品缺陷檢測(cè)等，這些機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能方法本身也是一種軟件知識(shí)的體現(xiàn)，將我們隊(duì)工藝的基礎(chǔ)模型，和AI在不確定、非線(xiàn)性問(wèn)題上的處理能力，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)的品質(zhì)，和個(gè)性化時(shí)代的機(jī)器開(kāi)發(fā)。

軟件提高了機(jī)器與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效率

快速變化的市場(chǎng)對(duì)于機(jī)器響應(yīng)市場(chǎng)需求的迫切需求，而這就是對(duì)于“智能”的需求，智能的核心在于“響應(yīng)變化的市場(chǎng)需求”，通過(guò)自感知、自判斷、控制自動(dòng)決策來(lái)適應(yīng)生產(chǎn)的變化，而這些“變化”更對(duì)今天的系統(tǒng)工程應(yīng)用提出了更高的要求。

有人觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器0-1的創(chuàng)新突破，而工程平臺(tái)其實(shí)在實(shí)現(xiàn)1-N的突破，即，平臺(tái)將對(duì)工業(yè)的知識(shí)、操作習(xí)慣、經(jīng)驗(yàn)、模型、測(cè)試方法等等以軟件模塊的形式封裝，以便今后變化的機(jī)器可以共享“共性”模塊，這是降低整個(gè)新機(jī)器的局部設(shè)計(jì)變化的最高效方法。

為什么說(shuō)軟件提高了機(jī)器與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效率？這需要從幾個(gè)視角來(lái)看：

（1）組件技術(shù)讓機(jī)器從開(kāi)發(fā)到配置

（2）建模仿真設(shè)計(jì)可復(fù)用的組件

（3）應(yīng)對(duì)變化

（4）實(shí)現(xiàn)測(cè)試與驗(yàn)證的效率

工業(yè)自動(dòng)化的軟件價(jià)值體系

整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化，從其軟件所涉及的范圍來(lái)看，它也包含了完整的軟件價(jià)值體系支撐。

（1）自身

從上圖我們可以看到，對(duì)于工業(yè)運(yùn)行系統(tǒng)而言，其應(yīng)用包含了兩個(gè)大的部分：

的控制工藝應(yīng)用與運(yùn)行這些軟件的runtime環(huán)境，以及開(kāi)發(fā)環(huán)境的軟件平臺(tái)，這些包括底層的控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS、Runtime運(yùn)行時(shí)、開(kāi)發(fā)環(huán)境、集成于環(huán)境的工藝軟件、服務(wù)于開(kāi)發(fā)的測(cè)試、仿真環(huán)境。

（2）通過(guò)開(kāi)放的連接實(shí)現(xiàn)的接口，如可以通過(guò)FUM/FMI與數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件（如Industrial Physics、Dassalt、MapSim、PTC等）、也可以通過(guò)OPC UA與機(jī)器學(xué)習(xí)等任務(wù)進(jìn)行接口連接、或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的Web技術(shù)與Internet軟件如IE瀏覽器等實(shí)現(xiàn)基于Web的訪(fǎng)問(wèn)、FTP、VNC服務(wù)等。

貝加萊的Automation Studio就是這樣一個(gè)工業(yè)軟件集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)，它聚焦于為機(jī)器與產(chǎn)線(xiàn)用戶(hù)提供面向所有控制對(duì)象和全流程的軟件開(kāi)發(fā)。

Automation Studio集成了RTOS、runtime、工藝庫(kù)、開(kāi)放的接口連接于一體，是目前全球自動(dòng)化領(lǐng)域?yàn)閿?shù)不多的自主開(kāi)發(fā)的全集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

軟件組件技術(shù)-軟件復(fù)用

貝加萊的mapp技術(shù)即是基于軟件復(fù)用思想而開(kāi)發(fā)的組件，其設(shè)計(jì)思想在于通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化來(lái)提高系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)的效率并降低成本。

Automation Studio提供了基礎(chǔ)平臺(tái)后，mapp則是基于它為行業(yè)用戶(hù)提供的專(zhuān)業(yè)庫(kù)、行業(yè)庫(kù)，基于標(biāo)準(zhǔn)的PLCopen封裝，mapp實(shí)現(xiàn)了多層次的組件開(kāi)發(fā)，這些組件可配置為一個(gè)機(jī)器的軟件。其思想類(lèi)似于A(yíng)ppStore，即在平臺(tái)上開(kāi)發(fā)一個(gè)個(gè)的工業(yè)app，以解決不同的應(yīng)用問(wèn)題，而一個(gè)機(jī)器的軟件由這些app配置來(lái)完成。

mapp就是工業(yè)知識(shí)的凝聚，它包含了：

mappMOTION：針對(duì)機(jī)器人、CNC和定位同步控制，均可實(shí)現(xiàn)控制；

mappControl：針對(duì)閉環(huán)控制、張力、溫度、液壓等實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的封裝；

mappService：提供了針對(duì)機(jī)器與產(chǎn)線(xiàn)服務(wù)的遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)、日志、報(bào)警、安全訪(fǎng)問(wèn)等功能；

mappVIEW：針對(duì)機(jī)器開(kāi)發(fā)非常滿(mǎn)足User-friendly的HMI畫(huà)面；

mapp….

mapp是工業(yè)知識(shí)的凝聚、Automation Studio是強(qiáng)大的自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)平臺(tái)，而開(kāi)放的連接使得自動(dòng)化系統(tǒng)與數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化運(yùn)營(yíng)、機(jī)器學(xué)習(xí)等構(gòu)成了完整的智能制造全架構(gòu)。