倍福憑借基于 PC 的控制系統(tǒng)、EtherCAT 及其它復雜的技術在自動化領域可謂聞名遐邇。在接受德國專業(yè)雜志 A&D(《自動化和驅動》)Christian Vilsbeck 采訪時,Hans Beckhoff 透露了他為什么一開始并沒有認真對待 PC 控制技術,為什么并不是每個組件都是智能的,為什么缺乏人參與的數字化會注定失敗。
“通過使用強大的基于 PC 的控制技術來縮短周期時間,機器的產量可以提高 2% 到 5%”
A&D:您是物理學專業(yè)畢業(yè)的,那么您最熱愛的肯定是核物理學科。是什么讓您選擇走上自動化這條路呢?
Hans Beckhoff: 我選擇學習物理學是源自我對自然科學知識有一種近乎浮士德式的狂熱追求,我想從根本上了解世界是如何運轉的。在電工家庭中的成長經歷塑造了我性格中的另一面。在學業(yè)結束時,我既擁有了核物理學的科學研究背景,又擁有了來自家庭的實踐和訓練得出的寶貴經驗。物理學和電氣安裝實際上并沒有太大區(qū)別。往往令人興奮的是:有多少技術可以引入到自動化領域中,以及科學成就如何屢屢?guī)硇袠I(yè)的成功。
您很早就開始推出基于 PC 的控制系統(tǒng)。您當時確信這項技術會成功嗎?
Hans Beckhoff: 我是 1980 年創(chuàng)立的公司,當時為機器設備提供基于微處理器的位置控制器。然后,我們給自己的產品添加了各種接口和I/O 卡,直到我們最后通過速度相當慢的接口與 PC 硬盤連接起來進行數據存儲。也正是那個時候,我們意識到這種控制系統(tǒng)的方法是錯誤的 — 我們需要將 PC 本身用作機器控制器。我們從運動控制器中完全刪除了我們的軟件,并在采用微軟 DOS 操作系統(tǒng)的 PC 上實現了這一點。令人驚奇的是,雖然這一做法與當時業(yè)界流行的觀點大相徑庭,但它運行得非常好 — 基于 PC 的控制技術就此誕生了。然而,在那之后,我們意識到,從某種意義上說,由于發(fā)生了顛覆性的變化,我們可能會有失去我們以前的業(yè)務基礎的風險。這也讓我們很恐慌,因為我們知道如果我們得出這個結論,其他人肯定也會得出這個結論。在相當長的一段時間里,我們一直在考慮是否要選擇一個完全不同的解決方案。最終,我們選擇的這條路讓我們站在了 PC 控制技術的運動的最前沿 — 時間已經證明這是一個正確的決定。
除了 PC 之外,您在 20 世紀 80 年代就已經使用光纖網絡了。當時您的想法是否過于超前、過于以技術為驅動了呢?
Hans Beckhoff: 如果我們像其他大型自動化公司一樣,只是在這些解決方案上貼上“Beckhoff”標簽,就沒有人,也沒有任何理由從我們這里購買 — 買家往往會堅持從原來的賣家那里購買。由于我們的技術理念從一開始就非常與眾不同,在自動化這一龐大且具有固有格局的市場中,可能有八成的人無法認同我們的理念,因此大部分人都沒有把我們當回事。但我們從剩下的兩成中贏得了很多具有創(chuàng)新精神的客戶。我們與這些中小型客戶一起開發(fā)、測試并成功交付了許多革命性的技術。
您目前的業(yè)務模式如何?是否也因為工業(yè) 4.0 而發(fā)生改變?
Hans Beckhoff: 在當下,在每一個行業(yè),每個企業(yè)都必須認真思考:他們是否會因此受到影響,什么樣的新業(yè)務模式可能會適用于他們,以及企業(yè)是否需要重新調整。我們這些年來也一直在實踐工業(yè) 4.0 和數字化,但并沒有認真思考這些問題。作為基于 PC 的自動化技術制造商,我們自然處于領先地位,因為我們的解決方案的優(yōu)勢正進一步滲透到行業(yè)意識中。隨著通信帶寬的增加以及向云端拓展,這自然也帶來了新的商機和功能可能性。我們正仔細監(jiān)控這一情況,并正在努力使我們的客戶能夠在早期階段充分利用這項技術。
倍福是一個真正的技術驅動型企業(yè),但軟件正變得越來越重要,特別是在企業(yè)日益向數字化轉型升級的趨勢下。您的關注點也隨之轉移了嗎?
