工业软件正在成为中国制造业的热门话题，无论是制造端、装备制造、自动化领域，大家都开始意识到软件的重要性，以及软件背后的知识、基础理论研究、工程实践、数据的重要性。这是对于知识、工程、创新、服务、人才的价值认知基础下的产业集体行动。这预示着产业的集体意识觉醒-使得我们走向了更为重要的竞争力重塑轨道上。

　　产业需求正在发生的变化

　　数字化转型与高质量发展

　　企业的转型，要将业务从低端迈向高端，从低附加值扩展到高附加值、从赚快钱到可持续发展的道路。国家层面倡导高质量发展，而对企业也同样要转型到更具竞争力、应对变化、差异化竞争力的道路上。

图1-企业的转型在于从低端到可持续的高附加值延伸

　　数字化对于企业转型，首先，就是要以数字化的灵活性，代替人在制造中的不确定性，将人的知识和经验转换为可复用的软件。其次，要具有应对市场变化的能力，要将制造实现数字化，因为数字化具有最大的灵活性，通过软件定义即可实现产线的灵活变化，工业互联、数字孪生、边缘计算都是为解决这些问题。第三，数字化转型更为看重在智能化技术的人才与服务能力的企业，因为专业细分与协作的利益共同体应对竞争成为了必然。

　　应用复杂性与专业复杂性

　　上世纪80年代前，制造业处于大规模标准件的生产，固定的机械结构，以及通过PLC逻辑控制和电气传动机构，即可控制一台机器的应用。在那个年代，一个电气工程师即可轻松掌控一台机器的程序。即使到了90年代后，随着机器的材料种类的复杂性提高，有了更多的控制工艺的需求，而在印刷、塑料等领域大量的伺服电机应用，也使得多轴同步、电子凸轮的应用变得更为普遍，但即使在这个阶段，电气工程师仍然能够掌控一台机器的程序—用IT产业的术语，这被称为“全栈工程师”，即，一个工程师即可掌控整个机器的应用程序设计和测试。

图2-装备制造业的自动化与智能化的进程

　　随着机器变得越来越复杂，自动化的疆域也在不断的扩展，从过去的梯形图到算法工程师，从仅需了解逻辑到复杂的工艺算法。从变频传动到大量的伺服系统，以及CNC和机器人的应用，乃至再到今天的机电一体化如贝加莱的ACOPOStrak柔性输送技术、机器视觉，以及采用机器学习、深度学习的缺陷分析、寻优应用。

　　已经不存在全栈工程师，而是需要多专业协同、不同团队的协作，才能满足从机器到工厂的整体集成需求，这使得“规划”、“集成”这类复杂工程问题的专家变得更为迫切的需求。

　　定制化，延伸到应用与服务

　　在30年前，机器还属于卖方市场的年代，标准的机型是存在的，然而，今天，这已经不存在了，每一个客户的机器都会不同，甚至一个客户的不同工厂/车间不停，今年和去年的不同—这种变化来自于市场的压力，细分市场的差异，也来自于差异化竞争的需要。

　　终端市场的彰显个性，传导为制造企业的个性化生产，而对于机器就变成如何应对变化。这种需求传导到了自动化行业，就需要以模块化的软件和硬件来快速搭建应用系统。

　　这需要自动化企业，具有快速搭建应用的能力，这包括软件的模块化设计，以及丰富经验的机电工程师—因为，测试验证也需要经验，才能缩短周期。经验，能够减少这个探索的过程。

　　应用软件开发与工程咨询与实施服务方面的能力，必然成为未来自动化企业最为重要的竞争力。因为硬件的差异已经不大，并且横向科技资源也不具有稀缺性。但是，人才、行业知识、专业服务-可以形成自动化企业的软实力。

　　自动化软件与服务有哪些？

　　行业的工艺Know-How，被封装为软件的模块，这正是工业软件的本质-对知识的复用。而服务，则面向装备的全生命周期，从机器的早期规划与设计咨询、方案开发、人员培训、远程运维、升级改造的全流程。

　　工程前期方案咨询服务

　　在商业咨询领域的顾问，通常拥有丰富的经验，能够快速的把握问题，并制定有效的经验。而同样，在电气自动化领域，优秀的顾问也同样能够为用户制定有效的系统咨询服务。

　　以前，电气系统比较简单，只要选择I/O种类、数量、类型、精度（模拟量）等，据此配置CPU和电源的供电能力，然后通信连接HMI、变频器等。而现在，随着大量的伺服应用、机器视觉、柔性输送的应用，这使得前期方案咨询变得更为复杂，对于自动化厂商的销售、工程师咨询服务能力提出了更大的挑战。

