機遇與挑戰(zhàn)
　　隨著勞動力成本的上升，以及生產(chǎn)效率提升的需求，農(nóng)業(yè)和建筑業(yè)對自身設(shè)備的要求也與日俱增，自動化和網(wǎng)絡(luò)化以及智能化需求成為行業(yè)發(fā)展的方向。從聯(lián)合收割機到挖掘機，從消防車到多功能市政車輛，越來越多的自動化組件成為標(biāo)準(zhǔn)配置。幾乎每一臺移動車輛都裝備了多個ECU、顯示終端、傳感器和其它輔助電子設(shè)備，面向移動商用設(shè)備的自動化技術(shù)正快速向前發(fā)展。
　　與傳統(tǒng)的工業(yè)自動化相比較，移動自動化對產(chǎn)品在基本功能方面的要求并無特別。不管是用于控制噴涂機器人還是用于控制挖掘機鏟斗，控制器還是那個控制器。其顯著區(qū)別在于產(chǎn)品的安裝和運行環(huán)境條件的不同。印刷機的控制器不需要進行高壓清洗，而農(nóng)用機械或工程車輛卻要對此習(xí)以為常。移動自動化的產(chǎn)品必須面對嚴(yán)苛的工作環(huán)境，包括紫外線、極端溫度、振動、沖擊、鹽霧、油污、凝露等。

　　圖1 移動設(shè)備控制需要對抗更嚴(yán)苛的工作環(huán)境

　　工程機械智能化的需求
　　事實上，工程機械早已不像我們傳統(tǒng)看上去的“傻大個”一樣的機器，他們更為智能，以應(yīng)對復(fù)雜的應(yīng)用場景，這包括如圖2所示的幾個方面：
　?。?）智能算法：在不同的機型上，復(fù)雜的液壓控制（液壓機器人）、防傾翻、防搖、扭轉(zhuǎn)控制，瀝青攤鋪設(shè)備還包括了找平、配料工藝等，這些都較之以往依靠人工經(jīng)驗而言，更為精細(xì)，高效。
　?。?）集群作業(yè)：公路已經(jīng)由多機種協(xié)同作業(yè)，包括進度、車輛調(diào)度、實時工藝調(diào)整、路徑優(yōu)化等，可以通過無線通信網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集，并由中央調(diào)度系統(tǒng)給予作業(yè)指導(dǎo)。
　　通過數(shù)據(jù)采集，可以反饋大數(shù)據(jù)給OEM制造商，以使得其改變其機器的研發(fā)與制造環(huán)節(jié)的工藝水平。

　　圖2-工程與農(nóng)業(yè)機械的現(xiàn)場集群作業(yè)

　　早在2011年，貝加萊就將其常規(guī)的自動化專業(yè)知識和移動車輛及工程機械自動化方面的經(jīng)驗相結(jié)合，并得到日常的認(rèn)可。如今，貝加萊公司針對移動裝備所專門研發(fā)的具有創(chuàng)新意義的的X90移動控制和I/O產(chǎn)品線，更推動貝加萊在移動自動化領(lǐng)域內(nèi)不斷開拓疆土。
　　X90系統(tǒng)的核心是一個擁有強大ARM處理器和48個多功能I/O通道的控制器，涵蓋了可用于CAN、USB、以太網(wǎng)和實時POWERLINK總線系統(tǒng)的接口，能夠滿足客戶多樣化的需求。

　　圖3 移動裝備智能化利器—X90

　　X90具有極其堅固的鑄鋁外殼，可安裝四個擴展卡，靈活性高。另外還提供額外的I/O通道，多種I/O接口，如USB，CAN，RS485及RS232等。WLAN，籃牙，GPS等所需功能也盡將包含在其中。
　　四個擴展卡簡化集成了貝加萊技術(shù)工具箱的功能，使用起來極其簡單。例如，客戶可以通過擴展卡的使用，簡單快速地對智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進行配置。

　　圖4 最多可安裝四個選項卡，提供額外的I/O通道和接口

　　X90系列產(chǎn)品的接口均采用莫仕公司針對自動化ECU開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)連接器，完全可以應(yīng)對嚴(yán)苛的工作環(huán)境。

　　圖5 莫仕的標(biāo)準(zhǔn)連接器，滿足嚴(yán)苛工作環(huán)境的要求

　　作為針對移動自動化開發(fā)的產(chǎn)品，X90必須能夠應(yīng)對最嚴(yán)酷的工作環(huán)境。-40℃到85℃的工作溫度范圍，高達(dá)50g的抗沖擊力及5g抗震能力，讓X90具有滿足IP69K的高防護等級。加上耐鹽，耐油，耐紫外線等特性，一切都不在話下。CE，Ex，Zone II，DNV?GL，SA等多個國際認(rèn)證，更使得X90在嚴(yán)苛工作環(huán)境中的穩(wěn)定工作能力值得信賴。

　　圖6 重要的國際認(rèn)證為X90的穩(wěn)定性能背書

　　除了自身的特點，X90系統(tǒng)還兼具貝加萊自動化技術(shù)所擁有的所有優(yōu)點。模塊化的軟件開發(fā)，集成的安全技術(shù)和豐富的排錯選項，不僅大大節(jié)約開發(fā)時間，更能滿足用戶的實際需求。
　　完善的一站式移動自動化技術(shù)
　　X90的推出，讓貝加萊在移動裝備領(lǐng)域如虎添翼。X90系列產(chǎn)品將貝加萊在工業(yè)自動化領(lǐng)域積累多年的的優(yōu)勢引入了移動機械領(lǐng)域。通過Automation Studio，用戶將體驗到易于操作的開發(fā)環(huán)境，高性能的實時操作系統(tǒng)，以及現(xiàn)成可用的軟件組件。從此，針對建筑機械，農(nóng)業(yè)機械，林業(yè)機械及市政機械等的移動設(shè)備的自動化解決方案變得前所未有的簡單。

