2015年至今，中國機器人裝機量從25萬臺猛增到了100萬臺；2015年至今，中國數(shù)控機床、PLC的市場規(guī)模從1400億元增長到了2000多億元。光是從數(shù)據(jù)層面來看，就足以見自動化、智能化的浪潮已經(jīng)深入中國制造的廣闊腹地了。大量智能設備的導入應用，讓越來越多制造型企業(yè)對生產(chǎn)制造過程中的降本增效與高品質生產(chǎn)產(chǎn)生了更高的追求，但與此同時如此多的智能設備也帶來了海量數(shù)據(jù)的分析處理。據(jù)了解，2020年，一家智能工廠一天就可以產(chǎn)生1PB的數(shù)據(jù)。
可以想象，如果這些海量的“邊緣數(shù)據(jù)”全部傳輸?shù)骄W(wǎng)絡上，對于任何企業(yè)的計算系統(tǒng)都會產(chǎn)生巨大壓力，更何況這還只是涉及到數(shù)據(jù)上傳，不包括數(shù)據(jù)的分析、處理與交互，大部分的中國制造企業(yè)是難以面對如此多元算力的挑戰(zhàn)。于此，邊緣計算應運而生。它是數(shù)據(jù)中心智慧算力向邊緣側的延伸，能夠滿足制造企業(yè)在數(shù)據(jù)貫通、實時業(yè)務、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應用智能等方面的關鍵需求。通過在更靠近制造的加工設備端部署邊緣節(jié)點進行本地化的感知、決策、控制、分析一體化，可在降低網(wǎng)絡需求的同時提高響應實時性，有效提高現(xiàn)有工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺處理能力，發(fā)展云-邊-端一體化平臺成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的新方向。研華率先把握了這一發(fā)展趨勢，在邊緣計算領域布局已久，可為客戶提供從邊緣計算、邊緣控制、邊緣可視化等一系列產(chǎn)品與解決方案，從硬件到軟件，從產(chǎn)品到平臺，可滿足現(xiàn)場各類高性能計算處理，實時可靠運行以及靈活快速的人機交互顯示等多種邊緣計算需求場景，推動各產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、智能化深度變革。
例如，面對需要高性能平臺處理復雜計算場景的設備制造企業(yè)及工廠現(xiàn)場，研華可提供多種高性能邊緣計算平臺；在需要高實時性與高可靠性要求的設備控制現(xiàn)場，同時需要將信息化與自動化融合的應用中如運動控制，高速實時I/O控制，研華提供基于IEC 61131-3編程標準的邊緣控制平臺；在客戶需要靈活顯示與人機交互時，研華可提供邊緣可視化平臺。從工控機起家的研華，在工業(yè)控制領域早已遙遙領先，產(chǎn)品愈發(fā)成熟，本文將首先從研華的邊緣控制產(chǎn)品及解決方案為始，為產(chǎn)業(yè)上下游深度解析研華數(shù)字化變革的第一塊基石。
事實上，與歐美以及日本等地區(qū)和國家優(yōu)秀的制造企業(yè)相比，中國制造業(yè)水平仍然有很長的一段路要走，其中一個重要的原因就是中國制造企業(yè)在落地AI、IoT等技術支撐的應用時，發(fā)現(xiàn)邊緣側的算力不夠強大。具體到落地層面而言，稍有規(guī)模的企業(yè)主都會意識到邊緣計算技術是工廠提升智能化、數(shù)字化水平的關鍵技術，當他興致勃勃地準備導入相關設備與技術時，會發(fā)現(xiàn)目前大部分的邊緣計算設備成熟度低、穩(wěn)定性差；例如以往工廠應用的工控機或者小盒子，工作一周就要下線10分鐘，那么因為產(chǎn)品穩(wěn)定性不佳而造成停工，生產(chǎn)進度怎么辦？產(chǎn)能跟不算怎么辦？這筆帳企業(yè)主會算得清清楚楚，明明白白，如果不能完全消除客戶的這些顧慮，那么它們都將成為邊緣技術深度市場化的阻礙。