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自動化技術現在已經深入到我們日常的生活中，軟件技術由何償不是呢？許多的科技設備都需要依托的軟件來運行，我們工程師們幾乎整天都在對著軟件進行操作，而我們對于這些工業(yè)軟件又了解多少，是否100%的發(fā)揮了工業(yè)軟件的效用了呢？在工業(yè)自動化領域打拼多年的工程師們，往往習慣了一成不變的“硬件式”思考，借用一句俗語“跳出盒子的指南寫在盒子之外”，那么對工業(yè)軟件的分析也許有助于我們跳出已有的硬件“盒子”，工業(yè)軟件的魅力在于她可以為自動化工程師們打開異彩紛呈的世界。

交通燈、行李輸送帶、暖通系統(tǒng)、信件分揀系統(tǒng)、鉆探設備......自動化無處不在，在過去數十年內席卷著工業(yè)領域。微型控制器現在可以藏身于任何設備中發(fā)揮控制功能，而超脫于整個生產系統(tǒng)的復雜度和節(jié)點數的限制。作為和工業(yè)自動化并行的操作環(huán)境和產品本身，機械、系統(tǒng)、產品的更新換代，這一系列相關流程都已經被數字化控制，也就是通過各種工業(yè)軟件被掌控著。

隨著控制系統(tǒng)復雜度的持續(xù)增強，化的手段逐步轉變成對于工業(yè)軟件的革新和優(yōu)化。工業(yè)軟件就像自動化這個大機器里面的智慧大腦，它不僅能夠帶來工藝上的改進，技術上的改變，生產中的高度透明化、可視化，還可帶來眾多管理和觀念上的改變。

工業(yè)軟件帶來的革新遠不僅此。企業(yè)都把資金視作自己的血液，怎樣使“血液”在企業(yè)中循環(huán)得更加順暢呢？如果企業(yè)的電氣主管可以預測設備多長時間以后會出現故障，就可以減少停機時間；如果研發(fā)主管可以預測新一代產品有哪些缺陷，就可以避免召回所引起的損失；如果客服主管可以準確地知道用戶是誰以及他的購買習慣，就可以提供更優(yōu)質的服務——這一切，都離不開工業(yè)軟件的支持與分析，她將帶來的是商業(yè)模式的轉變。

推動中高端制造的引擎

過去的工廠是根據研發(fā)出來的產品設計方案來決定生產流程，并按序生產，一旦產品發(fā)生變化，工廠里的一切都需要改變。有了虛擬制造軟件的模塊化設計，便一舉改善了這種情況。工程師們只需要隨時調出設計圖，修改或虛擬某一個工藝段，就可以在不影響其他工藝段的情況下完成改變，甚至可以不花一分錢虛擬出整個生產流程，并看到其中可能存在的問題。這一切在上個世紀還是看似不可思議的事情，而現在已然發(fā)生了。

具體來說， CAD計算機輔助設計系統(tǒng)提供產品數據，用于在帶有 CAM程序的 CNC設備中進行加工。這些產品的數字化模型在 CAE中可以進行預先驗證，免去了制造實物機模的昂貴費用。包含這些虛擬設備的工廠可以在計算機中進行整體建模，完成操作的完整模擬。這些還僅僅是工業(yè)軟件帶來了一部分轉變。軟件現在已經是整個流程的驅動因素，從最初創(chuàng)意的產生，到概念的延伸，再到測試和驗證，最后到排產和制造。

同時另外一種轉變也在悄然發(fā)生，在過去的 15年內，大規(guī)模的系列化生產逐步被大規(guī)模的個性化生產所取代。每個人都希望得到為自己量身定制的產品，比如定制有自己花紋的咖啡杯，定制顯示自己偏好的汽車，定制有*形狀的袖扣，越來越多的產品正在走入全民個性定制時代，產品的屬性越來越優(yōu)雅。因此控制這些生產設備的工業(yè)軟件就需要具備解決這些復雜個性化需求的能力。