　　精准的电机选型-性能与能耗

　　电机的选型受到机械系统的传动方式、负载的变化、运动模式（连续与频繁加减速）等多种工况场景的影响，这些需要专业的顾问依据机械系统、产品设定的加工性能（精度、速度、重复精度）等进行计算，并选择合适的电机与驱动系统，它需要考虑的包括初始采购成本、能源效率、安全等多方面的因素。很多缺乏这方面经验的，仅依据“铭牌”—参考之前的选型，会给机器带来诸多的问题，这些服务都会造成损失。

图3-采用仿真软件进行精准选型

　　贝加莱的工程师可以借助丰富机器开发经验，通过在Automation Studio中内嵌的ServoSoft，以及通过MapleSoft这样的的软件建模仿真，来对电机进行精准选型，如图3。

　　机电融合-需求与能力的匹配

　　随着ACOPOStrak/ACOPOS 6D的这样的柔性输送系统的推出，其必须与制造产线的组装流程、各个工位的工艺、精益生产所需的节拍、负载均衡、单件流（One Piece Flow）的设计和调度相关。这需要不但有机电工程师，也同样需要懂精益制造、行业工艺的工程师与用户之间形成“共同语言”的交流。将“需求”与“能力”实现匹配。

图4-通过发现生产中的浪费实现效率最大化

　　如图4，机电工程师需要与工厂制程工程师/IE工程师，共同对生产中的浪费进行挖掘，并制定有效的布局、缓冲设计、分流/汇流、节拍控制器，来使得产线达到连续流、柔性化与均衡生产。

　　UI设计-简约而不简单

　　客户总希望“功能足够强大，而操作又极为简单”，这来源于像iPhone这样的简约设计思想，以及今天“数字原生民”们的生活方式，在触摸、滑动间的操作，无需操作手册，即可使用。

图5-UI设计不仅仅在于美观

　　UI设计融合工业与艺术之美，工业在于能够标准的操作结构，达到内部、行业的统一规范。就像图5中的UI设计，其实其格局包括了今天“IT与OT”融合所需的参数与信息，在一个页面内即可完成不同的配置，背后是建模的强大（工艺及信息建模），使得呈现出强大而又简单的的平衡。

　　机器视觉应用-因地制宜

　　机器视觉并不同于普通的传感器或I/O，它需要根据被检测对象的各种特征（反光、透光、折射）、周围的光源条件、采样频率，进行视距、频闪等的计算，然后进行安装测试验证，优化。而如果这种经验缺乏的话，那么，就会意味着大量的工程时间，以及测试中造成不良品带来成本的上升。

图6-视觉需要配置不同的场景

　　如图6在制药灯检中，需要对瓶子的盖子、肩部、底部多个位置进行缺陷检测，以及瓶身裂纹、悬浮物、纤维等的检测。而这就需要非常好的相机采样特征提取、光源设计、学习与训练模型的应用等，需要专业的工程师进行设计。

　　所谓“磨刀不误砍柴工”，要想取得“事半功倍”的效果，而不是“事倍功半”的效果，必须在项目早期的规划与设计阶段，引入专业的咨询，由于现在机器的复杂性，因此，更依赖于专业的自动化专家参与早期研发。

　　联合技术攻关

　　除此前期的工程咨询变得专业性不断加深。而现在，随着专业分工和领域知识的需求。很多用户在开发创新性机型时，也会倾向于委托开发形式。因为培养专业的工程团队需要长的时间，以及大量的成本，而专业的自动化企业，在这方面的经验可以提高效率、品质，并且更为快速响应。另外，担心人员流失导致技术的泄露，而不像自动化企业，其并不需要这样的知识，并且是能力的输出，以及采用契约、模块化封装来避免Know-How的流失。

　　机电仿真

图7-机电协同仿真提升开发效率

　　贝加莱的机器开发应用中，也会大量应用到MATLAB/Simulink控制系统的建模仿真、MapleSim的机电仿真、IndustrialPhysics的过程仿真。Automation Studio的控制任务开发与这些软件可以通过FMU/FMI、OPC UA实现动态的协同仿真，加速机器的开发。

