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智能控制器和虚拟工位是什么关系?

文章来源:未知;时间:2020-01-23 22:55

智能设备是数字化工厂的基本单元,但是仅仅有智能设备是无法构建智能工厂的,甚至无法形成智能工厂所需的智能执行层。所以智能设备的概念必须进一步扩展,形成智能单元。

一个智能设备,例如智能AGV叉车,是一个智能单元。一条由多个智能设备形成的智能产线也可以是一个智能单元。一个由多条智能产线形成的智能工厂也可以是一个智能单元。由多个智能工厂形成的智能协同,也可以是一个智能单元。

所有的智能单元都有一个共同的特征,就是它们都是在智能控制器控制下运行的系统。因此智能控制器本身必须是一个可变的结构,既可以控制一个设备,也可以控制一个工厂,甚至是多个工厂组成的更大系统。能实现这种功能的系统结构目前世界上只有一个,就是互联网。因此智能控制器是工业互联网的基本组成单元。

传统的互联网分为控制面和数据面(或称为业务面),控制功能往往只体现在控制域名解析,控制网络路由,控制通讯许可等等。而数据面只是用来实现数据传输的功能。这是由于互联网的主要用户是人,一般假设人知道应该登录什么网站,去获得什么样的服务。如果人不知道应该在什么地方找到相应的服务,那么至少他们知道如何采用搜索引擎找到所需服务。

但是在物联网的环境下,这种假设不成立,就像一台叉车,我们不能假设它可以自己在网上找到合适的服务。除非这台叉车有着远高于目前我们所知的智能化能力,基本上可以把它当作一个人来对待。虽然现在人工智能正在飞速发展,但是要达到这样的目标,应该还需要不少时间。在智能化水平还不够高的情况下,人们想让智能设备知道该去哪里找到合适的服务,所以大多数工业互联网平台都采用了云结构。让所有设备连接到某一个固定的云端,所有服务也放在云端。

由于工业设备的复杂性较高,可靠性安全性等方面要求也较高,再加上各种利益的划分,导致云的方式很难连接到设备,因此逐步发展出很多的变种,包括私有云,混合云,云边端结构等等。采用这些变化的方式,是为了满足某些客户的某些需要。在高喊第四次工业革命的同时,把工业互联网变成一种改进,而不是工业革命,因为它们是为了满足客户需要而发展的,但是前三次工业革命没有一次是为了满足客户的需要而发生的。第一次工业革命的标志是蒸汽机的发明,用蒸汽机驱动的火车遭到了世人的嘲笑,因为火车又大又重又贵又麻烦,还需要铺设铁轨,而跑的速度还没有马车快;第二次工业革命时爱迪生发明了发电机,可是没有人需要用电,即使是在美国政府的支持下,发电机也只能用于执行电刑,而爱迪生也成为人尽皆知的杀人犯法律咨询;第三次工业革命的代表,计算机的发明,也只能用于军方和政府,当Intel发明计算机芯片时,也是被人嘲笑,这种计算机坏了怎么修?

当我们不断寻求如何将现有系统改进1%的的时候,真正的进步不会降临。任何真正的社会进步都是在技术进步的基础上,通过全社会不断开发新应用实现的。

智能单元所依赖的智能控制器,本身应该能够利用IT行业的最新技术,也能利用OT领域的最新成果。所以它应该能用作工业控制器,同时也能够提供云服务。由于智能单元本身可大可小,伸缩性很大,那么这个控制器也应该是分布式结构,可以进行扩展。多个智能控制器应该可以经过网络连接,形成一个更大规模的智能控制器。

智能控制器的控制面负责控制器本身的连接和组织,而数据面形成云平台,实现用户系统的管理和控制功能。用户的功能可能随着行业的不同而有很大的不同,这时应该让该行业的专业人员或者用户自己编写用户程序,这种需求提高了控制面的设计难度。

有没律师咨询有用户编写APP的能力,是划分智能与非智能控制器的分水岭。就像iPhone之前的手机,也有网络能力,e-Mail能力等,为什么不能称之为智能手机呢?主要原由是它们没有让用户编写APP的能力,所有应用程序都是由手机厂商提供的。

用户程序可以看作是一个个具体的控制算法,操作流程,管理流程,运行规则。所有这些动作可以规定一个工位执行。因此用户程序可以称为虚拟工位。

以智能叉车为例,智能控制器应具有连接和控制各种硬件设备的基本能力,这些硬件连接应具有CROSS属性。这样才能真正发挥硬件系统的能力。

而智能控制器的软件,在用户看起来应该是一个个独立的APP,也就是虚拟工位。这些虚拟工位可能包括叉车控制,导航,报警,路径计算,生产任务等等。当然如果叉车上配置了其他硬件设备,就有可能需要增加其他虚拟工位。例如,如果叉车上增加了摄像头,希望采用摄像头实现某种功能,那就应该在控制器上增加摄像头和新任务相关的虚拟工位。当然,有关图像识别的算法有可能很大,或者需要GPU,这些设备不一定能在AGV叉车上的智能控制器硬件中实现。可以通过网络,连接到其他智能控制器硬件上实现。在这种情况下,采用多个智能控制器硬件,通往网络,实现了更大规模的智能控制器。

通过多个网络连接的智能控制器硬件,和智能控制器系统平台,构成了可伸缩的分布式智能控制器平台,为构建智能单元打下了基础。

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