當(dāng)代哲學(xué)家J.E.丁格這樣說過——命運(yùn)不是機(jī)遇，而是選擇。對(duì)于全球制造業(yè)與信息化高度融合情境下的中國企業(yè)而言，選擇一項(xiàng)易實(shí)施、高性能、快反應(yīng)、低成本的通訊技術(shù)，也成為決定企業(yè)命運(yùn)的關(guān)鍵。EtherCAT（控制自動(dòng)化技術(shù)以太網(wǎng)）無疑成為最為矚目的通訊協(xié)議之一。EtherCAT是2003年德國倍福公司提出并應(yīng)用于自動(dòng)化領(lǐng)域，2007年成為國際標(biāo)準(zhǔn)（IEC/PAS 62407）。2014年10月21日正式轉(zhuǎn)化為中國推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)（即GB / T31230.1～.6-2014《工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線EtherCAT》），在短短時(shí)間內(nèi)，EtherCAT在中國已經(jīng)擁有近500會(huì)員企業(yè)。
在北京盟通科技有限公司（以下簡稱盟通）舉辦EtherCAT技術(shù)研討會(huì)期間，該標(biāo)準(zhǔn)制訂者之一Stefan Zintgraf（現(xiàn)任acontis technologies公司董事總經(jīng)理）到訪盟通，CA800有幸采訪了Stefan Zintgraf，了解EtherCAT在中國的推進(jìn)狀況。
EtherCAT支持中國產(chǎn)業(yè)升級(jí)
EtherCAT是一種基于以太網(wǎng)的開放式高性能現(xiàn)場總線系統(tǒng)，在輸入/輸出(I/O)層融合了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是智能制造的基礎(chǔ)性技術(shù)。之所以在中國發(fā)展如此迅速，Stefan Zintgraf先生總結(jié)了三點(diǎn)：首先，EtherCAT最為突出的特點(diǎn)是傳輸速度快，能夠充分利用以太網(wǎng)的帶寬，是現(xiàn)有以太網(wǎng)現(xiàn)場總線里最快的一種解決方案；其次，EtherCAT是以CAN和CANopen這種在工業(yè)界分布最廣、自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用最廣的現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的解決方案，EtherCAT作為后續(xù)產(chǎn)品技術(shù)，能夠輕松覆蓋這部分市場；第三，中國的制造生產(chǎn)在過去發(fā)展的非�？�，目前處于產(chǎn)業(yè)升級(jí)的拐點(diǎn)，在這個(gè)大背景下，EtherCAT被定義為國家標(biāo)準(zhǔn)來支持中國制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
EtherCAT的發(fā)展歷程展現(xiàn)了這項(xiàng)技術(shù)的廣泛適用性：最早在德國的測量技術(shù)和機(jī)器人行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，之后在美國半導(dǎo)體行業(yè)的廣泛應(yīng)用成為這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)，另外一個(gè)重要發(fā)展是在荷蘭醫(yī)藥行業(yè)的機(jī)器人中找到了更大的應(yīng)用空間；幾乎同步，亞洲的日本、韓國和中國臺(tái)灣的自動(dòng)化行業(yè)也開始認(rèn)識(shí)并采用這一技術(shù)，并取得了很好的效果。令Stefan Zintgraf震驚的是，中國在過去幾年中，PLC行業(yè)、運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)，同時(shí)在機(jī)器人行業(yè)對(duì)EtherCAT的需求增長非常強(qiáng)勢，“相信未來5年，EtherCAT在中國制造業(yè)中將有一個(gè)非常大的突破，中國制造型企業(yè)的制造水平會(huì)與西方公司越來越接近，甚至超過西方國家企業(yè)。” Stefan Zintgraf如此預(yù)測。
