发表在 2024 年《Open Automation》第六期上，VDE-Verlag，www.vde-verlag.de
与许多企业一样，倍福目前也面临着经济挑战。然而，公司正以饱满的热情和乐观的态度积极应对：TwinCAT PLC++ 是 TwinCAT 系统中全新一代的 PLC 技术，在开发环境和 Runtime 性能方面实现了显著的优化与提升。而全新的高性能、经济型 AX1000 驱动技术则是倍福应对亚洲竞争对手的重要利器。倍福全球总裁 Hans Beckhoff 在接受《Open Automation》杂志主编 Ronald Heinze 的专访时，重点介绍了倍福最近的创新成果。
“自动化技术的发展与世界各国的国民生产总值增长密切相关，可以说，没有自动化技术，经济很难实现持续增长。”Hans Beckhoff 乐观地指出，“此外，基于 PC 的控制技术仍在持续扩大其市场份额。”
然而，正如 Hans Beckhoff 所强调的，他对于本年度的经济预测持谨慎态度，并表示：“我们的销售额预计将出现两位数的显著下滑，下滑幅度甚至可能超过 20% ，相当于损失了一到两年的增长。”在经历了前几年订单超乎寻常的高速增长的情况下，尽管公司销售额在过去三年里总计增长了约 80%，但当前的经济形势已明显放缓了公司的发展步伐。
三大挑战
除了库存危机外，总裁还着重指出了了另外两大主要挑战：一是资本品行业即将面临的经济危机；二是来自亚洲市场，尤其是中国市场的竞争正变得愈发激烈。
然而，这些挑战并未动摇倍福的信心。“我们的订单量已经开始显现复苏的初步迹象。”Hans Beckhoff 继续说道。“我们客户的库存正在逐渐清零，我们预计，他们最迟将于 2025 年第一季度就能摆脱库存积压带来的影响。”他预测道。
“这是我经历的第五次经济危机；依据‘猪周期’理论，经济危机具有一定的规律性，大约每隔五到八年就会爆发一次。资本主义是一个可以依赖多种参数进行自我调节的系统。然而，遗憾的是，异常情况不断出现，使我们时而经历繁荣，时而陷入危机。但幸运的是，市场具有自我修复能力，这意味着每次危机和每次繁荣一样，最终都会结束。我们对此有清醒的认识，并已做好充分准备。这好比农民在寒冬将至之前未雨绸缪，早早地填满粮仓以备不时之需。换句话说：我们已做好万全准备。”Hans Beckhoff 微笑着补充道。他预测明年公司将再次实现约 10% 的增长。倍福的研发部门正以更加坚定的决心全力推进工作，销售和营销部门亦是如此，同时，生产部门也并未出现短期工作削减的情况。
据 Hans Beckhoff 介绍，多年来，中国市场上提供单个自动化组件的制造商数量日益增多。“系统制造商曾相对罕见。”他继续说道，“但如今这一状况正在逐步改变。那些拥有系统架构能力的供应商正在逐步崭露头角，站稳市场。”
他解释道：“近年来，全球市场发生了翻天覆地的变化。亚洲制造商，尤其是中国制造商，正越来越多地以系统供应商的身份崭露头角，向我们发起挑战。”这位公司创始人表示。即便面对如此激烈的竞争，他依然满怀信心：“包括倍福在内的德国制造商仍然拥有技术优势，我们的客户愿意为高质量和创新支付更高的价格，以应对复杂的技术挑战。”
倍福正以强大的创新能力积极应对来自中国日益加剧的竞争，同时也在不断优化成本。“在单个组件领域，我们也必须保持竞争力。”他强调道。
新一代控制技术
倍福将在德国纽伦堡 SPS 展会上展示多项技术亮点。尤其值得瞩目的是新一代控制技术的隆重推出：TwinCAT PLC++ 是倍福的一项最新研发成果，在开发环境和 Runtime 性能方面实现了显著的优化与提升，同时一如既往地保持着 TwinCAT 产品系列在集成一致性、兼容性和开放性等方面的显著优势。“我们在此推出了一项全新的技术，它使我们能够实现最优的性能指标。”总裁说道，“这对我们的用户而言是一个极大的优势，因为在高性能设备控制领域，采用更快的控制技术能够大幅提升设备的生产效率！”
