本期导读
大量智能设备的导入应用，让越来越多制造型企业对生产制造过程中的降本增效与高品质生产，产生了更高的追求。但与此同时如此多的智能设备也带来了海量数据的分析处理。大部分的中国制造企业是难以面对如此多元算力的挑战，如何解决这一问题呢？
2015年至今，中国机器人装机量从25万台猛增到了100万台；2015年至今，中国数控机床、PLC的市场规模从1400亿元增长到了2000多亿元。
光是从数据层面来看，就足以见自动化、智能化的浪潮已经深入中国制造的广阔腹地了。大量智能设备的导入应用，让越来越多制造型企业对生产制造过程中的降本增效与高品质生产产生了更高的追求，但与此同时如此多的智能设备也带来了海量数据的分析处理。
据了解，2020年，一家智能工厂一天就可以产生1PB的数据。
可以想象，如果这些海量的“边缘数据”全部传输到网络上，对于任何企业的计算系统都会产生巨大压力，更何况这还只是涉及到数据上传，不包括数据的分析、处理与交互，大部分的中国制造企业是难以面对如此多元算力的挑战。
于此，边缘计算应运而生。它是数据中心智慧算力向边缘侧的延伸，能够满足制造企业在数据贯通、实时业务、数据优化、应用智能等方面的关键需求。通过在更靠近制造的加工设备端部署边缘节点进行本地化的感知、决策、控制、分析一体化，可在降低网络需求的同时提高响应实时性，有效提高现有工业互联网平台处理能力，发展云-边-端一体化平台成为工业互联网平台的新方向。
研华率先把握了这一发展趋势，在边缘计算领域布局已久，可为客户提供从边缘计算、边缘控制、边缘可视化等一系列产品与解决方案，从硬件到软件，从产品到平台，可满足现场各类高性能计算处理，实时可靠运行以及灵活快速的人机交互显示等多种边缘计算需求场景，推动各产业的数字化、智能化深度变革。
研华边缘计算产品大家族
例如，面对需要高性能平台处理复杂计算场景的设备制造企业及工厂现场，研华可提供多种高性能边缘计算平台；
在需要高实时性与高可靠性要求的设备控制现场，同时需要将信息化与自动化融合的应用中如运动控制，高速实时I/O控制，研华提供基于IEC 61131-3编程标准的边缘控制平台；在客户需要灵活显示与人机交互时，研华可提供边缘可视化平台。
从工控机起家的研华，在工业控制领域早已遥遥领先，产品愈发成熟，本文将首先从研华的边缘控制产品及解决方案为始，为产业上下游深度解析研华数字化变革的第一块基石。
迈向大算力时代
事实上，与欧美以及日本等地区和国家优秀的制造企业相比，中国制造业水平仍然有很长的一段路要走，其中一个重要的原因就是中国制造企业在落地AI、IoT等技术支撑的应用时，发现边缘侧的算力不够强大。
具体到落地层面而言，稍有规模的企业主都会意识到边缘计算技术是工厂提升智能化、数字化水平的关键技术，当他兴致勃勃地准备导入相关设备与技术时，会发现目前大部分的边缘计算设备成熟度低、稳定性差；例如以往工厂应用的工控机或者小盒子，工作一周就要下线10分钟，那么因为产品稳定性不佳而造成停工，生产进度怎么办？产能跟不算怎么办？这笔帐企业主会算得清清楚楚，明明白白，如果不能完全消除客户的这些顾虑，那么它们都将成为边缘技术深度市场化的阻碍。
不仅如此，在数据处理层面上，边缘计算也对数据的本地处理能力提出了更高要求，它需要将原有云计算模型执行的部分或者是全部计算任务迁移到网络边缘设备上，降低云服务器的计算负载，减缓网络带宽的压力，提高万物互联时代数据的梳理效率。很显然，传统的控制器已经无法胜任这样的工作。
与此同时，传统的数字化升级方案需要组合PLC、PC、网关、SCADA软件等多种不同领域功能的产品于同一系统中通过系统集成实现工业物联网方案，系统架构复杂，成本昂贵且面临极大安全风险。
无论是产品的成熟度与稳定性，还是到数据的处理上升至数字化升级方案的落地实施过程中存在的种种问题，客户与市场都在呼唤着产品力更“硬核”、“一机多能”与“多机联动”、全面互联的解决方案。