不僅如此，在數(shù)據(jù)處理層面上，邊緣計算也對數(shù)據(jù)的本地處理能力提出了更高要求，它需要將原有云計算模型執(zhí)行的部分或者是全部計算任務遷移到網(wǎng)絡邊緣設備上，降低云服務器的計算負載，減緩網(wǎng)絡帶寬的壓力，提高萬物互聯(lián)時代數(shù)據(jù)的梳理效率。很顯然，傳統(tǒng)的控制器已經(jīng)無法勝任這樣的工作。與此同時，傳統(tǒng)的數(shù)字化升級方案需要組合PLC、PC、網(wǎng)關、SCADA軟件等多種不同領域功能的產(chǎn)品于同一系統(tǒng)中通過系統(tǒng)集成實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案，系統(tǒng)架構復雜，成本昂貴且面臨極大安全風險。無論是產(chǎn)品的成熟度與穩(wěn)定性，還是到數(shù)據(jù)的處理上升至數(shù)字化升級方案的落地實施過程中存在的種種問題，客戶與市場都在呼喚著產(chǎn)品力更“硬核”、“一機多能”與“多機聯(lián)動”、全面互聯(lián)的解決方案。研華工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邊緣控制方案系列融PLC自動化技術與PC信息化技術，將PLC控制器、PC、網(wǎng)關，運動控制、I/O數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場總線協(xié)議、機器視覺、設備聯(lián)網(wǎng)等多領域功能集成于同一控制設平臺，可同時實現(xiàn)備運動控制、機器視覺、設備預測維護、設備聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化控制、數(shù)據(jù)可直接連接至工業(yè)云平臺，在邊緣側協(xié)同遠程工業(yè)云平臺實現(xiàn)智能產(chǎn)線控制。
首先在邊緣控制產(chǎn)品側，研華推出了新一代模塊化邊緣控制器AMAX-5580系列，其高性能的處理能力，開放的平臺以及強大豐富的擴展能力，給自動化從業(yè)者提供更優(yōu)質的解決方案。
從產(chǎn)品特點上來看：
AMAX-5580是業(yè)界最小、速度最快的開放式平臺之一。它結構緊湊，高度為10厘米，插片式I/O模塊全部安裝在標準DIN導軌上，安裝在設備控制柜中時無需額外的鉆孔或機械裝置，不僅節(jié)省了空間，而且允許工業(yè)設備跨越邊界。
高速處理，提高機械效率——AMAX-5580系列配備Intel第六代Skylake Core處理器?？刂破鞯膬蓚炔捎脴藴蔖CI Express高速接口和EtherCAT通信協(xié)議設計，可提供高達100 Mbps的傳輸速度。它可以大大提高AMAX-5580在傳輸和處理大數(shù)據(jù)時的實時性和準確性。
靈活擴展，滿足多元化需求——AMAX-5580采用模塊化EtherCAT I/O和PCI Express接口的設計，為用戶進行數(shù)據(jù)采集、控制、傳輸提供多樣的I/O和通信模塊。在保持可擴展性，準確匹配的同時滿足實際需求，避免額外的設備資源浪費。AMAX-5000 IO支持IEC 61131-3 PLC編程語言，也支持C/C#高級語言，標準EtherCAT保證采集控制實時性。
高度整合信息化與自動化技術——AMAX-5580整合了傳統(tǒng)的PLC與PC平臺優(yōu)勢?？梢栽谝粋€平臺中運行自動化的高速數(shù)據(jù)采集，運動控制，機器視覺，邏輯控制；同時實現(xiàn)信息化的數(shù)據(jù)庫，云平臺交互，兼顧第三方軟件集成，使設備制造商更容易整合IT與OT的應用。
研華邊緣控制解決方案系列可以根據(jù)不同設備及場景控制需求提供最優(yōu)解決方案。在同樣的軟件環(huán)境下根據(jù)需求使用最佳硬件，助力智能制造從業(yè)者聚焦算法方案，優(yōu)化迭代核心價值，實現(xiàn)柔性產(chǎn)線、設備自動化、產(chǎn)線設備狀態(tài)監(jiān)測及工廠環(huán)境監(jiān)測等設備應用。