“相较于以前的解决方案，使用 TwinCAT PLC++，相同控制代码的执行速度可比之前快一倍，从而在很大程度上突破了以往的性能极限。”Hans Beckhoff 解释道。“另一个引人注目的亮点是，新的 TwinCAT PLC++ 编译器能够进一步缩短控制代码的执行时间，凭借这一独特的性能选项实现执行速度的显著提升。在典型应用中，能够额外获得 2 倍（甚至更高）的性能提升。”
这个软件基于 IEC 61131-3 标准所规定的语言。“我们支持该标准中规定的四种编程语言；但我们并未采用指令表（Instruction List）。”Hans Beckhoff 说道，“我们将近 30 年来积累的 IEC 61131-3 经验全面融入到了这款新软件中。”作为德国 IEC 小组的重要成员，倍福对标准化工作的推进和最佳实践起着直接影响。TwinCAT PLC++ 的特别之处在于它几乎与 IEC 61131-3 第四版的要求完全吻合。这种兼容性带来了出色的可移植性，极大地促进了不同自动化系统间的数据交互与协同作业。将来，我们甚至还可以以同样严谨的方式与那些严格遵循 IEC 61131-3“核心原则”的程序解决方案实现程序代码的高效互换。
我们在保留用户熟悉且经过实践验证的功能特性的同时，也基于 IT 模型对开发环境中的核心组件（如编辑器和编译器）进行了全面的重新设计与开发。值得一提的是，由于我们的系统全面集成了 DevOps（开发运维一体化），我们现在能够依托这一技术基石，高效实现 CI/CD（持续集成和持续部署）。将 DevOps 原则端到端地集成到控制环境中，旨在提升代码质量并提高控制系统的可靠性。
“得益于先进的编译器技术以及与现有 TwinCAT 生态系统全面无缝的集成，我们的用户如今能够有效缩短开发周期，加快新设备的上市速度。”Hans Beckhoff 解释道。值得一提的是，新的编译器选项（这一功能选项在 IT 领域已为人所熟知）能够进一步缩短控制代码的执行时间，对于之前需要更高计算能力的设备控制系统而言，现在可能仅需配备计算能力较低的工业 PC 即可满足需求，进而有效降低硬件成本。在使用 TwinCAT PLC++ 时，客户可以在项目中自主决定是追求更高的性能还是寻求更低的成本。“可能两者都需要兼顾。”Hans Beckhoff 微笑着说道。这种新型控制技术能够在所有工业 PC 平台上运行，包括 ARM® 架构。
倍福在研发过程中始终将满足用户的独特需求放在首位，因此其开发出的 PLC 不仅在技术上极为先进，同时贴合了用户的实际应用需求。它还可以与新一代运动控制产品 TwinCAT MC3 相结合，更高效地控制和监测复杂的应用和流程，从而提升倍福的竞争力。
从工程角度来看，TwinCAT PLC++ 能够缩短从代码开发、调试直至整个设备生命周期的吞吐时间。通过缩短项目加载时间和改进转换流程可以有效减少用户交互时间，从而实现上述目标。项目周期时间的缩短不仅大幅降低了成本，还加速了新设备和新系统上市的进程。来自全球 20,000 多名 TwinCAT 用户的反馈意见在完善实施方案中起到了举足轻重的作用，不仅推动了用户界面的直观性优化，还实现了功能的显著提升，极大地减轻了用户的工作负担。基于 TwinCAT Chat 的编程助手、可扩展的代码片段、用于引导代码创建的智能快捷功能、在线-离线代码功能比较以及便捷的收藏夹库为开发人员提供了更强大的支持。
集成的转换器可以高效地迁移现有的程序代码，从而能够在 TwinCAT PLC++ 中轻松利用现有的专业知识。此外，现有的 TwinCAT Scope 和 TwinCAT HMI 应用程序可以继续使用，无需进行任何修改，即整个转换过程所需的工作量极少。
据 Hans Beckhoff 介绍，C++ 以及 MATLAB® 和 Simulink® 都可以无缝集成。TwinCAT Analytics 还可以使用 Python API。“Python 不适合用于需要亚毫秒级确定性实时控制的场景。”Hans Beckhoff 说道，“但是，这种编程语言在机器数据的收集与处理以及其它物联网（IoT）应用等任务中却展现出了极高的适用性。”