Hans Beckhoff: 其實我們早就已經是一家軟件公司。軟件是我們產品的核心。此外,我們在硬件方面仍有很大的創(chuàng)新潛力。我們所有的產品線都是與公司的業(yè)務發(fā)展戰(zhàn)略相結合的;換句話說,我們希望成為能夠為客戶提供工業(yè) PC、I/O、驅動技術和軟件的領先專家。如果我們掌握了技術,提供高品質產品,并保證創(chuàng)新和獨特價值,我們就能夠一直在正確的道路上前行。硬件和軟件是基礎技術,對于這兩者的開發(fā),我們都是不遺余力的。作為一個技術供應商,我們有責任形成我們自己的想法,給我們的客戶帶來驚喜,可以說,我們成功地做到了這一點。
系統(tǒng)設計中的模塊化和靈活性是機器制造商的重要課題。您在這里有什么解決方案和建議?
Hans Beckhoff: 有很多!就從我們的新標準 EtherCAT P 開始說起。它將EtherCAT 通訊與 24 V、400 V 或 600 V 電平整合到一起,從而使得機器模塊只需要一個插塞式連接器就能夠集成通訊、供電與安全功能。當然,我們也提供很多價格只有幾百歐元同時采用微軟操作系統(tǒng)和板載以太網卡的小型控制器。這些產品都非常適合用于一個單元與另一個單元之間的通信。然而,我們也會對客戶的機器類型進行分析,以了解哪種方式更好 — 集中或分布式控制。我們想要提供集成智能的機器組件,也是考慮到組織機構、生產及經濟方面的原因。當然,功能也是一個方面的原因。如果一臺機器必須控制大量的運動序列,我們總是會建議完全集中式方案。執(zhí)行器、傳感器和驅動器應該盡可能地“傻瓜化”,即中央處理平臺需要擁有“智慧”。對于機器制造商來說,只有這樣才能很方便地更換這些組件,獨立于任何特定的功能。
“我們?yōu)樽约旱目刂破魃a主板。這意味著我們不僅可以提供長達 10 年的長期可用性,還可以根據要求為客戶提供特殊的改裝。”
Hans Beckhoff
中央智能自然也會對計算能力提出要求。但貴公司新推出的嵌入式控制器采用的是 12 核 Intel? Xeon? 處理器,這樣的配置會不會太高了?
Hans Beckhoff: 多核架構與自動化技術結合得非常好。由于多個進程可以并行運行,機器變得更強大。“更強大”也意味著我們可以讓機器的運行周期更短。我們目前正在將一款控制器的周期時間從 2 至5 毫秒縮短至 100 至 200 微秒。然而,我們需要強大的計算能力來實現這一加速。如果周期時間縮短,無論控制在哪里進行,機器都會運行得更平穩(wěn),超調量更少。隨著控制周期時間的縮短,產量可以提高 2-5%。這些都會產生巨大的效益。或者僅僅考慮高級算法、集成化圖像處理和測量技術 — 強大的處理器性能對于很多可能的應用都是一種優(yōu)勢。
另一方面,您是否也認為樹莓派是廉價 PC 控制的可行替代品?
Hans Beckhoff: 如果您將樹莓派封裝到具有合適的電源模塊和工業(yè)接口的堅固外殼中,同時保證 EMC 抗擾度,那么它的成本就會和我們基于 ARM 處理器的標準產品一樣高。話雖如此,我們發(fā)現樹莓派軟件環(huán)境還是令人興奮的。有一陣子,我們一直在討論是否要將樹莓派變種引入市場,將這個生態(tài)系統(tǒng)與我們的產品結合在一起。最終的決定取決于我們確定這樣做能否給客戶帶來足夠的利益。
貴公司還非常重視將測量技術集成到 PC 控制解決方案中。您認為簡易通訊在這里也有優(yōu)勢嗎?
