发表于《Open Automation》2023 年 6 月刊上，www.vde-verlag.de
如果有人问，Beckhoff Automation 的成功秘诀是什么？答案就是技术创新、高可靠性和优质的支持服务。倍福全球总裁 Hans Beckhoff 在接受《Open Automation》杂志主编 Ronald Heinze 的独家专访时，深入剖析了当前经济发展形势，并介绍了倍福在 SPS 2023 展会上展出的一系列新产品和最新的创新成果。
在当今的科技创新和数字化转型时代，专注于自动化和创新解决方案的企业已成为真正的行业领导者。Beckhoff Automation 就是其中的佼佼者，凭借其卓越的成就和长期持续成功脱颖而出。倍福的辉煌历史可以追溯到 1980 年，它彻底改变了我们对自动化和控制系统的看法。
“在这个飞速发展的时代，未来的变化难以预测。”Hans Beckhoff 说道，但让他高兴的是，2023 年 Beckhoff Automation 的业绩增长情况整体回升向好。2023 年，倍福销售额全球实现了两位数增长，但他同时也指出，订单量出现了大幅下降，预计明年的业务增长将明显乏力。就倍福而言，这是全球现象，并非只是德国如此。
之前的订单量暴增导致出现典型的泡沫订单，而今年泡沫开始逐渐消退。Hans Beckhoff 认为，导致订单量下降的因素有很多，其中包括交货期的缩短，以及客户因零部件短缺进行储备而导致库存的减少，这是全球效应造成的。他相信，到明年第一季度，这种情况就会好转。
在谈及各个不同行业的情况时，Hans Beckhoff 解释说，大多数机械制造行业的客户都对未来持乐观态度。倍福在流程工业领域的市场份额也稳步上升，尤其是在氢能源等新兴领域，公司已经参与了很多氢能项目。但倍福已经注意到楼宇自动化市场上出现了投资意愿减弱的现象。
而对于倍福来说非常重要的中国市场，预计 2023 年的业绩增长幅度将低于以往。“我们相信中国，并将继续加大在中国的投资。”他继续说道，“截止到目前，所有面向中国市场的产品都在德国生产。现在，我们也计划直接在中国生产。倍福部分产品将于明年开始在中国本地化生产。Hans Beckhoff 是“通过贸易实现变革”理念的倡导者，他认为中国是一个国内市场巨大的工业大国。公司已做好应对中国市场竞争加剧的准备，并已启动了针对中国市场的专用产品开发项目。Hans Beckhoff 认为中国市场的竞争将愈发激烈，并对中国市场前景保持高度信心。
决定成功的因素
我们很少见到像 Beckhoff Automation 这样能够获得持续成功的自动化企业。但成功的秘诀是什么呢？毕业于物理专业的倍福公司创始人 Hans Beckhoff 的回答可谓醍醐灌顶：“我们是一家科技公司，我们能取得今天这样的成就，得益于我们一直坚持技术‘革命’。更重要的是，自动化不仅技术含量高，而且又极具人性化，其魅力让人无法抗拒。供应商和用户之间的良好合作对于共同推动创新技术的发展同样重要。”与众多客户建立长期合作关系是倍福能够在市场取得成功的另一个关键。
倍福多年来一直坚持创新，每隔五到七年就会推出一系列令人印象深刻的具有里程碑意义的革命性技术和产品，包括基于 PC 的控制技术本身、TwinCAT、总线端子模块、EtherCAT、嵌入式控制器、XTS、XPlanar 以及目前的 MX-System。Hans Beckhoff 在说到公司取得的这些成就时充满了自豪：“每一项技术创新都为我们赢得了新客户。客户可以始终信赖我们的创新能力，对于这一点，他们一直表示高度赞赏。如果电子元器件供应商不致力于推动技术的发展，就会阻碍技术创新，阻碍客户在市场上取得成功。我们鼓励客户与我们一起推动技术进步，从而赢得市场。
不过，Hans Beckhoff 强调，仅仅有优秀的技术是不够的，还必须能够成功地将它卖出去。因此，Beckhoff Automation 还在全球范围内建立了以客户为中心的销售网络，并由当地工程师提供技术支持。目前，在公司 6000 多名员工中，约有 2200 人从事销售或与销售相关的工作。
总之，Beckhoff Automation 成功的秘诀就在于技术创新、高可靠性和一流的客户支持服务的结合。Hans Beckhoff 补充道：“归根结底，我们将传统的家族价值观与开放性融合于一体，倡导一种公平、开放的合作方式。”