　　圖7 為建筑機械，農(nóng)業(yè)機械，林業(yè)機械及市政機械等的移動設(shè)備提供完善的自動化解決方案

　　X90系列產(chǎn)品可以與貝加萊的其它系列產(chǎn)品無縫配合。采用Automation Studio的開發(fā)工具和實時的Automation Runtime操作系統(tǒng)，移動機械的生產(chǎn)商可以借助貝加萊在控制技術(shù)方面超過35年的專家經(jīng)驗，從全面診斷，完全集成到系統(tǒng)中的仿真，到基于HTML5網(wǎng)頁技術(shù)的HMI解決方案和更高級的系統(tǒng)接口各方面獲得競爭優(yōu)勢。

　　圖8 貝加萊為移動自動化提供一站式技術(shù)

　　多年來，貝加萊一直致力于開發(fā)基于100%可擴展硬件的統(tǒng)一而全面的自動化解決方案。貝加萊的軟硬件完全分離。應(yīng)用軟件一經(jīng)開發(fā)，可在多個平臺和多代硬件產(chǎn)品中重復(fù)使用，進一步確保了客戶投資收益的最大化。
　　貝加萊自動化解決方案的一個突出特點在于mapp軟件構(gòu)架。預(yù)編程和模塊化配置能夠?qū)④浖_發(fā)效率平均提高67%。模塊化、智能化的組件提供經(jīng)過全面測試的功能，輕點鼠標(biāo)就能得到一個完備的用戶管理或能源監(jiān)控解決方案。除了通用的mapp組件外，還推出了專用于移動自動化的組件mapp J1939。無需編寫代碼，就可以在貝加萊應(yīng)用中集成所有類型柴油機的重要數(shù)據(jù)，如速度和柴油機溫度，并準(zhǔn)確地傳送到應(yīng)用程序中。

　　圖9 mapp J1939組件讓程序編寫更簡便

　　邁向智能時代的工程作業(yè)
　　智能時代的系統(tǒng)可以為用戶帶來的價值，這也是工業(yè)4.0所關(guān)注的理念，而通過X90，工程機械也可以實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、反饋給生產(chǎn)制造，延展其產(chǎn)品生命周期，以及業(yè)務(wù)模式的調(diào)整，尤其對工程機械領(lǐng)域遍布全球的現(xiàn)場設(shè)備而言。
　?。?）全生命周期的服務(wù)延伸
　　傳統(tǒng)的機器銷售之后僅提供有限的售后服務(wù)，但是，在智能時代，制造商可以通過一系列的服務(wù)能力來擴展到全生命周期的服務(wù)，通過這種競爭模式的轉(zhuǎn)變，可以獲得更好的用戶體驗、更為忠誠的客戶以及售后服務(wù)階段的增值。
　　基于大數(shù)據(jù)采集以及智能學(xué)習(xí)算法，我們可以為用戶提供在操作方面的指導(dǎo)、控制工藝的優(yōu)化升級服務(wù)、能源優(yōu)化方案、工藝可以在線升級。也包括基于狀態(tài)監(jiān)測的維護，通過故障的采集來提供預(yù)測并早期預(yù)警。
　?。?）集群作業(yè)的管理與協(xié)同
　　對于協(xié)同而言，包括了路徑的規(guī)劃、車輛調(diào)度、協(xié)同中的作業(yè)負(fù)荷均衡與優(yōu)化、作業(yè)工藝參數(shù)下達(dá)、氣象/工況預(yù)警等與集群作業(yè)協(xié)同相關(guān)的服務(wù)，這些都是需要基于控制系統(tǒng)具有開放的屬性，不僅提供控制，也具有網(wǎng)關(guān)互聯(lián)集成能力、無線傳輸、IoT協(xié)議支持能力等。
　　X90支持CANopen、POWERLINK、OPC UA，滿足在互聯(lián)互通、語義互操作多個層級的集成能力。

　　圖10-通過數(shù)據(jù)的采集與計算反饋實現(xiàn)優(yōu)化與協(xié)同

　?。?）研發(fā)優(yōu)化
　　對于機械制造商而言，基于大數(shù)據(jù)平臺的反饋也可以為產(chǎn)品研發(fā)提供數(shù)據(jù)：
　　■工藝的參數(shù)優(yōu)化
　　■機械的設(shè)計改善
　　■操作習(xí)慣的改善
　　■常見故障的處理與改善

　　圖11-Automation Studio為工程機械智能化提供平臺支撐

　　X90本身是一個產(chǎn)品，但是，與集成開發(fā)平臺Automation Studio與貝加萊的APROL平臺共同構(gòu)成了為未來智能時代的工程機械領(lǐng)域提供了整體的方案集成。如圖11所示，包括了智能算法設(shè)計、開放的互聯(lián)、針對工程機械領(lǐng)域的軟件集成（SAE 1939,ISO Bus和CAN,POWERLINK支持），云/邊緣計算的計算采集與傳輸支持能力。