印刷工业的数字化转型需求分析

对于如何推进数字化转型，市场上有两个主要的推进力量，一个是来自ICT厂商构建的“自上而下”的推进，其关注点在“平台”建设。由于ICT通常属于工具类的提供商，因此，他们的实现都是提供平台，需要用户自行在其上开发自己的应用。例如，如何进行物流、信息流的定义，而ICT厂商还缺乏对现场的认知，因此，仅能提供工具性的，而这依赖于具有掌握信息化能力的企业自行来配置系统。另一个方向则是来自于OT，如自动化厂商、机械厂商自行“自下而上”的数字化推进。

作为自动化厂商，贝加莱是一个在印刷控制技术领域有着非常深厚积累的企业，包括各种印刷机的控制以及控制系统本身的通信连接能力、数字化分析与应用能力，这使得OT厂商具有离现场更近、更了解现场的需求。在此，我们从这个视角展开来介绍印刷企业应该如何实现数字化。

1.统一规范的语义连接

首先，工业通信除了解决实时控制，同时也在不断的扩展，尤其是OPCUA语义互操作规范的集成，使得目前的自动化厂商均可提供机器-机器、机器-管理系统之间的数据交互能力。

第二则是其信息建模的能力，在OPCUA基础建模中，包括了对信息的结构化定义的统一规范，以及数据的调用、方法的集成能力，同时它也有行业信息模型。像针对机床的MTConnect包装的PackML，但是，对于印刷，JDP/XJDF这类目前尚未采用OPCUA规范来定义。这是一个可能需要整个印刷行业或者由本土印刷机械、用户共同来定义的规范。

通信行规规范的意义在于能够让数字化运营管理与机器制造商、数字化设计之间构建一个统一的规范，使得在信息集成中、数据应用中能够快速地进行工程连接，降低工程成本，否则，每个企业的数字化路径都会是一个“工程项目”。这种缺乏可复制性的实现路径，最终会导致整个产业难以实现或实现成本极高，反倒阻碍其实现的效率。

另外，产业对于OPCUA类似的信息模型了解较少，这需要行业组织对其进行推广，并与国际组织协同，共同开发具有本土特点的自主规范。

2.从现场视角的边缘实现

贝加莱控制系统能够提供的数字化能力，如图2所示，包括以下几个方面：

图2机器控制系统的数字化能力

1）机器的连接能力：由于CPU通常有各种通信模块，这使得它可以去连接现场的不同设备，然后将数据发送给控制器，存放在OPCUAServer。这个SoA架构，即面向服务的架构，允许来自于水平设备、上位系统的Client-客户端来访问，也支持来自手机类移动端的访问。

2）能源与设备效率数据的采集，包括机器能耗、班组能耗、实时OEE、产线OEE统计，这对于生产企业来说评价效率至关重要。

3）预测性维护-基于状态监测的维护，可以通过振动、温度信号的采集并放置控制器，或通过云端数据训练并部署在本地，这个链路是可以打通的。

4）远程的诊断与维护能力：SiteManager是一个本地构建“安全”远程维护的技术，它可以通过安全的VPN来提供数据的传输，并通过无所不在的网络、远程桌面技术来实现远程的机器诊断与调试。这对于OEM、工厂的维护工程师来说都是非常方便的。

像贝加莱这样的自动化厂商，其控制器已经突破了传统PLC仅逻辑控制的能力，其mapp功能中的Tweet可以由机器发送警报、事件的短信或邮件给运行系统或操作人员，mappEnergy可以统计能源、mappOEE可以统计实时机器运行效率、mappDATA可以访问数据库、mappAudit可以实现审计追踪，从而对质量相关数据进行追溯性记录。

图3所示则是一个典型的基于控制技术平台的边缘智能系统架构，贝加莱采用Hypervisor技术的工业PC能够为印刷工厂提供边缘智能实现。在数字化应用中，包括预测性维护、参数寻优、调度等问题，可以通过OPCUA的数据采集，并建立OPCUA/MQTT的云端数据连接，进行云端训练，模型可以通过下发部署在本地的PC，本地的推理可以由PC端的处理器基于Windows或Linux来实现，而RTOS则保证其实时的同步与逻辑任务。