此外，整个公司都致力于利用技术让世界更美好。“我们的座右铭是：工程师们必须肩负起拯救世界的重任！”Hans Beckhoff 强调道。公司非常重视这一原则，因为只有通过技术创新，才有可能创造一个可持续发展的世界，实现整个社会的共同繁荣。
不断拓展客户服务范围
Beckhoff Automation 正不断拓宽其全球销售网络。最近在立陶宛和爱沙尼亚开设了新的销售办事处，以扩大公司在这些地区的影响力。然而，由于全球政治局面发生变化，我们不得不关闭了俄罗斯分公司。Hans Beckhoff 解释道：“我们已在多个国家增设了销售办事处，我们的全球员工队伍也随着销售额的增长而不断壮大。”
下一步的扩张计划重点将放在非洲大陆。目前，倍福仅在埃及和南非这两个机械制造业比较发达的国家设有代表处。“我们正计划通过开设更多分支机构的方式扩大我们在非洲的影响力。”Hans Beckhoff 解释道。
在今年举行的 SPS 展会上，倍福展示了公司所有产品类别中的很多新产品和创新技术，再次彰显了公司推动自动化技术向前发展的雄心壮志。
自动化软件的进一步开发成果
多款 TwinCAT 创新产品成为了 SPS 展会上的一大亮点。“我们展出了备受期待的 Build 4026，它拥有丰富的新特性、优化的内部结构以及创新的控制功能。”Hans Beckhoff 阐述道。尤其值得一提的是 Windows 用户模式运行时，它允许在同一台 PC 上同时运行多个运行时版本，特别适合用于系统仿真。
“我们还展示了新一代运动控制软件，它支持多核技术和多任务并行处理，性能提高了 30%。”他补充道：“我们再次将性能推向极限。”因此，现在能够轻松实现 100 根轴或更多轴相关联和硬同步运动。这一创新充分体现了集中计算所有运动序列的优势。”不仅如此，新的性能软件包还可以与现有的 TwinCAT Motion 解决方案配合使用。
“越来越多地应用于机床的 TwinCAT CNC 表现也同样出色。”Hans Beckhoff 强调道。“这一点在汉诺威欧洲机床展（EMO）上也得到了证实。”越来越多的机床制造商开始使用 TwinCAT CNC，包括传统的金属加工机床。TwinCAT 3 CNC Milling Base 是一款针对各种三轴铣削和钻孔循环的综合程序包。它将所需的工艺封装在可参数化和可重复使用的模块中，从而简化了相应机床的编程工作。新的 CNC 循环程序包支持各种不同的钻孔方案，从简单的钻中心孔和深孔钻削到螺旋铣削、攻丝和螺纹铣削。结合程序包内包含的钻孔循环程序，可以高效地对不同排列的多孔钻孔进行编程。
TwinCAT 是适用于自动化技术各个领域的通用软件平台，倍福在 SPS 展览会上展出了几乎所有软件开发最新成果，包括 TwinCAT HMI。“我们还展示了一款符合 FDA 21CFR 要求的审计跟踪系统，它主要用于制药和食品/饮料行业。”Hans 继续说道，“它也可用于其它行业，例如可靠地记录设备参数的更改。”
人工智能的应用
Hans Beckhoff 向我们介绍了在 TwinCAT 中集成大型语言模型（LLM）（如 ChatGPT）的持续改进情况。这也开辟了新的应用领域：例如，它现在可用于自动创建 TwinCAT HMI 项目，并显著改善了对 PLC 程序员的可用性和功能特点。“我们进一步优化和完善了 ChatGPT 与开发环境的集成。”Hans Beckhoff 解释道。
他强调，ChatGPT 的回答结果在很大程度上取决于问题本身的表述是否清晰，即提示工程：“就是在问题中包含有针对性的信息。为了方便用户，我们在 ChatGPT 中加入了预编写的指令和问题。”这种方法仍在不断发展和完善。
专为机器学习应用开发的 C6043 超紧凑型工业 PC 搭载了先进的 Intel® Core™ 处理器并在出厂时安装了配备了并行计算 GPU/显卡芯片的扩展 GPU/显卡。Hans Beckhoff 解释道：“它可用于执行高度复杂的人工智能任务；我们的基于 GPU 的解决方案比传统的 Windows 计算机快约 18 倍。”
无控制柜自动化解决方案：目前已有样品交付
