贝加莱：创新无边界，智能自动化创造更美好的未来

作为全球工业自动化领域的领导者之一，贝加莱（B&R）始终致力于将前沿技术与领先工程相结合，为几乎每个行业的客户提供面向机器与工厂自动化、运动控制、HMI和集成安全技术的完整解决方案。

◎ 文/ e-works杨培 陈静 黄培

自1996年进入中国市场以来，贝加莱一直坚持以创新技术成就客户，帮助众多中国客户战胜了一个又一个的行业挑战，并引领和见证了中国工业自动化产业的创新发展与变革。而随着2017年7月正式加入ABB集团，成为ABB机器人与离散自动化事业部机械自动化业务单元，贝加莱也走向了更大的发展平台和更广阔的发展天地。
那么，贝加莱自创立以来始终走在技术创新前沿的秘诀是什么？贝加莱在成就客户、提升客户竞争力方面有哪些独门绝技？在加入ABB集团后，贝加莱有哪些变与不变？贝加莱（中国）近年来在推进本土化战略方面有哪些重要举措？带着这些问题，e-works数字化企业网总编黄培博士于2023年7月26日专访了贝加莱工业自动化大中华区总裁肖维荣博士，同时也就如何推进绿色制造和智能制造、如何培养新一代的自动化工程师等话题展开了深入交流。


图1 贝加莱工业自动化大中华区总裁肖维荣博士

Vol.1

以市场与客户需求为中心
创新无边界装备制造是整个制造业的基础，常被誉为“工业之母”，不仅为国民经济各行业提供技术装备，也更是各行业产业升级、技术进步的重要保障。在智能制造新时代，推动装备制造业转型升级与高质量发展已是必由之路。而对于装备制造企业而言，要想从价值链中低端迈向中高端，同时构筑起成本、效率、质量、交期等竞争优势，势必要借助创新技术，打造抢占市场先机的“引擎”。实际上，贝加莱作为始终以创新科技引领自动化发展的领导者，一直致力于技术研发并以满足客户需求为使命，帮助装备制造企业应对复杂与不确定性挑战，构建长期、差异化的竞争力。贝加莱总部位于奥地利Eggelsberg，由Erwin Bernecker先生和Josef Rainer先生于1979年共同创立，经过40多年的发展，目前已成为全球工业自动化领域的领导者之一，并形成了完整的自动化产品线，涵盖了控制系统、分布式I/O系统、人机界面（HMI）、工业计算机系统、运动控制系统、DCS过程控制系统、现场总线、安全技术、视觉系统等，可全方位支持自动化行业的配套应用。对技术创新的孜孜追求，是贝加莱的鲜明特征。自创立以来，贝加莱一直致力于通过持续的技术创新，不断重新定义自动化工程的未来。例如，在PLC普遍采用8位微处理器控制，使用指令表和梯形图作为主流编程方式的年代，贝加莱就已经可以使用C语言进行PLC编程，并可将CNC控制功能集成到PLC。而且，贝加莱于1994年在德国汉诺威工业博览会首次推出的基于分时多任务操作系统的新一代PLC，也称为PCC（Programmable Computer Controller，可编程计算机控制器），颠覆了以往PLC的概念。它既有传统PLC的稳定性和可靠性，又有PC的复杂算法设计、浮点运算能力，可采用高级编程语言实现复杂的算法设计，将复杂的回路调节、时间严苛型任务、CNC运动控制集成于一体，赋予了机器更高的工艺实现能力。贝加莱也几乎是第一个抛弃脉冲与模拟量控制，基于实时网络技术进行伺服驱动器研发的自动化厂商。再如，近年来，工业软件及其背后知识、基础理论研究、工程实践以及数据等的重要性逐渐为业界所看重，并衍生出“软件定义机器”、“软件定义制造”等相关概念。但实际上，贝加莱早在20多年前就已经意识到软件对于自动化未来发展的重要意义，并先后于1997年和2012年推出了集成开发平台Automation Studio和模块化mapp（modular application）技术，通过知识和经验的固化和复用，助力用户快速打造智能化应用。据肖博士介绍，Automation Studio集成开发平台具有多功能、多目标、多潜力等特点，它不仅是编程工具，更能实现产品全生命周期管理、实时网络连接、节能控制等，可用于PLC、工控机、人机界面（HMI）、变频器、伺服驱动、柔性输送系统、机器视觉等对象，同时也嵌入了丰富的行业Know-How和专业库（如张力控制、印刷套色控制、灌装曲线等）。Automation Studio集成开发平台上的模块化应用mapp，其价值在于可以将各个领域的行业Konw-How封装为模块化的标准件，不仅能提升机器制造商开发自有解决方案的便利性和重用性，方案一旦验证过后无需重复开发，实现固化和复用，而且也可通过封装、不同的模块化组合与集成，帮助用户实现差异化的竞争优势。