　　这种时候，需要装备开发者的机械工程师、工艺工程师可以与自动化行业的电气工程师一同来实现联合的开发。

　　数据应用

　　越来越多的基于数据驱动的建模（机器学习、深度学习）用于品质、预测性维护、参数寻优。基于这些方法的应用越来越多。

图8-基于数据驱动建模封装工业知识

　　Hypervisor的PC架构也让实时控制与计算任务同一硬件架构上来实现，而最新发布的exOS提供了在这方面的软件平台能力支持。

　　培训～不止于技术

　　术业有专攻，越来越多的用户开始重视电气团队的培养，他们需要更为卓越的工程师，但是，由于工程师的几个来源，导致了需要专业的培训：

　　👉工程师来自于非机电工程专业；

　　👉缺乏软件、视觉等新兴技术培训；

　　👉大学缺乏工程思维训练；

　　卓越的工程师在于借助专业工具、工程思维与方法，高效的解决问题，如图9，顶级的工程师在不同阶段具有不同的能力需求。

图9-卓越的工程师是好的顶层设计师

　　而专业从事机电开发的自动化企业，在这方面，训练出非常强的工程师自我造血能力，这种能力的输出，也会有助于装备制造企业、终端生产企业来提升自身的机电能力。

　　什么样的企业具有这样的服务能力？

　　但是，也并非所有企业特别适合或胜任软件与服务的竞争力打造，而这通常需要具备以下一些条件和特性的。

　　工欲善其事，必先利其器

　　软件与服务咨询，必须建立在一个集成架构上，能够实现可持续的竞争力塑造。像贝加莱的Automation Studio，就是一个非常强大的的软件架构支撑软件与工程服务的能力。

图10-软件架构支撑全集成创新性开发

　　如图10，在贝加莱的Automation Studio，为大量的基本应用提供mapp的直接复用，因为，这些都是机器的共性部分。而又可以采用C/C++等为“核心技术”、“算法”提供开放的开发支持，这些都是机器的“个性部分”。以及机电模型的协作开发，这是需要探索的部分。在今天，大量边缘计算、人工智能应用中，exOS又为这种软件提供工具与平台支撑，它让控制系统具有使用Linux世界的开放资源，如Python、Java的代码及工程师资源。

　　懂你-解决方案型

　　解决方案型企业不同于产品型企业，它本身必须具备全局的看待问题的视野，以及在长期的系统级开发过程中形成的工程能力、行业认知、专业应用的积累。

图11-贝加莱的软件层次架构

　　贝加莱在中国20余年，一直致力于垂直的行业解决方案的开发，因此，训练出强大的工程服务团队。并且如图11，在软件工程、行业应用、模块封装非常强的积累，这确保提供工程服务的效率。

　　专业型团队的养成

　　贝加莱的销售顾问，几乎都是机电相关专业。很多由内部工程师转岗从事销售岗位，他们本身对机械对象非常了解，因此，在机电咨询方面也有着非常深的功底。他们作为与客户直接的接口，按照垂直行业划分，用行业的语言与行业用户沟通，提供适合行业的机电控制方案。

图12-专业的团队与组织架构

　　按照垂直行业划分的应用工程师团队，可以对用户所在行业有快速的需求把握能力、快速的开发支持，避免犯不必要的错误。为了提升横向的能力，则由机器智能研究院来提供共性算法、机电建模、软件标准化封装工作。在工程实践领域，由超过15年的专家建立底线屏障，他们会评估项目中的风险，难题并避免项目走错路。

　　卓越工程师培训

　　自进入中国，贝加莱的工程师就一直接受着领先的工程培训，并且，通过直接的客户开发服务打造出一对“机器”开发的完美能力。

图13-专业的工程师团队

　　工程师的经验，能够为用户降低开发中的风险，避免走“弯路”，或者造成“推倒重来”的风险。这基于良好的工程思维训练，用户需求导向的设计思维训练、解构与重构，以及在测试阶段的方法与工具使用、实事求是的态度。

　　少走弯路，避免架构的推倒重来，都会为企业降低研发风险、避免成本的浪费、打造出高品质的，能够赢得市场的产品。

　　专业的培训

　　贝加莱的EC培训（Engineering Camp）是高强度的机电工程师培训计划，它在持续为贝加莱及伙伴打造着专业的工程师。涵盖机电控制、软件规范、通信、项目管理、沟通等课程模块。全方位打造工程师能力，这不但为贝加莱提供软件与服务提供持续的兵力支撑，也为贝加莱的合作伙伴、用户提供能力输出。

图14-工程师宿营培养卓越工程师团队

　　专业培训，就是打造可具有创新力、严格工程规范的工程师，降低企业装备开发的风险、形成差异化竞争力、降低不稳定性。

　　软件与服务成为未来竞争力的关键

　　今天，我们都已经习惯于为自己所购买的手机APP支付费用，也为像爱奇艺、优酷视频、喜马拉雅支付年费的方式—这种重视软件和知识产权的氛围正在形成。对于制造业而言，同样如此，优秀的企业正在通过卓越服务赢得客户，也依靠增值服务获得新的收入来源。同样，他们也更愿意为这些来自于专家的知识、企业积累的软件、专业的服务而投入。这一切，代表着产业走向高质量发展的显著信号，也代表着产业的逐渐成熟、理性和注重自身发展的品质。

　　自动化，也正在用更为专业、特色、新颖的服务创新，为用户带来其自身的独特竞争力。并因此，打造软件与服务能力，正在成为自己未来持续竞争力的关键。