“我们在今年的 SPS 展上展示了 MX-System 无控制柜自动化解决方案的三排式系统设计以及相应的底板。”Hans Beckhoff 告诉我们。具体的功能模块包括供电电流可达 125 A 的馈电模块、额定电流为 40 A 的 600 V 直流电源模块以及额定电流为 28 A 的驱动模块。”在展会上，我们演示了如何将一个大型控制柜分成多个 MX-System。”他解释道。“今年早些时候，我们推出了两款可以直接集成 Festo 和 SMC 阀的气动模块，以及带用于 AMI、XTS 和 ATRO 接口的 48 V/40 A 电源模块。”他补充道。
“我们也很高兴现在可以向客户提供我们的无控制柜解决方案的样品。”Hans Beckhoff 强调道。“刚刚结束的欧洲机床展（EMO）再次彰显了人们对该系统的浓厚兴趣。机床制造商也认识到了这一颠覆性创新及其对机床的意义。”
IPC 是基于 PC 的控制理念的核心
与相应的软件相结合，不同外观和样式的工业 PC 构成各种自动化任务的核心，比如机械控制、过程或物流系统、系统组件的联网、数据采集或者图像处理等。倍福的 IPC 部致力于提供适用于各种应用场景的工业 PC 和面板型 PC。倍福可能是唯一一家能如此持续不断地在市场上推出工业计算机创新产品的企业。2023 年也不例外。
Hans Beckhoff 在其 IPC 创新清单的开头表明：“随着新一代搭载 Intel Atom® Elkhart Lake 处理器的产品推出，我们将显著提高我们结构紧凑的嵌入式控制器的性能。”从现在开始，这些主板将成为小型控制器的标配，而 Elkhart Lake 将成为 CX 嵌入式控制器、IPC 和 MX-System 的全新 Atom® 平台。与 Apollo Lake 相比，性能预计将提高 20% 至 30%。这些计算机将拥有双核或四核，显卡性能将会获得明显提升。
在 IPC 方面，搭载新一代 CPU 的产品在 2023 年初分阶段推出。到 2023 年底，几乎所有的 IPC 和面板型 PC 将全部配备新一代主板。
其中的一大亮点是“Speed Shift”技术，该技术适用于搭载第 11 代至第 13 代 Intel® CoreTM i 处理器的所有 IPC。Speed Shift 可以将一个甚至两个处理器内核的主时钟频率实时切换到涡轮时钟频率。”Hans Beckhoff 解释道，“这是我们产品的一大特色。其结果是能够在合适的内核上运行各个快速程序。”
C60xx 超紧凑型工业 PC 系列新增了 C6043 型号。它不仅搭载了第 12 代和第 13 代处理器，还将配备一个用于集成相应 GPU/显卡的 MXM 插槽，这样可以在出厂前集成 GPU/显卡，尤其适用于机器学习和 XPlanar 应用。Hans Beckhoff 强调：“C6040/43 系列的特点是性能卓越，设计非常紧凑，性价比极高。是一款适用于要求苛刻的工业应用的高速产品！”
此外，搭载主频为 1.2 GHz 的双核 AMD R1000 处理器的 CX5620 嵌入式控制器和搭载主频为 2 GHz 的双核 AMD R1000 处理器的 CX5630 将于 10 月份开始批量生产。Hans Beckhoff 表示，这些嵌入式控制器的价格和性能定位都高于搭载 Atom® 的产品系列，与 CX2033 处于同一水平。
扩大 I/O 信号的种类
种类繁多的倍福 I/O 系列包含适用于所有应用领域和环境条件的产品。Beckhoff Automation 还将在该领域推出一系列令人印象深刻的创新产品。“我们现在提供专门用于电池供电系统的 PS97x1 DC/DC 转换器，其电压范围为 24/48/750V，可转换为 24V。”Hans Beckhoff 说道。公司还推出了高性价比的 EtherCAT 多功能模拟量端子模块 EL4374，它有两个模拟量输入和输出，每个输入和输出的电压为 10 V/20 mA。
“我们正在不断扩充 EtherCAT 插拔式模块和端子模块的产品范围，尤其是 TwinSAFE SC 产品系列。”Hans Beckhoff 说道。“有了 TwinSAFE 单通道技术，就可以利用标准信号实现安全任务。例如，EJ5101-0090 插拔式模块专门设计用于 5 V 差分编码器信号。通过 EL3314-0092 端子模块，它可以用通道间电隔离的方式连接热电偶。此外，EL5001-0090（SSI 主站）和 EL5031-0090（EnDat 2.2 接口）端子模块还集成了测速功能。
