傳統(tǒng)的機床制造商在銷售機床產品時通常不提供軟件產品,隨著機床加工對象的形狀越來越復雜、數控機床的功能不斷擴展、控制軸數的逐漸增加,要充分發(fā)揮模具機床的最大效益、保證用戶以最高的工藝安全性和高效率地進行加工,就必須依靠軟件的支持。
定數控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)根據要進行數控化再制造機床的控制功能要求,選擇合適的系統(tǒng)軟件是至關重要的,直接決定了機床數控再制造的成敗。由于數控系統(tǒng)是整個數控機床的指揮中心,在選擇時除了考慮各項功能滿足要求外,還一定要確保系統(tǒng)工作可靠性。
在互聯網和物流網如此發(fā)達的今天,機床已經不僅是一臺生產設備了,更是工廠網絡中的一個接點。在網絡中,模具機床能夠與生產管理系統(tǒng)、刀具和物料管理系統(tǒng),甚至與機床、刀具供應商建立聯系,自動處理生產中出現的問題。金模網CEO羅百輝認為,當前工業(yè)軟件的產品組合已趨于成熟,國內工業(yè)軟件廠商應緊緊抓住這一機遇,不斷提供集成化的產品。
工業(yè)信息化存在于工業(yè)的研發(fā)、制造、經營管理和工業(yè)裝備等工業(yè)環(huán)節(jié)中,工業(yè)軟件是工業(yè)領域專用的軟件產品和系統(tǒng),它是指在工業(yè)領域設計、生產、管理等環(huán)節(jié)應用的軟件,包括系統(tǒng)、應用、中間件、嵌入式軟件等,對傳統(tǒng)工業(yè)的信息化、數字化改造升級具有舉足輕重的作用,是兩化融合的切入點和粘合劑。工業(yè)軟件可以細分為研發(fā)設計軟件、工業(yè)嵌入式軟件、生產控制軟件、經營管理軟件、協同類軟件等5類軟件。我國工業(yè)軟件發(fā)展了將近20年,在政策的大力支持和業(yè)界的共同推動下,取得了巨大的成績。
2010年年底,我國工業(yè)軟件市場規(guī)模超過410億元,其中生產控制類軟件達210億元,經營管理類軟件達100億元,協同類軟件達60億元,研發(fā)設計類軟件達40億元,我國已經達到了工業(yè)軟件大國的水平。
近年來,在政策的支持和相關部門的引導下,我國工業(yè)軟件的市場占有率得到較大的提升,企業(yè)規(guī)模也得到了顯著的擴大,例如CAXA、中望、浩辰等企業(yè)研發(fā)的輔助設計制造類軟件已經在國內工業(yè)設計領域中得到了大量用戶的信賴,中控、和利時等企業(yè)研發(fā)的控制器軟件、專用控制系統(tǒng)在化工、核電、高鐵等領域已得到大規(guī)模成功應用,并在實際工程實踐中不斷進行性能改進和質量提升。
但是,在高端工業(yè)軟件應用領域國外工業(yè)軟件仍然占據統(tǒng)治地位,許多關鍵領域的核心技術仍然依賴于發(fā)達國家。國內工業(yè)軟件雖然取得巨大的發(fā)展,但由于起步較晚,企業(yè)規(guī)模較小,高端工業(yè)軟件產品競爭力不足,缺乏原創(chuàng)性的高端工業(yè)軟件技術和國際化的大公司,產品附加值較低,產業(yè)安全存在隱患。
在金模網CEO羅百輝看來,我國工業(yè)軟件面臨產業(yè)、技術和應用發(fā)展的大好機遇,但也同樣面臨巨大的挑戰(zhàn)。從全球范圍來看,當前工業(yè)軟件的產品組合已趨于成熟。國內工業(yè)軟件廠商應緊緊抓住這一機遇,不斷提供集成化的產品,并在功能細節(jié)方面不斷改進與完善。國產工業(yè)軟件憑借本土優(yōu)勢,已經不再局限于以前的中小企業(yè)市場,在部分高端市場可以和國外同類產品展開正面的競爭。對本土的軟件企業(yè)來說,由于中國國情的不同,深入細致地了解市場需求、量身設計擁有中國特色個性化的國產工業(yè)軟件的機會將很多。
隨著兩化融合不斷深入,工控系統(tǒng)被廣泛應用于戰(zhàn)略基礎設施、軍工武器裝備等。
工業(yè)控制系統(tǒng)是指運用控制理論、儀器儀表、計算機和其他科學技術,在沒有人直接參與的情況下,利用外加的或內嵌的計算機設備或裝置,對過程、設備或裝備的各種信息檢測、采集、分析、處理、控制、優(yōu)化、調度、管理和決策,并進行優(yōu)化控制和合理的調度、管理,使工業(yè)生產過程、戰(zhàn)略基礎設施、軍工武器裝備等的工作狀態(tài)或參數自動按照預定的規(guī)律運行而構成的系統(tǒng)。它是工業(yè)生產的靈魂,是兩化融合的重要結合點。