研华工业物联网边缘控制方案系列融PLC自动化技术与PC信息化技术，将PLC控制器、PC、网关，运动控制、I/O数据采集、现场总线协议、机器视觉、设备联网等多领域功能集成于同一控制设平台，可同时实现备运动控制、机器视觉、设备预测维护、设备联网，数据分析和优化控制、数据可直接连接至工业云平台，在边缘侧协同远程工业云平台实现智能产线控制。
模块化边缘控制器
首先在边缘控制产品侧，研华推出了新一代模块化边缘控制器AMAX-5580系列，其高性能的处理能力，开放的平台以及强大丰富的扩展能力，给自动化从业者提供更优质的解决方案。
从产品特点上来看：
AMAX-5580是业界最小、速度最快的开放式平台之一。它结构紧凑，高度为10厘米，插片式I/O模块全部安装在标准DIN导轨上，安装在设备控制柜中时无需额外的钻孔或机械装置，不仅节省了空间，而且允许工业设备跨越边界。
高速处理，提高机械效率——AMAX-5580系列配备Intel第六代Skylake Core处理器。控制器的两侧采用标准PCI Express高速接口和EtherCAT通信协议设计，可提供高达100 Mbps的传输速度。它可以大大提高AMAX-5580在传输和处理大数据时的实时性和准确性。
灵活扩展，满足多元化需求——AMAX-5580采用模块化EtherCAT I/O和PCI Express接口的设计，为用户进行数据采集、控制、传输提供多样的I/O和通信模块。在保持可扩展性，准确匹配的同时满足实际需求，避免额外的设备资源浪费。AMAX-5000 IO支持IEC 61131-3 PLC编程语言，也支持C/C#高级语言，标准EtherCAT保证采集控制实时性。
高度整合信息化与自动化技术——AMAX-5580整合了传统的PLC与PC平台优势。可以在一个平台中运行自动化的高速数据采集，运动控制，机器视觉，逻辑控制；同时实现信息化的数据库，云平台交互，兼顾第三方软件集成，使设备制造商更容易整合IT与OT的应用。
研华边缘控制解决方案
研华边缘控制解决方案系列可以根据不同设备及场景控制需求提供最优解决方案。在同样的软件环境下根据需求使用最佳硬件，助力智能制造从业者聚焦算法方案，优化迭代核心价值，实现柔性产线、设备自动化、产线设备状态监测及工厂环境监测等设备应用。
研华边缘控制解决方案
研华CODESYS系列控制器是面对设备自动化往融合信息化智能装备转型时的全新控制方案。
研华在自身擅长的多种X86平台上搭载实时软PLC软体，同时打通软PLC与数据库、云平台接口，实现高实时性自动化控制同时，保证开放性的信息化对接与处理。
开放式平台和多种性能处理核心可以灵活的适用于复杂多变的工业环境，从需要稳定实时的逻辑控制到高处理性能及更多接口的整合运动控制与机器视觉应用场合，甚至多个设备连接的柔性加工产线，研华CODESYS控制方案都有合适的控制器帮助客户实现。
在无缝整合IT（信息化技术）与OT（自动化技术）的同时，研华CODESYS边缘控制器底层依然采用大家的熟悉的编程方式，方便客户的设计使用与安装。
边缘控制方案优势
稳固数字化转型基石
从技术落地层面来看，边缘计算，并非简单地将边缘计算技术与工业自动化进行叠加，而是需要将边缘计算发展出来的一些开放式的IT与CT技术、架构和解决方案，融合进工业制造中相对封闭的OT设备上，增强或替换原有的实现方法。
在融合初期，边缘计算主要是辅助和改善现有的成熟工业自动化技术，引入诸如AI和数据驱动等新型IT技术，对一些之前在OT领域难以解决或方案成本过高的问题，提供一些值得尝试和可落地的方案，用以进一步提升制造和管理过程的效率与集成度。
在完成融合初期的目标之后，边缘计算技术向下一阶段进阶，按照“工业4.0”等热门规划，对工业制造全流程、商业模式进行革新时，为其提供可用的基础支撑技术和作为概念落地的执行载体的一种选择。
根据目前的市场发展进度来看，边缘技术目前还处于融合初期，主要帮助客户解决降本增效、满足严苛生产品质的追求，同时为客户的数字化转型搭建好底层技术基础。
研华充分利用自身二十余年的技术与千行百业行业应用沉淀的优势，助力客户这一目标的实现。
研华3C镜头模组检测方案配置