特别值得一提的还有 IP67 级产品系列中的 TwinSAFE SC 端子盒 EP6224-0092（4 通道 IO-Link 主站）。新的 IP67 级产品包括 EtherCAT P 端子盒 EPP6224-0522，它是一款带时间戳和 8 个数字量 I/O 的 4 通道 IO-Link 主站端子盒。“高精度的 EtherCAT 时间戳可用于通过 IO-Link 同步传感器。”Hans Beckhoff 强调说道。新型 EP3751-0260 数字量 I/O 端子盒集成了陀螺仪。除了低噪声三轴加速度计之外，其附加的传感器（加速度、旋转方向）还能够检测复杂的运动，例如 AGV、起重机和机器人。“这是我们在将现代传感器技术融入到工业环境中迈出的又一步。”Hans Beckhoff 补充道。EP9320-0022 I/O 端子盒是 EP9300-0022 的换代产品，可用作 PROFINET 网络的网关，为更好地实现基于 PC 的控制技术的开放性提供支持。
IT/OT 融合：更好地了解制造以及设备本身
“引入物联网和工业 4.0 是一项具有开拓性意义的决定。”Hans Beckhoff 指出。相关活动（其中一些由政府补贴）极大地推动了 IT 与自动化技术的融合。Beckhoff Automation 自 1986 年以来就一直在其产品系列中采用基于 PC 的控制技术，这让我有一种宾至如归的感觉。“因此，这一发展对我们来说并不新鲜。”他补充说道。“IT 技术与自动化技术的融合早已成为我们公司日常工作的一部分。无论怎样，这一发展已经取得了积极的成果。”如今，信息技术与自动化技术的无缝连接是目前最前沿的技术之一。
物联网无疑也为倍福的业务增长做出了积极贡献。“尤其是我们的小型 IPC，它们经常被用作物联网网关。”Hans Beckhoff 说道。他认为物联网在实际生产控制逻辑中的应用潜力巨大：“提供优化用宏观建模数据是一种很有前景的方法。然而，这些数据通常来自控制器的汇总数据，而不是直接来自单个传感器，而就我们而言，数据来自 PC，它可以轻松接管边缘功能。”
倍福在 SPS 展上展出运动控制领域创新产品
倍福在运动控制领域推出了大量令人振奋的创新产品，包括集成有电力电子器件的 ASI8100 NEMA 17 驱控一体步进电机。“这些步进电机进一步完善了我们的 AMI8000 驱控一体伺服电机产品系列，且价格更低。”Hans Beckhoff 说道，“它们可以通过 EtherCAT P 接口无缝集成到基于 EtherCAT 的系统中。”
Hans Beckhoff 还向我们介绍了倍福最新推出的 AM83xx 系列水冷电机，其堵转扭矩可达 274 Nm，并强调：“与传统的对流冷却电机相比，这些大功率电机的堵转扭矩高出三倍。”
倍福还推出了额定输出功率为 7 kW 的新型 AX8820 能量再生模块，它适用于与 AX8000 和 AX5000 伺服驱动器配合使用。多个 AX8820 能量再生模块可以并行运行，回馈电网的功率可高达 21 kW，并可将电能存储在直流母线中。模块中已集成所有所需的电感器和滤波器。“电能以正弦波形式再生，可显著降低电网畸变率。”Hans Beckhoff 解释道。
另一个亮点产品是使用了碳化硅功率放大器的新型 AX8128 轴模块。现代功率放大器具有更低的功耗，因此设计极为紧凑，模块宽度仅为 60 mm。该驱动系统的额定电流为 28 A，峰值电流为 50 A，性能非常出色。
AL8000 直线电机现在也可配备支持 OCT（单电缆技术）的 EnDat 3 编码器。“编码器读头也预先对准并直接连接到线圈上，通过一根 OCT 电缆将直线电机和传感器连接到驱动器上。”Hans Beckhoff 指出。因此，供电、反馈系统和热传感器只需使用一根电缆即可。
倍福还将为 XPlanar 系统推出新型平面模块，比如尺寸为 320 x 320 mm 的 XPlanar 平面模块 APS4244，它可用于实现 XPlanar 动子 APM43x0 的双轨运行，可以显著降低系统成本。倍福推出的新型 XPlanar 平面模块还包括 APS4242，它可用于实现 XPlanar 动子 APM43x0 的单轨运行。这两款新型平面模块具有更高的传感器密度，因此精度更高；其线圈设计经过优化，可以减小动子的最小间距；同时它还集成了安全转矩关断（STO）功能。此外，模块中还集成了性能强大的供电装置，能够极大地提升动子的动态性能。