無論工程師們如何理解工業(yè)軟件的內涵，將她分為嵌入式軟件和非嵌入式軟件也好，還是劃分成平臺型軟件和非平臺型軟件也好，工業(yè)軟件就是我們日常接觸的梯形圖、HMI、CAD/CAE/CAM、PLM、MES等等。毋庸置疑的是，工業(yè)軟件已成為工業(yè)部門的重要基礎設施，是支撐信息化的重要手段，它已經成為產品功能一部分，很難將一個硬件產品和與之相對應的工業(yè)軟件相剝離。

總之，在全球化工業(yè)環(huán)境中，工業(yè)軟件起著日益重要的作用?？梢哉f，工業(yè)軟件是實現管理和控制的核心，往往是管理思想、工藝要求、生產模式和技術訣竅的載體和固化，企業(yè)的軟性建設與管理變革必須聯動發(fā)展，工業(yè)軟件就是管理和創(chuàng)新舉措落地的平臺，工業(yè)軟件應用的目標是在系統(tǒng)集成的基礎上實現秀的系統(tǒng)創(chuàng)新。

購買一套產品的初始投資雖然看似驚人，但卻往往大大低于產品在整個生命周期內的總成本，這是工業(yè)自動化界的真理之一。對于看得見摸不著的工業(yè)軟件來說，更是如此。但是真正意識到這點的人不多，人們往往高估了工業(yè)軟件的投入，而低估了工業(yè)軟件的效用。

改變自動化的商業(yè)模式

軟件技術的飛速發(fā)展導致了一個全新商業(yè)模型的產生。往往產品的復雜性導致了產品裝配過程的復雜性，這是影響產品制造周期最主要的因素。來自航空航天領域的工程師提到：“產品裝配在整個制造過程中，占據了重要的地位。據我們統(tǒng)計，產品的裝配費用占整個生產成本的30%-50%，乃至更高，因此以提高質量和效率、降低成本為目標，對產品裝配工藝進行改進和再規(guī)劃，是增強我們企業(yè)競爭力的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)裝配工藝缺乏事前的虛擬手段，裝配工藝的可行性很大程度取決于工藝人員的個人經驗，很多裝配工藝問題只有在生產現場才能被發(fā)現，這導致了生產現場的工程更改工作量巨大、生產周期長、生產成本高。”因此，虛擬模型現在正在變得越來越重要，乃至成為了決勝性因素。整體解決方案的供應商們必須有能力提供具備整個產品生命周期管理能力的軟件，以及在這些軟件的支持下運行的系統(tǒng)、元件和產品。

除了產品生命周期之外，工廠生命周期管理也不得不列入考慮之列。工廠生命周期管理把設備的一生，即設備的整個壽命周期（從研究、設計、制造、選型、購置、安裝調試、使用、維修直到改造、報廢）作為管理對象，加強全過程中各環(huán)節(jié)之間的橫向協調，以達到設備的投資效益。工廠生命周期管理與產品生命周期的區(qū)別在于一個工廠模型從邏輯，物理和技術三方面基本的工廠數據著重點的不同。

通過在工廠生命周期（設計、工程、安裝調試、運行、維護、升級）的全過程中，適時有效地將過程設計與控制系統(tǒng)中相應功能的執(zhí)行之間進行*的結合，這種一體化工程可以至少節(jié)約20%的成本。體會過工廠生命周期管理優(yōu)勢的一家制藥企業(yè)的骨干工程師介紹說：“這一商業(yè)模式的改變帶來了四個方面的改進空間：

*，項目時間大大縮短。目前，我們認為在功能澄清與調試之間完成系統(tǒng)編程組態(tài)需要花四個月的時間；以后，這個時間大概只需要兩周。較理想的狀況是，我們只需花一些時間在編譯上，事實上可能只要幾個小時。