搭建智能制造完整通訊模型
工業(yè)4.0描繪了未來工業(yè)發(fā)展愿景，是“中國制造2025”最為重要的參考體系之一。中國享有“世界工廠”的盛譽(yù)，未來“智能制造”將成為制造業(yè)爆發(fā)的主要推動(dòng)力，以數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)為核心的“智能”基礎(chǔ)將具有舉足輕重的作用。理想中的工業(yè)通訊，或者說工業(yè)通訊的目標(biāo)，是使用同樣的通訊標(biāo)準(zhǔn)。在工業(yè)4.0框架之下，各個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)和設(shè)備是互相聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)互通的，通訊處于非常重要、非常核心的位置。
然而，現(xiàn)實(shí)情況卻是不同的設(shè)備使用不同的通訊。傳統(tǒng)的通訊技術(shù)都在向以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的技術(shù)轉(zhuǎn)移，不論是研發(fā)還是應(yīng)用，首先都是企業(yè)的內(nèi)部行為。同時(shí)，公司之間存在天然競爭的關(guān)系，因此技術(shù)之間也自然存在競爭關(guān)系，不管是現(xiàn)在還是將來，這種情況都不會(huì)改變。每個(gè)公司也都是希望客戶采用自己的技術(shù)，在市場上占有一定的市場份額。對(duì)一些大型公司來說，開放意味著客戶的流失；對(duì)于相對(duì)來說小型的企業(yè)，開放性的技術(shù)帶來的益處遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于風(fēng)險(xiǎn)。而市場上的用戶則希望不同品牌設(shè)備之間能夠互通互聯(lián)，“開放”需求的力量將越來越強(qiáng)大。EtherCAT正是呼應(yīng)了這一需求。
“通訊分不同的層，各個(gè)層級(jí)之間的需要構(gòu)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的通訊體系，才能實(shí)現(xiàn)真正的互聯(lián)。” Stefan Zintgraf介紹，目前與云層的通訊會(huì)使用到一種新的協(xié)議——OPC UA，通過這一協(xié)議會(huì)把設(shè)備上采集到的信息發(fā)送到云端，或者聯(lián)接廠級(jí)的SAP系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)和云端進(jìn)行通訊。在另一層通訊，即設(shè)備與設(shè)備之間使用OPC UA Public Subscribe，是TSN（Time Sensitive Network）實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的框架。
了解了這兩層通訊， EtherCAT在什么地方？ Stefan Zintgraf進(jìn)行了詳細(xì)解答：EtherCAT作用在更下面一層，是底層通訊，能夠在控制器、驅(qū)動(dòng)器到傳感器這一層實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高效的數(shù)據(jù)傳輸，尤其適用在運(yùn)動(dòng)控制中。包括EtherCAT在內(nèi)的眾多通訊技術(shù)，已經(jīng)完美地解決了把這一層的需求，“未來重點(diǎn)在于搭建各個(gè)層級(jí)之間的通訊架構(gòu)”。據(jù)了解，OPC UA技術(shù)正在定義一種標(biāo)準(zhǔn)的信息模型，建立OPC UA和EtherCAT的接口，打通信息通道，搭建上至云端、下至設(shè)備末端的完整架構(gòu)，EtherCAT的推廣將更具優(yōu)勢。“任何一個(gè)地方、任何一個(gè)設(shè)備，從云端聯(lián)系到任何廠商任何設(shè)備，完全達(dá)到互通互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)通訊模型的標(biāo)準(zhǔn)化。