研華邊緣控制解決方案
研華CODESYS系列控制器是面對設備自動化往融合信息化智能裝備轉型時的全新控制方案。
研華在自身擅長的多種X86平臺上搭載實時軟PLC軟體，同時打通軟PLC與數(shù)據(jù)庫、云平臺接口，實現(xiàn)高實時性自動化控制同時，保證開放性的信息化對接與處理。
開放式平臺和多種性能處理核心可以靈活的適用于復雜多變的工業(yè)環(huán)境，從需要穩(wěn)定實時的邏輯控制到高處理性能及更多接口的整合運動控制與機器視覺應用場合，甚至多個設備連接的柔性加工產(chǎn)線，研華CODESYS控制方案都有合適的控制器幫助客戶實現(xiàn)。
在無縫整合IT（信息化技術）與OT（自動化技術）的同時，研華CODESYS邊緣控制器底層依然采用大家的熟悉的編程方式，方便客戶的設計使用與安裝。
從技術落地層面來看，邊緣計算，并非簡單地將邊緣計算技術與工業(yè)自動化進行疊加，而是需要將邊緣計算發(fā)展出來的一些開放式的IT與CT技術、架構和解決方案，融合進工業(yè)制造中相對封閉的OT設備上，增強或替換原有的實現(xiàn)方法。
在融合初期，邊緣計算主要是輔助和改善現(xiàn)有的成熟工業(yè)自動化技術，引入諸如AI和數(shù)據(jù)驅動等新型IT技術，對一些之前在OT領域難以解決或方案成本過高的問題，提供一些值得嘗試和可落地的方案，用以進一步提升制造和管理過程的效率與集成度。
在完成融合初期的目標之后，邊緣計算技術向下一階段進階，按照“工業(yè)4.0”等熱門規(guī)劃，對工業(yè)制造全流程、商業(yè)模式進行革新時，為其提供可用的基礎支撐技術和作為概念落地的執(zhí)行載體的一種選擇。
根據(jù)目前的市場發(fā)展進度來看，邊緣技術目前還處于融合初期，主要幫助客戶解決降本增效、滿足嚴苛生產(chǎn)品質的追求，同時為客戶的數(shù)字化轉型搭建好底層技術基礎。
研華充分利用自身二十余年的技術與千行百業(yè)行業(yè)應用沉淀的優(yōu)勢，助力客戶這一目標的實現(xiàn)。
研華3C鏡頭模組檢測方案配置
在3C鏡頭模組檢測方案中，相機鏡頭濾光鏡片生產(chǎn)結束后，需要做對產(chǎn)品品質做嚴格檢測，因此需要自動化上料、AOI視覺檢測，通過機械手剔除料盤中的NG品并補充OK品，所有數(shù)據(jù)還要上傳MES數(shù)據(jù)終端備份追溯。
在該應用案例中，客戶提出的需求包括：新的零部件加工廠商自動化程度提高，需要整合機器視覺，機器人，下位PLC，高實時I/O及多軸控制；需要信息化平臺和接口，允許管理軟件和MES系統(tǒng)對接，實現(xiàn)產(chǎn)品派單，質量追蹤以及整廠能效管理；對于自動化部分，需要高實時模擬量采集，機器視覺配合運動控制做到高精度檢測和加工。
研華通過分核架構整合IPC+PLC，一個平臺實現(xiàn)機器視覺，運動控制，機器人控制，分布式IO及數(shù)據(jù)庫功能，提高穩(wěn)定性、降低成本，實現(xiàn)柔性加工；與此同時支持IEC 61131-3編程以及高級語言編程，工程師可以選擇自己最熟悉語言開發(fā)；整個系統(tǒng)同時兼容IT與OT，工程師團隊更容易配合分工，3個月項目工期，提前1個月即交付項目。
在天車行業(yè)解決方案中，為了改善工人工作環(huán)境，提高吊裝精度及效率，傳統(tǒng)天車行業(yè)逐步導入ERP，MES等信息技術，同時結合已有自動化技術，實現(xiàn)生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)與庫區(qū)物料信息數(shù)據(jù)無縫對接，提高作業(yè)精度與效率，使庫房管理水平達到新高度。
研華智慧天車解決方案