第二，確認將會更容易。在不同系統(tǒng)之間，一個經過確認的界面進行數據傳輸時不會產生錯誤。我只需確保數據輸入是正確的。

第三，系統(tǒng)文檔的更新。目前，調試結束時很難有與工廠實際情況相符合的標準化系統(tǒng)文檔。在20年的生命周期之后，一家工廠的系統(tǒng)文檔一般將與其實際情況毫無聯系。對于制藥業(yè)來說，這些生命周期因素極其重要，該方面有很大的改進空間。

第四，這樣的系統(tǒng)提供了機會，使我們成為學習型組織。一旦我們使用系統(tǒng)，為配液池創(chuàng)建了相應功能，就可以重復使用。盡管隨時需要進行相應的修改，但至少我們不用從頭來過?？偠灾?，這些優(yōu)點比起在軟件部分節(jié)約20%的工程成本更為關鍵。”

聚焦國內，中國用戶對于工業(yè)軟件擁有自己*的需求和不同的商業(yè)模式。比如現在新興的物聯網概念。物聯網是工程師們目前聽到最多的一個詞匯，大家都在探索怎么樣把物聯網概念變成現實，技術能夠落地。物聯網技術的發(fā)展也將推動工業(yè)軟件的演進。目前工業(yè)軟件處于協同應用的發(fā)展階段，在這個階段，業(yè)務流程將被進行連通和優(yōu)化。到了下一個“工業(yè)云”的發(fā)展階段，那時工業(yè)軟件不再是單一的軟件，而是集成多種軟件，并提供“軟件+服務”的整體解決方案，到那時，掌握“云層”的廠商才能最終勝出。

物聯網技術的推動也將使得工廠內的數據變得越來越龐雜，因此要求軟件必須支持足夠復雜的計算和分析。專家們估算了工廠內部數字化信息的增長量級，大約五年以10倍的速度前進。因此雖然我們的存儲能力和計算速度在以摩爾定律的形式前進著，但是仍舊不能滿足數據量爆發(fā)式增長的需求，對軟件和設備智能化的需求隨之產生。

數字化是一個漫長的演進過程，已經滲透到企業(yè)的各個方面，包括產品、流程、服務、規(guī)章等，一切都被軟件和網絡所承載。所有的產品，從機床到手機，從火車票到汽車照明系統(tǒng)，都向著更加智能的方向發(fā)展。同時隨著智能化和聯網設備量的幾何級增長，管理如此龐大的控制對象成為智能軟件的又一個挑戰(zhàn)。

*融入新技術

國家對于節(jié)能減排和操作安全方面的重視，也對軟件的移動性和交互能力提出了新的概念。互聯網領域正在朝
著SoLoMo的方向發(fā)展，移動互聯網是當前炙手可熱的重點領域，不少商用軟件應運而生。工業(yè)軟件的移動性
也將是不可避免的發(fā)展趨勢。

比如，將汽車進行聯網構成的車聯網，能夠使得汽車具備通訊能力，避免事故的產生和交通擁堵。還不僅僅如此，車載的分析軟件能夠自動識別路面情況，根據上坡下坡和周遭情況自動換擋，據分析可以節(jié)省最多 30%的油量。許多服務提供商、廠商、研究機構和政府組織正在大規(guī)模推動這些技術的應用。雖然大家都看到了未來的發(fā)展前景，但是現狀的改變還有待時日。港口、機場、車站都已經使用了各式軟件，然而這些軟件之間卻缺乏了交互和聯網能力，使得信息孤島的情況不可避免。這些系統(tǒng)之間的數據沒有形成標準格式，也很少存在軟件之間的信息共享。