工業(yè)控制系統(tǒng)按照生產對象的不同分為過程控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng);按照網絡結構形式分為集中控制、分層控制、基于現場總線的網絡控制等;按照其用途分為監(jiān)控和數據采集(SCADA)系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、可編程邏輯控制器(PLC)、PC-BASED控制系統(tǒng)、緊急停車系統(tǒng)ESD等。
工業(yè)控制系統(tǒng)現已成為工業(yè)裝備和重要基礎設施的核心,其安全可靠運行事關國計民生和國家安全。隨著兩化融合不斷深入,工控系統(tǒng)被廣泛應用于戰(zhàn)略基礎設施、軍工武器裝備等,且越來越多采用通用協議、硬件和軟件,并與公共網絡進行互連。目前,國際戰(zhàn)爭作戰(zhàn)形態(tài)正在向電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)轉變,一旦工控系統(tǒng)受到攻擊,將會直接導致重要基礎設施癱瘓,甚至引發(fā)國家經濟、社會劇烈動蕩和生態(tài)環(huán)境嚴重破壞,后果不堪設想。此外,工控系統(tǒng)核心技術受制于國外,高端產品擁有自主知識產權較少。
目前,隨著計算機技術、通信技術和控制技術的快速發(fā)展,傳統(tǒng)控制領域呈現出高度集成化、智能化、網絡化趨勢,控制系統(tǒng)日益復雜,亟待從國家層面整體布局以完善全生命周期的可靠性保障機制。我國工業(yè)控制系統(tǒng)產業(yè)鏈中迫切需要專業(yè)的第三方工業(yè)軟件和工業(yè)控制系統(tǒng)安全可靠檢測機構的參與。
工業(yè)軟件和工業(yè)控制系統(tǒng)的安全性、可信性以及可靠性,日益引起世界各國高度重視。尤其是在安全方面,美國國土安全部聯合IT專家和世界知名專家建立工業(yè)控制系統(tǒng)安全評估實驗室,啟動了工業(yè)控制系統(tǒng)安全項目,將保護控制系統(tǒng)基礎設施列入了保護重要基礎設施和重要資產的幾大關鍵任務中。而我國還沒有一個專門針對工業(yè)軟件和工業(yè)控制系統(tǒng)進行安全可靠檢測的機構。同時,國產工業(yè)控制系統(tǒng)產品研發(fā)和應用過程管理不規(guī)范造成可信度差,工業(yè)控制系統(tǒng)整體的可靠性不足,缺乏工業(yè)控制系統(tǒng)在線可信性評估服務。
由于我國參與工業(yè)軟件和工業(yè)控制系統(tǒng)研發(fā)的企業(yè)規(guī)模相對較小,企業(yè)自身的質量管理體系不夠完善,技術研發(fā)投入不足等,工業(yè)軟件和工業(yè)控制系統(tǒng)和國外相比仍存在較大差距,尤其在系統(tǒng)的可靠性、安全性和高性能方面有一定差距。
我國工業(yè)控制系統(tǒng)產業(yè)鏈中迫切需要專業(yè)的第三方的工業(yè)軟件和工業(yè)控制系統(tǒng)安全可靠檢測機構參與進來,建立公共測評服務平臺,形成公共服務體系,開發(fā)質量等級資源庫,面向用戶和廠商提供工業(yè)軟件和工業(yè)控制系統(tǒng)可靠性、安全性和性能等驗證、測試與評估服務,協助政府部門對工業(yè)軟件和工業(yè)控制系統(tǒng)進行監(jiān)管,構建質量監(jiān)管體系,同時提升工業(yè)軟件和工業(yè)控制系統(tǒng)可靠性評測技術水平和標準化程度。
工業(yè)和信息化部計算機與微電子發(fā)展研究中心(中國軟件評測中心)針對工業(yè)控制系統(tǒng)可靠性相關技術指標和關鍵測試環(huán)節(jié),建立了工業(yè)控制系統(tǒng)可靠性測評模型。依據工業(yè)控制系統(tǒng)可靠性測評模型,中國軟件評測中心實施了大量測試,典型案例包括:國務院“7·23”甬溫線特重事故列車控制系統(tǒng)和軌道電路系統(tǒng)技術測試、“核高基”專項汽車電子控制器嵌入式軟件平臺測試、中國電子科技集團控制用嵌入式實時操作系統(tǒng)測試、北京市交管局交通信號控制系統(tǒng)NTCIP測試以及“高檔數控機床與基礎制造裝備”專項中的大型鑄件凝固過程模擬3套軟件測試、鑄造成形過程模擬仿真與工藝優(yōu)化系統(tǒng)、面向動靜熱特性機床數字化設計軟件。