項目需求：? 智慧天車需要防搖裝置、3D掃描成像、編碼器、激光測距儀，上傳數(shù)據(jù)庫等多個接口功能以及高性能處理器處理復雜計算與分析。? 客戶工程團隊有PLC編程背景工程師，也有C#編程背景工程師，需要一套平臺兼容PLC與高級語言。? 傳統(tǒng)使用IPC+PLC方案，但是現(xiàn)場環(huán)境溫度高，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)非寬溫，導致系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，寬溫系統(tǒng)是通過網(wǎng)線連接，多節(jié)點對系統(tǒng)穩(wěn)定系提出挑戰(zhàn)。? 傳統(tǒng)天車系統(tǒng)需要借助信息化MES提高作業(yè)效率和管理水平，同時要通過自動化系統(tǒng)提高作業(yè)精度。方案優(yōu)勢：研華AMAX-5580控制器支持Modbus/CANBUS/串口/模擬量等接口，解決多部件集成問題。6代I5級別處理器，解決復雜算法需求；帶有無線WIFI，ODBC，MQTT等接口及協(xié)議，信息直接上傳MES系統(tǒng)。? 研華方案支持實時穩(wěn)定PLC內核CODESYS，支持PLC編程；同時開放的Windows系統(tǒng)兼容高級語言等第三方算法軟件。? AMAX-5580嵌入式無旋轉器件的-10 ~60°C寬溫設計，內部無接插器件，整機經(jīng)過嚴苛環(huán)境考驗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。? AMAX-5580借助信息化接口及優(yōu)化算法，提高管理能力及吊裝效率，PLC內核穩(wěn)定實時，提高吊裝精度。
在儲能行業(yè)，能源互聯(lián)網(wǎng)技術持續(xù)升級，我國儲能行業(yè)需要技術國產(chǎn)化，調度快速化，系統(tǒng)接入友好化，分析智能化，通過先進控制調度方案，實現(xiàn)調峰調頻、峰谷套利、支持本地監(jiān)控與遠端監(jiān)控聯(lián)動，并且適用于多種儲能場景安全快速施工，最終實現(xiàn)安全高效的能源存儲及調度的目的。
項目需求：? 儲能EMS系統(tǒng)AGC需要穩(wěn)定可靠控制方案，基于IEC 61131-3編程維護? 需要方案國產(chǎn)化自主可控，使用Linux系統(tǒng)，支持儲能方案優(yōu)化算法? 需要Modbus，CAN，104協(xié)議，與BMS和PCS友好接入，更快的響應速度? 國際知名品牌控制方案，可以做到及時專業(yè)技術支持，穩(wěn)定可靠? 支持多點I/O信號采集方案優(yōu)勢：?AMAX-5580邊緣控制器嵌入式無風扇設計安全穩(wěn)定，內置CODESYS支持標準IEC 61131-3開發(fā)編程。?昆山加工制造，Linux操作系統(tǒng)，方案技術自主可控。?自帶多種總線接口及通訊協(xié)議，配合電力網(wǎng)關實現(xiàn)104協(xié)議串聯(lián)，快速接入BMS與PSC系統(tǒng)；配合客戶優(yōu)化算法可以實現(xiàn)1s~2s電網(wǎng)自調節(jié)速度。
?研華38年工業(yè)PC國際公司，從品質，交付，售后全流程質保及服務。
?基于EtherCAT本地及遠程I/O模塊，高速靈活采集控制現(xiàn)場設備狀態(tài)。
研華的邊緣智能解決方案及服務在千行百業(yè)的應用案例不勝枚舉，發(fā)展至今，在邊緣智能領域，研華始終是先行者與引領者，以全棧邊緣智能大腦應對大算力時代的全新挑戰(zhàn)；毫無疑問，算力越強，設備也就越智能高效；數(shù)字化轉型的底層基礎亦將穩(wěn)如磐石。未來，研華將繼續(xù)攜手生態(tài)合作伙伴，借數(shù)字化之力，重塑商業(yè)模式！
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