图2 基于mapp的机器模块化开发贝加莱也一直是开放自动化的倡导者和引领者，并长期致力于推动IT与OT的融合。例如，早在2001年，贝加莱就研发推出了Ethernet POWERLINK实时以太网技术。作为全球首个投入使用的开源实时以太网技术，Ethernet POWERLINK主要用于在标准以太网介质上解决工业控制及数据采集领域数据传输实时性，目前已广泛应用于工业控制领域。2007年，贝加莱将开放且真正独立于现场总线的安全协议openSAFETY推向市场，使得不同总线的安全系统能够得以互联，并能以极强的开放性适应未来工厂的各种变化。exOS增强跨界操作系统则是贝加莱最新推出的旨在将IT与OT世界连接的技术，它使得将开源Linux软件集成到工业控制系统中成为可能，为机器制造商提供了更为广泛的创新设计可能性。而且，贝加莱作为OPC UA over TSN的先锋力量，也致力于与全球产业共同推进OPC UA与TSN标准的成熟，并集成于自身产品。


图3 exOS为连接IT与OT搭建桥梁对于为何贝加莱能始终走在技术创新前沿，肖博士给出答案的是“贝加莱创新无边界”，贝加莱在各个阶段的创新都是为了满足市场及客户的需求。
肖博士解释道，贝加莱在技术创新上从来是不循规蹈矩的，只要能为客户带来差异化、个性化的竞争优势，贝加莱就会着力进行研发创新和超越。贝加莱在各个阶段的技术创新都取决于市场及客户需求，有边界和无边界的核心点也在于市场及客户是否需要。包括贝加莱近年来推出的柔性输送系统和集成机器视觉等，其目的也都是为了最大限度地满足市场和客户的需求。

Vol.2

打造自适应制造闭环
应对不确定性挑战当前，在劳动力短缺、消费者个性化定制需求突出以及市场的不确定挑战增加等多重因素驱动之下，制造业随之追求更低的生产成本、更高的生产效率，更柔性化的生产制造能力，更为简单的运营管理，以及可持续的竞争力。而这也正是贝加莱在今年举行的“赋能机器创新开发”创新日活动上，创新性地提出“自适应制造（Adaptive Manufacturing）”理念的主要原因。肖博士指出，“自适应制造”是贝加莱为应对消费端市场变化与不确定性挑战而提出的制造理念，旨在帮助用户打造应对变化的能力。这是因为，随着消费端市场需求发生变化，个性化定制化需求快速兴起，制造业的生产制造模式正从传统的单件产品大批量制造转向个性化产品大批量定制，并且也需确保成本与价格优势，这个时候就需要以数字化手段来应对。据肖博士介绍，“自适应制造”所要达到的关键目标是“零停机换型”，也就是对于产品的变化可以快速地切换，而无需向传统生产那样需要大量的机械调校；而且产能效率可以支撑产品快速上市，针对小批量生产也能实现商业上的盈利。自适应制造是贝加莱经过长期开发、不断打磨，形成的完整制造体系，并有着各类成熟的数字化技术作为支撑，包括机器视觉的自感知、数字化连接OPC UA FX（Field eXchange）、智能分析与决策软件、智能执行-机器人与输送技术等。整体来说，自适应制造是将“自感知”、“自学习”、“自决策”、“自执行”构成一个完整的闭环，它仍然是一个内部完整，而又松散的组合，其宗旨在于解决“变化”的问题。


图4 构建自适应制造的软硬件架构这其中，贝加莱的机器视觉在自适应制造体系中的价值在于智能感知，它将镜头、相机、光源进行了集成，并在本地进行图像处理和判断；通过统一的网络，它可实现与其它自动化单元（如伺服驱动系统、机器人、输送系统等）实现微秒级的协同。OPC UA FX的意义在于能够在制造系统间形成“同一语言”并“实时交互”。贝加莱作为OPC UA FX的积极推动者，其PLC、工业PC与HMI产品都支持OPC UA通信标准，这使得自适应制造系统能够与外部的MES/ERP、包括云端的系统进行统一的语言交互。智能分析与决策软件是自适应制造的“智能大脑”。自适应制造所需的“智能大脑”分为两种形式，一是物理建模，它基于因果推理、预设程序应变，可通过数字化方式实现；二是数据驱动建模，更为适合在机器运行过程中，它是通过实践让机器变得越来越聪明。在物理建模方面，贝加莱的Automation Studio集成开发平台可以与MapleSoft、MATLAB/Simulink、IndustrialPhysics等通过FMU/FMI接口，实现控制算法开发以及机电协同仿真。在数据驱动建模方面，贝加莱的exOS增强跨界操作系统，可实现IT事件驱动型任务与OT周期性任务之间的协同。
在智能执行方面，贝加莱的柔性智能输送系统ACOPOStrak和ACOPOS 6D，作为颠覆性的技术，可有效解决大规模和定制化场景中的成本和效率问题：一方面，柔性智能输送系统通过大幅简化机械系统设计，可减少生产重组的时间与工程消耗，降低日常维护的成本，并避免因机械磨损而影响品质的稳定性；另一方面，柔性智能输送系统通过“连续流”形成效率的最大化，降低传统产品无法自由流动带来的系统瓶颈，从而释放产线潜能，同时数字化的编排和通信流，还可以让生产的管理粒度更小，响应更快。