“我们自己的 Beckhoff Linux® 发行版已作为操作系统应用于所有中型和大型平台中。”Hans Beckhoff 说道。这意味着，倍福系统如今除了支持 TwinCAT/BSD 和 Windows 外，还提供了第三种操作系统选择。
驱动技术的巨大飞跃
除了控制技术之外，倍福还将展出满足中低功率需求的驱动产品领域的重要创新成果。AX1000 是一款经过高度优化且已全面集成至 TwinCAT 系统中的伺服驱动器。尽管其设计极为紧凑，但仍可提供 AX 系列中大型驱动器所具备的类似功能。“我们研发出了紧凑型 AX1000，旨在满足市场日益增长的需求。这是一款性价比极高的产品，仍保持最高技术标准，堪称驱动技术的一次飞跃。”Hans Beckhoff 自豪地说道，“‘全电动设备’离不开强大且经济的驱动技术！我们的目标是为全球市场带来真正具有竞争力的价格优势。我们深知竞争的激烈性，并已采取积极应对措施。”公司期望这款驱动产品同样能在中国市场取得佳绩。
AX1000 有两种型号可供选择：一种适用于低功率范围，配备 1 x 230 V AC 单相电源；另一种适用于更高功率范围，配备 3 x 400 V AC 三相电源，两种电源的电流范围均为 1.65 A…6.9 A。尽管 AX1000 结构非常紧凑，但仍集成了控制电源、直流母线电容器和镇流器电路，以及（在大多数型号中）限流电阻。这两种型号都有单轴和双轴版本可供选择。它支持的电机类型包括采用单电缆技术 (OCT) 的 AM8000 系列同步伺服电机，以及带或不带反馈的异步电机和磁阻电机。
同时，倍福还推出了 AF1000，它是一款专为输送系统、泵和风机等基本驱动应用量身定制的变频器产品。这款经济实惠的变频器有两种型号可供选择：一种配备 1 x 230 V AC 单相电源，适用于 0.37 kW…0.75 kW 功率范围；另一种配备 3 x 400 V AC 三相电源，适用于 0.37 kW … 3 kW 功率范围。尽管 AF1000 结构非常紧凑，但仍集成了控制电源、直流母线电容器、镇流器电路，以及（在大多数型号中）限流电阻。AX1000 的控制电压由直流母线产生。这两种型号都有单轴和性价比极高的双轴版本可供选择。这款变频器支持的驱动器类型包括同步伺服电机，以及采用电压控制或矢量控制的不带反馈的异步电机和磁阻电机。“AF1000 是一款极为经济的驱动解决方案，它通过 EtherCAT 技术完全集成到 TwinCAT 系统中，为调试、操作和诊断提供了极大的便利。”Hans Beckhoff 解释道。与倍福伺服驱动器一样，AF1000 也通过大家所熟知的 Drive Manager 2 进行调试。
各类产品实现价格与性能的双重优化
据总裁所述，公司对其它产品的价格与性能同样进行了优化调整。例如，公司在 I/O 端子模块产品的研发上取得了新的突破。“凭借全新的 EL14xx 和 EL24xx 系列，我们已全面升级并更新了标准信号数字量端子模块的产品阵容。”Hans Beckhoff 说道。“现在，这些产品以 12 位产品的价格水平提供了 16 位的分辨率，在维持同样广泛应用可能性的基础上，实现了显著的性能提升。”新系列是对现有产品线的有力补充。模拟量模块系列也在价格和性能上进行了重新设计与优化。
工业 PC 系列也正在不断扩展其产品线。“我们目前正积极将第 11 代、第 12 代和第 13 代 Intel CPU 集成到我们的计算机中。这意味着，即使是 C604x 超紧凑型工业 PC，现在也能搭载拥有 24 个核心的处理器。”他补充道：“就在几年前，我们还将那些计算机视作笨重的‘大铁疙瘩’。然而时至今日，这些设备已经成为我们标准计算机配置的一部分。”
在 XPlanar 平面磁悬浮输送系统方面，我们推出了全新尺寸的 320 mm x 320 mm 平面模块。先前的尺寸为 240 mm x 240 mm。“新平面模块配备了分辨率更高的全新电子元器件。”Hans Beckhoff 强调道。因此，这些新模块速度更快、精度更高，同时能够承受更重的负载。