對于商業(yè)軟件的移動性能力，加拿大 RIM公司面向眾多用戶提供的黑莓企業(yè)應用服務器方案、蘋果公司推出的“MobileMe”服務，使用戶所做的一切都會自動地更新至 iMac、iPod、iPhone等由蘋果公司生產的各式終端界面，以及微軟公司推出的“ LiveMesh”等，都已被成功的應用。在工業(yè)自動化領域，現場的操作人員對于移動應用較為期待，這將發(fā)生生產、操作、工作方式等的革命性轉變。在工業(yè)型的企業(yè)，由于現場層的工作模式和管理層有很大區(qū)別。職能部門的工作人員可以利用計算機中的各種分析軟件輔助日常工作的進行，還能借助搜索能力和溝通軟件解決遇到的問題。而操作員們則因為不能整天端坐在計算機旁完成日常的工作，企業(yè)內網也與外部網絡進行了某種隔離，現場遇到的突發(fā)情況，更多的是通過以往經驗進行處理。如果現場的操作人員能夠在巡檢等移動性的工作過程中，利用工業(yè)信息化或者移動性的工業(yè)軟件所提供的各種能力以及服務，幫助完成現場的制造任務，將會帶來生產線上質的轉變。

從先前的模仿探索到與國外*企業(yè)合資，再到創(chuàng)立自主品牌，最后到并購海外企業(yè)和技術，毫無疑問，中國的制造業(yè)如今正在加足馬力突破高端。2012年依舊是中國企業(yè)的轉型之年。國際金融危機使得外需減少，以外銷為主的企業(yè)正在開拓國內市場，向內銷外銷市場并舉的方式轉型。更多的企業(yè)將從生產附加值低的產品與服務向生產附加值高的產品與服務轉型，或者跳出單純的制造環(huán)節(jié)，為客戶提供制造加服務的整合解決方案。無論怎樣轉型，企業(yè)都會利用現代信息技術實現精細管理、降低成本、提高效率、減低轉型風險。作為助力企業(yè)轉型的重要工具，工業(yè)軟件技術在2012年的發(fā)展非常值得關注。

在綠色制造當中，工業(yè)軟件還起到了工業(yè)智慧的作用，普遍認為中國處于工業(yè)化的中后階段，制造業(yè)面臨節(jié)能減排和環(huán)境雙重壓力，現在企業(yè)已經認識到管理節(jié)能的重要性。要使得企業(yè)在節(jié)能方面能夠有更大的促進，需要能源管理系統(tǒng)作為支撐。能源管理系統(tǒng)是一個管控體系，采用自動化與信息化的集中管理模式，對企業(yè)能源系統(tǒng)的生產，輸配和消耗各個環(huán)節(jié)實行扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數字化管理。這個系統(tǒng)應該具備在多種條件下進行資源優(yōu)化調度的能力，實現整體效益最大化，通過協同控制實現復合的均衡。同時，它要為設備供需進行精細化的能耗分析、能耗管理，以及評價，只有這樣才能建立一種高效、及時、準確的客觀分析，提高能源效率。

在2012年，Web 2.0在工業(yè)領域的應用也是需要關注的重點。Facebook、Twitter等互聯網“明星”可謂無人不知無人不曉。有人說是Web2.0時代成就了這些“明星”。如今，Web 2.0已開始應用于工業(yè)軟件，尤其是在PLM等軟件中。PLM 2.0的核心在于通過互聯網實現*的協同，不僅是企業(yè)或者部門之間的業(yè)務協同，而是把終端用戶納入進來，建立一個更加廣義的協同環(huán)境。

而我們當前所處的“后ERP時代”，也增強了工業(yè)軟件的基礎屬性。尤其是全球遭遇國際金融危機之后，供應鏈管理的地位進一步提升。因為在后ERP時代，企業(yè)需要重新確定調整發(fā)展方向和業(yè)務模式，IT建設更應該注重幫助企業(yè)建立完整的價值鏈，IT架構會逐漸演變?yōu)橐許OA技術為架構核心，ERP、MES、SCM等企業(yè)業(yè)務管理系統(tǒng)成為基礎性數據的擁有者。

最大的競爭對手是自己

如果將工業(yè)軟件投影在軟件產品線較為齊全的西門子公司，那么工業(yè)軟件就是STEP7、Simatic PCS7、WinCC、COMOS、B.Data、Simatic IT、Tea mcenter、NX、Tecnomatix......