在3C镜头模组检测方案中，相机镜头滤光镜片生产结束后，需要做对产品品质做严格检测，因此需要自动化上料、AOI视觉检测，通过机械手剔除料盘中的NG品并补充OK品，所有数据还要上传MES数据终端备份追溯。
在该应用案例中，客户提出的需求包括：新的零部件加工厂商自动化程度提高，需要整合机器视觉，机器人，下位PLC，高实时I/O及多轴控制；需要信息化平台和接口，允许管理软件和MES系统对接，实现产品派单，质量追踪以及整厂能效管理；对于自动化部分，需要高实时模拟量采集，机器视觉配合运动控制做到高精度检测和加工。
研华通过分核架构整合IPC+PLC，一个平台实现机器视觉，运动控制，机器人控制，分布式IO及数据库功能，提高稳定性、降低成本，实现柔性加工；与此同时支持IEC 61131-3编程以及高级语言编程，工程师可以选择自己最熟悉语言开发；整个系统同时兼容IT与OT，工程师团队更容易配合分工，3个月项目工期，提前1个月即交付项目。
在天车行业解决方案中，为了改善工人工作环境，提高吊装精度及效率，传统天车行业逐步导入ERP，MES等信息技术，同时结合已有自动化技术，实现生产管理数据与库区物料信息数据无缝对接，提高作业精度与效率，使库房管理水平达到新高度。
研华智慧天车解决方案
项目需求：
● 智慧天车需要防摇装置、3D扫描成像、编码器、激光测距仪，上传数据库等多个接口功能以及高性能处理器处理复杂计算与分析。
● 客户工程团队有PLC编程背景工程师，也有C#编程背景工程师，需要一套平台兼容PLC与高级语言。
● 传统使用IPC+PLC方案，但是现场环境温度高，传统控制系统非宽温，导致系统稳定性降低，宽温系统是通过网线连接，多节点对系统稳定系提出挑战。
● 传统天车系统需要借助信息化MES提高作业效率和管理水平，同时要通过自动化系统提高作业精度。
方案优势：
研华AMAX-5580控制器支持Modbus/CANBUS/串口/模拟量等接口，解决多部件集成问题。6代I5级别处理器，解决复杂算法需求；带有无线WIFI，ODBC，MQTT等接口及协议，信息直接上传MES系统。
● 研华方案支持实时稳定PLC内核CODESYS，支持PLC编程；同时开放的Windows系统兼容高级语言等第三方算法软件。
● AMAX-5580嵌入式无旋转器件的-10 ~60°C宽温设计，内部无接插器件，整机经过严苛环境考验，提高系统稳定性。
● AMAX-5580借助信息化接口及优化算法，提高管理能力及吊装效率，PLC内核稳定实时，提高吊装精度。
在储能行业，能源互联网技术持续升级，我国储能行业需要技术国产化，调度快速化，系统接入友好化，分析智能化，通过先进控制调度方案，实现调峰调频、峰谷套利、支持本地监控与远端监控联动，并且适用于多种储能场景安全快速施工，最终实现安全高效的能源存储及调度的目的。
项目需求：
● 储能EMS系统AGC需要稳定可靠控制方案，基于IEC 61131-3编程维护
● 需要方案国产化自主可控，使用Linux系统，支持储能方案优化算法
● 需要Modbus，CAN，104协议，与BMS和PCS友好接入，更快的响应速度
● 国际知名品牌控制方案，可以做到及时专业技术支持，稳定可靠
● 支持多点I/O信号采集
方案优势：
● AMAX-5580边缘控制器嵌入式无风扇设计安全稳定，内置CODESYS支持标准IEC 61131-3开发编程。
● 昆山加工制造，Linux操作系统，方案技术自主可控。
● 自带多种总线接口及通讯协议，配合电力网关实现104协议串联，快速接入BMS与PSC系统；配合客户优化算法可以实现1s~2s电网自调节速度。
● 研华38年工业PC国际公司，从品质，交付，售后全流程质保及服务。
● 基于EtherCAT本地及远程I/O模块，高速灵活采集控制现场设备状态。
总结
研华的边缘智能解决方案及服务在千行百业的应用案例不胜枚举，发展至今，在边缘智能领域，研华始终是先行者与引领者，以全栈边缘智能大脑应对大算力时代的全新挑战；毫无疑问，算力越强，设备也就越智能高效；数字化转型的底层基础亦将稳如磐石。未来，研华将继续携手生态合作伙伴，借数字化之力，重塑商业模式！