XTS 磁驱柔性输送系统新增了一款 EcoLine 电机模块，该模块同样配备了经过重新设计的电子元器件。“这款长度为 50 厘米的模块非常适合用于成本敏感型标准应用。”他补充道，“由于其价格实惠，因此应用领域更广泛，包括输送等多种应用场景。”
TwinCAT OPC UA Nodeset Editor 是一款专门用于显示、定制和创建基于 XML 格式的 OPC UA 信息模型描述文件的软件工具。“如此一来，我们就能够轻松地将配套规范或客户特定的信息模型导入到设备中。”Hans Beckhoff 说道。
另一个引起广泛争议的话题是虚拟控制应用。“我们在虚拟控制应用方面已经深耕多年，积累了丰富的经验和技术专长。”Hans Beckhoff 阐述道。“但到目前为止，它们仅被应用于特殊场景。在直接控制设备方面，虚拟控制并未展现出任何实质性的优势。”他认为，将智能直接融入设备内部能够带来更佳的性能表现。然而，在物联网应用领域，虚拟化技术能够实现成本节约以及维护流程的简化。
自动化领域的变革者
Hans Beckhoff 认为 MX-System 的无控制柜解决方案将成为未来自动化领域的一大变革者。“MX-System 将如同总线端子模块自 20 世纪 90 年代中期以来在自动化领域扮演的基本构建模块角色一样，为自动化领域带来一场颠覆性的革新。”他解释道。首批 42 款模块最早将于 2025 年 1 月面市，到明年年底，可供选择的模块种类应该能达到 100 种。到 2026 年，一款包含多达 150 个模块的完整模块化系统预计将全面上市，这将极大地提升自动化系统的灵活性与效率。“首批配备我们 MX-System 的设备已经正式投入运行。”总裁报告说。
另一个具有前瞻性的主题是人工智能（AI）在自动化领域的运用。“我们期望通过 TwinCAT Machine Learning Creator 平台能够自动生成高效的神经网络，进而推动机器学习（ML）技术在设备控制与数据分析领域的广泛应用。这将极大地降低 AI 技术在自动化领域中的应用门槛。简而言之：只需掌握 Excel 基础知识和熟练运用我们的 TwinCAT Machine Learning Creator 工具，就能轻松实现设备的智能化升级。”Hans Beckhoff 说道。新产品将与一个集成了软件及经过精心调试的硬件的预制平台相结合。“这让我们能够开发出一个既经济又高效的解决方案，且该方案在实际应用中便于快速部署与实施。”
Hans Beckhoff 认为，大型语言模型（LLMs）将对自动化领域产生深远影响。“我们已将大型语言模型（LLM）作为标准集成至我们的 TwinCAT 开发环境中，旨在帮助用户通过这一全面的工具链实现生产力和质量的双重提升。我们正在研究利用大型语言模型（LLM）直接在设备层面为控制系统提供支持的解决方案。”Hans Beckhoff 说道。LLM（大型语言模型）可能很快就会实现本地运行。Hans Beckhoff 坚信，未来人类与机器将采用同一种语言进行沟通与交流。
对未来的展望
对未来的展望
凭借令人瞩目的创新产品和技术组合，以及清晰明确的未来战略，倍福在 SPS展会上将自己定位为自动化技术领域的领先供应商：即便在充满挑战的时期，也已蓄势待发，推动市场前行。“德国、欧洲乃至全世界将如何走出这场危机呢？靠的正是饱满的热情与乐观的心态！”Hans Beckhoff 强调道。“这也同样适用于倍福！”
“我们往往在危机中能够赢得新客户的青睐。我们已研发出具有竞争力的产品，并期待在今年的 SPS 展会上收获新的项目与订单。正如温斯顿·丘吉尔所言：‘不要浪费每一场危机’。”Hans Beckhoff 说道。“我们已经做好了充分的准备。”依托丰富的产品组合和前瞻性的创新策略，公司已整装待发，准备以更加昂扬的姿态跨越当前的难关，开启新的征程。