西門子的最近一系列舉措都在推動工業(yè)軟件大踏步的向前發(fā)展。未來的策略非常明確，工業(yè)軟件必須足夠開放和標準化。西門子的各個軟件之間形成了信息共享的通道，整個平臺可以被用于各種應用。比如擁有西門子PCS7系統(tǒng)和COMOS軟件解決方案的有效結合，工廠業(yè)主在實現可靠、安全的過程控制的基礎上，更能實現工程設計和運營領域的連鎖，工作流更高效，生產力更高，質量更好。

在不遠的將來，各個協作部門之間將通過工業(yè)軟件進行更有效的協同，工業(yè)軟件還能協調設計單位的各方數據溝通，工程實施方與設計單位的溝通。為了能夠在更廣泛的領域內推廣工業(yè)軟件的使用，標準化是必不可少的一個過程。這些標準除了標準化組織的推動之外，企業(yè)的力量也不容小覷。的企業(yè)做標準，西門子在這方面付出了極大的努力。

因為西門子意識到，只有將出色的產品、方案和軟件設立為標準進行推廣，才能受到行業(yè)內的普遍認可。產品的標準化、集成化、網絡化和*性是未來檢驗工業(yè)自動化廠商競爭能力的四個重要維度。雖然應用的復雜性在上升，但是工業(yè)軟件終將使其消化分解，更簡單、更通透的展現在用戶面前。以業(yè)界較為熟知的WinCC為例，從面市伊始，用戶就對Simatic WinCC印象深刻。一方面，是其高水平的創(chuàng)新，它使用戶在早期就認識到即將到來的發(fā)展趨勢并予以實現；另一方面，是其基于標準的長期產品策略，可確保用戶投資利益。在的應用于 67米多用途錨拖供應船綜合報警項目中，WinCC擔任了船舶綜合監(jiān)控系統(tǒng)的角色。WinCC通過在駕駛臺和機艙集控臺分別顯示的各種有關參數，搭載船舶綜合數據庫，負責對全船的各種參數進行實時在線監(jiān)控，并且通過了相關船檢認證。
套件整合為用戶帶來的價值也是顯而易見的。例如，西門子PLM的NX CAM軟件可與西門子的數控系統(tǒng)實現緊密集成。另一個緊密集成的方面是西門子PLM的NX、S olid Edge、Teamcenter、Tecnomatix，工廠全生命周期管理解決方案COMOS，以及MES解決方案Simatic IT的集成應用。其中，Tecnomatix與Simatic IT MES系統(tǒng)實現了集成，而COMOS軟件使用了NX軟件來實現工廠的三維建模。同時，COMOS還與西門子的PCS 7控制系統(tǒng)實現了集成。

COMOS目前已經被中國石化工程建設公司（SEI）作為設計平臺，開發(fā)定制化的工藝集成設計系統(tǒng)。該系統(tǒng)是工藝工程師的設計平臺，它采用了數據庫技術、面向對象技術、知識庫技術，實現了與多種設計軟件的集成（如：ASPEN PLUS，PRO/II，HTRI，HTFS，FRI等），以共享方式管理PFD、物料 /熱量平衡、設備表、設備工藝數據表等，同時它所管理的數據還是智能P&ID的基礎。除了石化行業(yè)之外，在制藥等行業(yè)COMOS也表現優(yōu)異。

西門子集團涉足的產業(yè)很多，而且其中與制造有關的業(yè)務很多。因而，西門子本身就是PLM軟件和MES系統(tǒng)的大客戶。很多人也許還不知道，西門子的軟件工程師甚至比微軟的還要多。目前，西門子內部正在全面部署Teamcenter系統(tǒng)，涉及全球50個地點，超過2萬個用戶。用自己的軟件來對自己的產品進行全生命周期管理，是西門子大魄力。因為西門子對自己的工業(yè)軟件產品具有十足的信心，工業(yè)軟件同樣是西門子深感自豪的產品線，她與西門子的硬件產品一樣出色、可靠。