Vol.3

加快本土化进程
扎根中国服务中国贝加莱于1996年在上海成立子公司，自此进入中国市场。27年来，贝加莱始终坚持以技术创新为导向，并从最初的为中国市场单个客户提供个性化的自动化解决方案，到立足行业Know-How及应用需求，以行业应用解决方案为核心，为行业内客户提供创新和富有竞争力的自动化产品和技术解决方案。这使得贝加莱不仅在中国市场逐渐站稳了脚跟，而且销售额也一直保持着高速增长态势。如今，中国市场已成为贝加莱在全球的第二大市场。这实际上也得益于贝加莱持续推进本土化战略，不断加强对中国市场的快速响应能力。自进入中国市场至今，贝加莱已建立起了辐射全国的应用开发、方案咨询、技术支持服务网络，实现了本地化的应用开发和行业专家团队支持。2008年，贝加莱在上海成立了方案研究院，设置了垂直行业专家团队，包含技术、销售等，深入钻研行业热点及工艺，研发有针对性的行业解决方案，同时为具有共性的行业解决方案提供软件的封装，以提高自身的行业方案效率。自2018年起，贝加莱（中国）筹备设立机器智能研究院（MITC），作为贝加莱在海外的首个研发中心，其构建了由机电建模与仿真、机器学习、算法、软件工程等专业团队构成的研发队伍，致力于在预测性维护、生产工艺、节拍优化和机器视觉等领域为本地用户解决生产过程中的瓶颈和痛点，赋能客户机械设备附加值和竞争力的提升。值得一提的是，由于自动化工程师在支撑自动化方案落地和应用方面发挥着关键作用，特别是在当前大力推进智能制造背景之下，自动化技术也越来越复杂，越来越呈现出多学科融合的特征，产品生命周期也越来越短，对自动化人才的要求越来越高，因此，贝加莱也十分注重新一代自动化工程师的培养，以持续响应中国市场对于智能制造、智能工厂解决方案的迫切需求。肖博士指出，在智能制造背景之下，新一代自动化工程师的培养可从两方面着手：一是校企合作，让自动化人才在校学习期间就能接触到工业界最前沿的技术、理念与方案；二是通过培训手段来缩短自动化人才的适应时间，让其能尽快适应工作。而且，这也正是贝加莱长期以来在坚持做的事情。在校企合作方面，自1997年开始，贝加莱先后在国内众多知名高校和职业院校建立了有专业特色的工控实验室，并于2006年发起和创建了“贝加莱学界联盟”，致力于将产业前沿技术、工程开发的方法与规范引入大学课堂，并通过与高校教师联合编写各类教材，开展学界学术交流会议以及大学竞赛等多种形式的合作，促进先进技术、工程创新思维获得更为广泛的传播。在培训方面，贝加莱于2008年开始将总部的EC培训（Engineer Camp，直译为“工程师宿营”）模式引入中国，旨在持续为贝加莱及伙伴打造具有创新力、严格工程规范的工程师，降低企业装备开发的风险，形成差异化竞争力，降低不稳定性。贝加莱的EC培训是高强度的机电工程师培训计划，它既涵盖了机电工程、通信、软件工程、项目管理等课程模块，也包括沟通、表达多维度的技能训练。通过EC培训的工程师能够快速成为具有现场问题解决能力的独当一面的工程师，快速提升其职业技能。


图5 贝加莱EC培训的构成据肖博士介绍，如今贝加莱（中国）正在加快本土化进程，在加强原有的本地化应用开发支持、人才培养培训等服务支持的基础上，也在逐步推进伺服电机、伺服驱动器、工控机、变频器、PLC等产品的本土化生产。
“为了应对中国市场的快速发展，提高本土化程度是必须的。贝加莱（中国）也是上海市政府认可的跨国公司地区总部企业。本地化生产的最大特点是可以缩短交付周期，并能提升在当地的服务、维修能力，对客户是非常有好处的”，肖博士表示。

