作者丁研：和利时系统架构师|自动化的演化路径( 六 )

还是以沙盘为例，指挥官在会议上对各种不同含义模型（士兵，装备，计划）的摆放，实际上就是对沙盘这一“虚拟空间”的编排过程；而当沙盘被布置好，并就沙盘上的模型展开讨论时，模型就成为了各方进行交流的中间媒介。
数字孪生是存在于"数字化虚拟空间"中的模型，因此我们可以将其理解为一门人与机器、机器与机器的交流语言。在工程设计阶段，人会根据自己的设想，将模型编排到数字空间中；之后，计算机会接收工程师创建的工程，并在“理解”模型的含义后，开始完成一系列处理任务；而在计算机运行的过程，各软件还会以数字模型的内容为基础， “思考”下一步需完成的任务，并就各模块间的协同展开“协商” 。
随着工业软件的普及， “数字化虚拟空间”中产生了大量的数字模型；而当把各类模型组织在一起时，跨学科、跨领域的智能制造场景也就随之产生。然而由于各类模型背后技术与标准的问题，也给系统的集成带来了巨大的挑战。
智能制造与工业互联网带来的影响
到本世纪初，自动化技术的应用已经趋于成熟，因此工业企业开始考虑，如何将分散的工业要素（研发、管理、设备）进行整合，从而使企业的效率得到进一步的提升；这便是智能制造概念提出的主要背景。

图12自动化周边环境的变化
除了需求侧的变化外，新产品与新技术的出现，也使智能制造概念的落地成为可能：
·工业研发类软件(CAX/EDA)的普及，使产品设计、工艺设计的效率得到显著提高；
·生产管理系统(MES)的引入开始帮助经营者对生产资源进行全局的分析、计划与调度；
·诸如激光扫描成像、机器视觉、标识（如条形码）等感知技术，开始在质检、生产追溯等领域得以应用；
·计算机性能的提升，以及软件设计思想的改进，也开始在工业中体现价值。
随着技术与市场的外部环境已经发生变化，作为在生产系统中承上启下的环节，自动化系统也在发生改变。
随着工业互联网的发展，融合新型感知与IT技术，与制度化有了更深的融合。在感知层面，自动化系统对诸多新型感知技术进行了集成。
这涉及到了标识技术:通过集成条形码/RFID等标识技术，对产品的类别、位置等信息进行感知；当此类技术与自动化结合时，则可实现仓储自动化(根据产品位置，执行搬运或入库任务)、柔性加工（根据产品型号，变换加工参数）、柔性运输（根据产品型号，决定运输路线）等场景。而在成像/图像技术方面，可以利用机器视觉、激光成像等感知技术可用于检测物体的形状、尺寸、位置等物理特征；视觉系统在与自动化结合后，可实现残次品筛查与过滤、机器人货物分拣等功能；而激光成像技术与自动化的组合，则可实现形状检测（如用机器人扫描整车），车辆碰撞检测（如叉车倒车制动）等功能。
在IT技术层面，自动化系统对新型计算机与网络技术进行了集成。首先是计算技术，通过更强的算力，以及高级算法的引入，实现设备的工况诊断（如震动频率、噪声、转速异常等）；其次是网络技术:通过以太网，实现设备的横向协同（如机械臂为机床上料，装备故障导致运输线停止），以及与IT系统的纵向整合（与MES ， CAX软件的集成）。
由于涉及到一系列新技术的集成，因此西方自动化厂商(欧系为主)也在本世纪初，开始对下一代自动化技术的预研工作；而我们目前在市场所见到的高端控制系统（如PC控制器、产线控制器、边缘计算控制器），也都是那一时期所产出的研发成果。

作 者丁研：和利时系统架构师|自动化的演化路径( 六 )

作者丁研：和利时系统架构师|自动化的演化路径( 六 )