從數字化雙胞胎到仿真機器人 軟體和硬體越來越合拍

記者 | 周小颺 發自德國漢諾威

編輯 |

1

到底是軟體為硬體服務、還是軟體是硬體的驅動？這個看起來不怎麽重要的問題，在某種程度上影響著企業戰略。

但現在，軟體和硬體的鴻溝變小了，變得越來越合拍了。工業軟體在工業物聯網的助攻下，用數據將軟體和硬體之間的流通之路慢慢探開。

這從2019年漢諾威工業博覽會上頻繁出現的數字化雙胞胎（Digital Twin）、仿真機器人身上可見一斑。

西門子在展館外的廣告。攝影：周小颺

本次漢諾威工業博覽會的“C”位展館9號展館中，顯示的是西門子的球衣廣告牌。這件球衣是用玉米製成，它講了一個中國新疆企業用玉米替代傳統的石油化工，合成聚酰胺製作服裝的故事。

從玉米到球衣的背後，是西門子為中國新疆烏蘇凱賽生物產業有限公司設計的數字化工廠。

這家數字化工廠涵蓋了產品設計、生產規劃、生產工程到生產製造和運維的整個生命周期。

凱賽的數字化工廠成為西門子的樣板案例，不僅因為它是西門子在過程工業中的數字化樣本，也由於它採用了數字化雙胞胎，在虛擬環境中模擬、測試並調整現實的產品及設備，虛擬和現實互動，提高了產品從設計到排產的效率。

這背後是西門子經典的DCS控制系統Simatic PCS 7和工廠資產數字化管理系統COMOS的結合運用。

Simatic具有61年歷史，是西門子自動化的象徵和驕傲，它能夠保證工廠設備連續生產。

COMOS則將涵蓋工藝、電氣等在內的工廠資產集成為數字化模型，成為數字化雙胞胎中虛擬的那一個“胞胎”。這個以3D模型樣貌呈現出的和現實工業場景一樣的“兄弟”，來自設備提供的數據。

數據通過工業物聯網平台，形成了一面鏡子，使現實設備在鏡子面前看到鏡中的自己。模型相像的準確度，則要依賴工業軟體。

這正是工業巨頭們從數年前開始收購工業軟體、想要實現軟硬結合的初步成果。通過工業物聯網平台，數據將割裂的軟體和硬體逐漸形成閉環。

法國工業巨頭施耐德電氣亦是如此。

位於11號館的“綠巨人”施耐德電氣，在此次展會上集中展出的硬體應用包括：數字化電機控制與保護系統（TeSys island）和Modicon M262邏輯與運動控制器。

這些硬體應用，是為了讓設備製造商能夠輕鬆地將施耐德電氣的工業物聯網EcoStruxure功能集成到新的機器和現有機器中。

“綠巨人”在此次漢諾威工業博覽會上重點展出的還有AVEVA。它是專門幫助製造商打造數字化雙胞胎的軟體。

施耐德電氣的工程師在介紹AVEVA。攝影：周小颺

“確切地說，現在的AVEVA已經是基於EcoStruxure上應用的工業APP了。”施耐德電氣全球戰略分析主管Harold Balemans對界面新聞記者說，“AVEVA已經通過一個平台，將它自己的數據整合到EcoStruxure上，從工業軟體成為工業APP。”變成工業APP，意味著設備商客戶可以直接應用。

2017年，施耐德電氣斥資5.5億英鎊，與英國軟體巨頭AVEVA成立了新合資公司。施耐德電氣佔股60%。這多少彌補了施耐德電氣早幾年前想要收購AVEVA但沒能成功的遺憾。

雙方成立合資公司，在於工業領域不斷發展的數字化雙胞胎的需要。數字化雙胞胎已經在上述西門子案例中已經採用，其工廠級的解決方案，對於低壓配電設備在全球排第一的施耐德電氣來說，至關重要。

與先行一步的西門子相比，施耐德電氣迫切要形成完整的解決方案。

工業展館裡，最熱的除了各家設備商所展示的“數字化雙胞胎”，還有多年前曾被熱炒、今年又翻紅的“人工智能”。人工智能的背後是機器學習。

日本自動化及電子設備製造商歐姆龍，連續三年在漢諾威工業展上展示了能夠和人類對打乒乓球的機器人Forpheus。

這次出現的Forpheus不像前兩年只會機械地推擋球那麽簡單了。它能夠向對手發起進攻。

歐姆龍帶來的第五代機器人，已經懂得向對手進攻。攝影：周小颺

Forpheus左側的顯示屏上同步出現現場對弈的虛擬場景，這是它通過機器視覺捕捉到的對手動作。通過擊球和接球收集到的對手數據，Forpheus開始調整自己的競技水準。這是它的最新功能，即通過數據分析對手的弱點，選擇進攻。

德國自動化技術廠商FESTO以仿生學習網絡（Bionic Learning Network）著稱，其生產的仿生機器人能夠模仿蜘蛛、蝴蝶等。在11號展館，FESTO將展台布置得跟工廠實驗室一樣。

FESTO果然帶來了仿生學機器人手臂，依靠力學、機器視覺等傳感器，它能夠模仿人類的抓取動作，實現人機協作。

FESTO帶來的仿真機器人手臂。攝影：周小颺

在17號展館，首次以整體公司形象參展的中國沈陽新松機器人自動化股份有限公司（下稱新松機器人，300024.SZ），展示了三種不同類型的協作機器人。最著名的是“咖啡服務生”機器人，它通過模仿人類，能夠完成從磨咖啡豆到像服務生一樣、將煮好的咖啡端送到顧客手中的完整步驟。

新松機器人展位上的員工對界面新聞記者稱，這款機器人突出的是機器人學習、協作的創意和創新，真正推廣商用的話，目前仍然非常昂貴。

新松展示的著名的“咖啡服務生”機器人。攝影：周小颺

機器人學習和仿真，也是建立在數據的提取和分析上——數據成為軟體和硬體融合的橋梁。

工業巨頭們顯然和軟體開發商們考慮的不一樣。他們在小心翼翼地用數據彌合軟體和自動化硬體兩張皮，同時努力保持底色和工業基因。