Vol.4

升级品牌理念
智能自动化创造更美好的未来在肖总看来，专而精，是贝加莱相较于市场上其它自动化厂商的独特优势所在。“专”即专注，贝加莱一直致力于引领自动化技术创新前沿，在技术创新方面更为专注；“精”即精湛、精耕细作，贝加莱始终坚持以工匠精神精耕细作垂直行业，以精湛的产品与技术，为行业客户提供更具竞争力的解决方案。也正是基于这些特点，贝加莱能够帮助客户解决复杂问题，应对极端挑战。2017年7月，贝加莱正式并入ABB集团，成为ABB机器人与离散自动化事业部机械自动化业务单元。在谈及贝加莱加入ABB集团后的变与不变时，肖总表示，不变的是贝加莱的技术与创新优势，明显的变化则是贝加莱走向了一个更广、更高的平台。借助于ABB集团的机器人、电机与传动、传感器和ABB Ability平台等产品系列，以及广泛的用户和市场资源，贝加莱拥有了更为完整的解决方案输出能力。在并入ABB集团后，如今贝加莱的口号和理念也由“完美自动化（Perfection in Automation）”提升到了“智能自动化创造更美好的未来（Intelligent Automation for a Better Future）”。总表示，相比于“完美自动化”强调将所有知识和创造力都投入到引领潮流的创新产品开发中去，专注于技术的引领和创新，“智能自动化创造更美好的未来”则强调的是对客户需求的全面关注，也包括节能、绿色发展等，同时贝加莱也将作为ABB集团在机械制造领域的补充。贝加莱依然是拥有创新基因的贝加莱，也将是完全融入ABB集团的贝加莱。这同时也意味着，贝加莱要推动业务模式的转变，要从全球工业自动化领域的技术领导者走向技术与市场领导者。为此，贝加莱基于ABB集团的广阔发展平台提出了五大战略：一是技能提升，也就是贝加莱在全球的每个团队和个人都要做到技能提升；二是加速创新，为用户提供优于竞争者且更具性价比的产品技术与解决方案；三是从生产、销售等各个方面提升，包括提升生产产能、增加订单量和销售额等；四是战略解构和实施；五是实现全球本土化。同时，为了建立和巩固在全球工业自动化市场的领导者地位，贝加莱近年来也将原有的直销方式加快转变为直销与分销相结合的方式，在继续为客户提供零距离服务的同时，也通过扩展生态圈，建立和壮大渠道伙伴生态体系，从而增强贝加莱的业务触角，提升贝加莱在各个区域及领域的解决方案服务能力。贝加莱的渠道伙伴被定义为“价值提供商（Value Provider）”，他们通过将贝加莱在机器与产线领域的行业积累转化为内生能力，然后服务于贝加莱自身业务难以触及的更为广泛的市场区域，从而让贝加莱的行业解决方案价值得到更大的发挥，并提供更为便利的当地化服务。如今，伴随着制造业加快迈向智能制造与绿色制造新时代，绿色低碳高质量发展成为主旋律，贝加莱的智能化和节能减碳解决方案已经在印刷包装、塑料、制药、新能源（如光伏、锂电、风能）等领域广泛应用，为提升其整体效率、促进行业快速发展做出了突出贡献。基于贝加莱的前沿探索与创新实践，肖总也为制造企业如何推进绿色制造、智能制造和转型升级提出了相关建议。肖总指出，绿色制造是一个长远的课题，中国制造企业要从快速反应、成本竞争、粗放型规划，走向高质量制造、高水平规划，以及面向未来的长期战略。而推进智能制造对于制造企业而言，归根结底并不是技术问题，而是企业的战略与管理问题，它体现了企业的战略执行和管理能力。因此，制造企业应把目光放长远，可以更多地去学习欧美企业的管理理念和管理手段，打造学习型组织，并在各个环节去思考如何节省成本、节约能源，同时优化KPI和评估体系，提升长期规划能力。后记

自成立以来，凭借对市场动态和新趋势的敏锐洞察，并提供贴近用户、富有竞争力的解决方案，贝加莱已经成为全球工业自动化领域创新科技的领导者，以及在工厂与机械自动化、机器智能等领域的卓越代表。肖博士指出，当前贝加莱的全球战略是要从全球工业自动化领域的技术领导者转变为技术与市场领导者，中国战略是要加快在中国的本土化进程，打造能快速反应，拥有中国创新元素，适应中国创新速度的团队，以更好适应中国市场的高速发展以及本地用户的产品与技术需求。e-works期待，贝加莱作为自动化产业变革的引领者和推动者，未来能持续创新并继续深耕中国市场，以创新的产品、技术与解决方案，深度参与到中国制造业的转型升级进程中来，为助力制造业绿色低碳高质量发展做出更大贡献。


图6 e-works总编黄培博士
与贝加莱工业自动化大中华区总裁肖维荣博士合影