Hans Beckhoff: 是這樣!控制系統(tǒng)知道機器的時序,并能夠記錄相關的測量數據。在使用外部測量設備時,首先必須通過同步信號建立相關性。有了 EtherCAT,我們就擁有一個非常適合用于測量技術的通訊總線供我們使用支配,它可以實時地將輸入數據推送到 PC 內存中。另外,我們已經將測量功能屬性添加到我們的 TwinCAT 軟件中,從而能夠測量機器本身和工件。與單獨的測量技術設備相比它們在集成到控制平臺中時運行得更好。
如何從所有測得的機器數據中“提煉”出附加值成為許多機械制造商和工業(yè)企業(yè)面臨的新課題。您已經擁有諸如 TwinCAT Analytics 軟件等工具,但數字化會帶來多少咨詢業(yè)務呢?
Hans Beckhoff:我們認為自動化和數字化都是相當復雜的課題,我們致力于提供咨詢服務。我們?yōu)榇藬U張了我們在德國的銷售網絡,每150 公里就有一個當地辦事處。我們的業(yè)務最終還是人際關系,因為我們與客戶的自動化工程師之間必須相互理解。大家必須風雨同舟共同處理復雜的任務和問題。因此,我們給客戶提供的是一個整體服務,不僅供應軟件和硬件,而且還會與客戶建立緊密的聯(lián)系,隨時待命提供支持服務。
云計算已經在大數據分析中發(fā)揮了很大的作用。您喜歡哪種解決方案?
Hans Beckhoff:就技術、服務和全球數據中心而言,像微軟和亞馬遜這樣的大型云基礎設施供應商,以及在特殊領域的 SAP 和 IBM,顯然要領先于自動化供應商。因此,越來越多的第三方應用程序在這些生態(tài)系統(tǒng)中運行。作為最早這樣做的自動化公司之一,我們的控制技術早就做好了與大型云供應商進行數據交換的準備,以便能夠優(yōu)化集成它們的深度學習服務和云存儲資源。我們的客戶因此只需“點擊鼠標”就能夠使用市場上最好的云解決方案。
再把話題從云回到您剛創(chuàng)辦公司那段時間。貴公司員工由原來 30 人發(fā)展到現在的 3000 多人。從那時到現在,貴公司的管理風格有什么變化嗎?
Hans Beckhoff:我認為這么多年來,我們公司的管理風格并沒有發(fā)生太大變化,始終堅持營造積極向上、和諧的工作氛圍。我們仍然還是一個技術驅動型公司。在這項技術的創(chuàng)造活動中,我看重的是那些很有獨創(chuàng)精神的員工,他們不僅擁有過硬的技術水平,而且也會建立他們自己獨到的想法。每個人都可以“跳出框框”思考問題,并從中獲得樂趣;每一個想法都通過民主方式進行討論,沒有人會覺得自己傻。緊接著會由一名領導決定是否要跟進某個想法。從這一點來看,沒有太大變化。“信任減少復雜性”的原則仍然適用。如果你信任別人,你就更容易與他們相處,從而可以實現在全球范圍內更快地擴張。以我的經驗來看,這種信任幾乎從未讓我失望過。但是,你必須做好冒險的準備,偶爾還需要從意外的挫折中恢復過來。
倍福很快就會憑借這種“不拘一格的思考方式”所帶來的技術革命再次給我們一個驚喜嗎?
Hans Beckhoff:當然!但我不會告訴你這是什么。
倍福與其他提供全套服務的自動化供應商有何區(qū)別?
Hans Beckhoff: 盡管我們將所有注意力都集中在最先進的技術上,但我們仍然是一個非常人性化、實事求是的公司。當我們的客戶開始了解我們的員工時,他們也會有這種感覺。不僅如此,我們還被認為是一個非常可靠的公司,因為我們非常重視人際信任,我們也會一直堅持這一價值理念。我們的技術驅動力也是一個決定性的因素:我們將持續(xù)改進自動化技術,為客戶提供新的甚至革命性的機器自動化策略。我相信這就是我們所代表的,這也是我們與其他中型企業(yè)和大公司的本質區(qū)別所在,因為他們有時不太愿意改變。