维思云端控制系统介绍

      在自动化技术和生产技术领域，每台机器或者每个机器人都使用一个自成一体的所谓的控制系统。这个系统本身带有的计算性能在一般的运作过程中无法被充分使用。如果要使用昂贵的算法规则，比如在解决优化问题时使用，那么，当前的控制系统的计算能力是不够的。控制系统在开始运作或者进行维护时额外的功能性，比如进行模拟或者算法系统诊断，需要额外的计算性能，但是也需要其他机器提供信息。系统计算能力对有待计算的算法的适应，至今还没有实现。在今天，控制系统之间的信息交换只有在静止构建的界面上实现。基于此，通过简单重建获得稳定性和信息物理系统作为生产系统实行自我优化的可能性都不存在。

在控制系统内，通常处理行为是相互独立的单元，这些单元能够在许多不同界面上交换静止重构的信息。另外，控制系统能够使用预先设定的功能范围和计算性能。这就导致在以下领域中，由于系统缺陷，企业的生产力被明显限制：

（1）生产系统的启动和生产系统的重组：传统的静止控制结构必须手动在事先给出的界面重建。

（2）生产活动的自我优化：加工控制指令不能实现从下至上的交流，也不会协定最佳值。

（3）复杂算法的计算，如模拟，识别规格和信号分析，这些运算由于系统有限的运算能力基础不能在操控系统中进行。

（4）针对意料外的行为的专业技术进程缺乏安全性和保护：对于操控行为十分必要的算法系统和进程参数至今还没有得到足够的保护。

（5）可能扩展性、现实意义和未来安全性：新的创新型算法系统或者每个单位控制系统的升级都必须由昂贵的手动操作来确保其可靠性。

（6）可用性、冗余度和备件储存：每个操作系统的每一次缺损都必须付出昂贵的代价来进行重新构建甚至是重新编程。在操控系统中一般不能自动备份。

（7）稳定性和兼容性：单个零部件的更新和变化都有可能由于固定结构的限制造成其他部位的故障。

（8）操纵性：一个自动化系统的行为仅仅可以在特定用户界面上，在当前的操控系统中或者预先设定的远程操控中被相应的操控系统影响。

（9）数据记录和文件汇编：因为信息只在特定位置能够使用，所以会给用于追踪生产进度和质量监管的无缺陷的文件汇编造成困难甚至是阻碍。

维思的云端操控系统为云端资源提供了有弹性的计算能力，这一云端资源的使用，依赖于一个复杂算法系统。由此作为一个整体的操控程序会被拆开，其中个别部分会作为服务被云端移到云端中去（见图1）。它会被模型化，并与云端电脑数据加工机构和以服务为主的软件结构（SOA）一起扩展。系统仅仅留下传感装置和促动装置作为本地资源。

图1  把操控功能转移到云端

一台机器、 一个机器人或者一套生产系统都被看作是信息物理系统（见图2），它们通过转移云端的操控功能从而可以轻易地与其他机器进行互动，并且在没有硬件界面的情况下与它们交换服务信息。这样，机器就能够有变化地学习，对周围环境和操作者作出反应。它能够更快地自主适应外部的变化，而无需手动通过新的硬件连接来进行改造。

在云端，不同的硬件会通过一个操作系统连接起来并投入使用。控制系统的不同主管机构会被启动，在这个过程中，被实例化的模块能够互相交流，如数字控制、人机界面、可编程存储控制系统、增值服务界面，以及通信模块。如果一个模块需要更多运算演示，那么，这一演示就会被操作系统灵活使用。控制系统仅仅只是云端中的一项服务。

图2  信息物理系统的系统界限

除此之外，云端控制装置还提供更多增值服务的可能性和潜力，比如说：

①  控制功能的灵活实现在可变化的生产活动中具有两个决定性的优势。一个是当操纵要求出现变化时，操控系统能够灵活变通。另一个优势就是能够更容易地实现设备的空间变化

②  信息物理系统在云端内的单个控制机构可以通过服务来进行合作和互动。硬件界面变得不再重要。

③  同样的概念也适用于更高效的能够提高生产效率的算法系统的运作。控制技术的设计者也可以使用这些算法来满足自动化系统的现有需求。

④  可以在云端上作为模拟现实机器的运作。

⑤  云端数据保存还可以进行失误诊断，这可用于改善生产者服务等方面。

⑥  信息不再只为一个控制装置所用，因而信息的展现也就能够更好地满足使用者。

⑦  一个备份系统，或者说多个服务器的多余信息，增加了控制系统算法系统的可用性和安全性，也增加了结果的可获得性。

⑧  在单个信息物理系统上暂时存储的敏感数据要尽可能少。这样在访问云端时，云端和利用信息物理系统通信的安全就能得到保障。

⑨  灵活的控制理念可以保障参数处理程序的安全和相应安全机制的使用（安保）。比如说在如今的可存储编程的控制装置上，只能实施相对简单的安全机制，这种安全机制由于资源的有限性而不会被计算密集型的新规则所取代。

我公司研发的云端控制系统除了保持云端控制系统在机器和设备方面的优点以外，而且严格按照生产技术的要求，确保了其实时性、可用性和功能安全性。