毋庸置疑，中國是工業(yè)水平進(jìn)步最快的國家，企業(yè)的時(shí)間跨度不大，新建生產(chǎn)線較多，一些行業(yè)的起點(diǎn)很高，在升級(jí)轉(zhuǎn)型中占有一定優(yōu)勢。Stefan Zintgraf認(rèn)為，升級(jí)是永無止境的，包括工業(yè)發(fā)達(dá)國家也是如此，因此要做好長期的準(zhǔn)備。他對(duì)于中國市場前景非常樂觀，目前來看，雖然acontis technologies公司中國業(yè)績不到全球業(yè)績的10%，但是發(fā)展卻非常迅猛，在中國政府重點(diǎn)扶持的運(yùn)動(dòng)控制和機(jī)器人領(lǐng)域更是表現(xiàn)出色。“全球最先進(jìn)的產(chǎn)品和中國自動(dòng)化代替人工的戰(zhàn)略相契合，前景非常好。”
EtherCAT在中國需要更多的技術(shù)支持
全球制造業(yè)正在從傳統(tǒng)總線向以太網(wǎng)總線轉(zhuǎn)換，正如之前從直連方式向總線方式轉(zhuǎn)變的過程一樣，面臨整合市場上各個(gè)公司不同的解決方式以及不同的布線方式，向統(tǒng)一的EtherCAT這樣標(biāo)準(zhǔn)的總線方式轉(zhuǎn)換。EtherCAT是目前最快的總線技術(shù)，另外是以CAN、CANopen為基礎(chǔ)的，兩點(diǎn)結(jié)合是非常適合運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域使用的技術(shù)。“因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)控制有這樣的趨勢，需要把驅(qū)動(dòng)器部分功能轉(zhuǎn)到控制器來，就需要一個(gè)高速技術(shù)能把結(jié)果傳回到驅(qū)動(dòng)器中去。這就造就了EtherCAT和運(yùn)動(dòng)控制的結(jié)合點(diǎn)。” Stefan Zintgraf還介紹了acontis technologies公司另外一個(gè)產(chǎn)品，即window操作系統(tǒng)下的一個(gè)實(shí)時(shí)的擴(kuò)展，給客戶提供了在window平臺(tái)下使用EtherCAT的機(jī)會(huì)。
Stefan Zintgraf建議，中國企業(yè)可以在企業(yè)資源整合方面做得更好，更應(yīng)該把精力集中到核心競爭力上來，其他非核心項(xiàng)通過購買來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行專業(yè)分工合作，能提升企業(yè)的綜合實(shí)力。中國正處于發(fā)展時(shí)期，對(duì)高性能軟件的需求會(huì)越來越大，相比而言，美國、日本已經(jīng)發(fā)展到一定階段，市場已趨飽和，中國則有更大的潛力。
對(duì)Stefan Zintgraf來說，中國不僅僅是高速增長最有前景的市場，也有其鮮明的特點(diǎn)：“中國客戶需要更多的技術(shù)支持”。通常情況下，不能只提供一個(gè)軟件和解決方案就能滿足，而是需要立即在客戶自己的平臺(tái)上運(yùn)行起來，這種技術(shù)支持的需求超過美日等市場。“這一需求只能通過本地的合作伙伴來實(shí)現(xiàn)。”
“作為EtherCAT軟件產(chǎn)品提供商acontis公司的代理，盟通做的工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過代理商的范疇，因?yàn)镋therCAT不是簡單的產(chǎn)品，而是一種非常需要技術(shù)支持的產(chǎn)品。我們很清楚，作為軟件代理商，做的不是簡單的貿(mào)易，而是在技術(shù)層面找到了一個(gè)合作伙伴。”北京盟通科技有限公司總經(jīng)理袁冶先生補(bǔ)充說。
盟通的技術(shù)總監(jiān)張曉朋先生認(rèn)為，盟通建立了一個(gè)國內(nèi)工程師了解國外最新科技的信息通道，盟通的職責(zé)是技術(shù)引進(jìn)、轉(zhuǎn)化和推廣，提供國內(nèi)外水平一致的產(chǎn)品和服務(wù)。“先進(jìn)的技術(shù)推廣最難的首先是理念上轉(zhuǎn)變，這一步要從工程師入手，這也是盟通最有優(yōu)勢的地方。”
“更多地合作、更多的伙伴，在最好的路上繼續(xù)發(fā)展。” Stefan Zintgraf這樣總結(jié)EtherCAT的中國發(fā)展方式。
