工業(yè)自動化仿真軟件的功能定位

國外成熟的工業(yè)仿真軟件，以西門子、達索為代表，通過一系列軟件產(chǎn)品，對工件建模、工藝編輯、加工仿真、工廠生產(chǎn)系統(tǒng)仿真等各環(huán)節(jié)進行仿真模擬。各軟件之間相互銜接，文件格式相互支持，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程及生產(chǎn)對象的模擬仿真。

所有仿真軟件均面向生產(chǎn)過程某一環(huán)節(jié)的具體問題，通過仿真提升實際工程落地的效率，甚至有的環(huán)節(jié)脫離軟件就無法完成。以工業(yè)機器人離線編程軟件為例，是為了解決復(fù)雜軌跡，無法手工示教的問題。需離線編程軟件基于工件模型，對工藝任務(wù)進行機器人運動程序生成，再導(dǎo)出實機進行調(diào)試。其對復(fù)雜軌跡的處理，類似CNC編程軟件對復(fù)雜刀軌的創(chuàng)建及CNC程序生成。又比如生產(chǎn)系統(tǒng)仿真軟件，基于設(shè)置或生成好的設(shè)備運動控制命令，來對產(chǎn)線生產(chǎn)過程進行仿真。對工廠的生產(chǎn)線布局、設(shè)備配置、生產(chǎn)制造工藝路徑、物流等進行預(yù)規(guī)劃，實現(xiàn)碰撞、規(guī)避的檢測，從而減少實機停線的調(diào)試成本，規(guī)避實機調(diào)試潛在的碰撞風(fēng)險。

而要實現(xiàn)高精度的離線編程、碰撞檢測，準確的工件設(shè)備模型是基礎(chǔ)。工業(yè)軟件通過一套CAD平臺來實現(xiàn)工件的高精度定義，作為后續(xù)CAM/CAE軟件的基礎(chǔ)。（離線編程屬于CAM——Computer Aided Manufacturing，生產(chǎn)系統(tǒng)仿真屬于CAE——Computer Aided Engineering）同時基于準確的工件及設(shè)備建模，仿真軟件可以有效模擬實際環(huán)境布局，對碰撞、干涉進行檢查。

仿真的關(guān)鍵技術(shù)

基于CAD平臺的圖形學(xué)上的準確模型定義，是實現(xiàn)準確仿真的基礎(chǔ)。同時盡量對模型實現(xiàn)輕量化，是生產(chǎn)系統(tǒng)仿真軟件對大型自動化場景進行仿真的前提條件。對于仿真軟件上云來說，模型輕量化技術(shù)也是方便用戶自定義并上傳模型的關(guān)鍵。
而對產(chǎn)線執(zhí)行系統(tǒng)的仿真，符合實際自動化控制形式的動作響應(yīng)機制，是仿真軟件需要實現(xiàn)的。否則所有基于仿真的節(jié)拍統(tǒng)計、流程優(yōu)化燈都是沒有意義的。
對離線編程來說，運動學(xué)、路徑規(guī)劃和運動控制算法的穩(wěn)定性，是使產(chǎn)品具備可用性的保障。

仿真軟件產(chǎn)品及硬件設(shè)備的關(guān)系

西門子自身具備軟件和硬件產(chǎn)品，又比如機器人本體廠商也有自己的仿真軟件，如ABB的RobotStudio、安川的motosim、KUKA的simpro、發(fā)那科的roboguide。這些軟件與硬件產(chǎn)品的定位關(guān)系是怎么樣的，是軟件輔助硬件產(chǎn)品銷售，還是硬件作為軟件產(chǎn)品的附帶產(chǎn)品？

同一家公司的軟件產(chǎn)品搭配硬件產(chǎn)品，意味著更好的原廠服務(wù)能力，提供一站式解決方案的能力?？蛻艨梢猿鲇趯Ω玫娜珬７?wù)，而選擇某個廠家的軟硬件產(chǎn)品。但前提是硬件本身的穩(wěn)定性，可靠性能解決客戶實際的現(xiàn)場問題，加工需求。所以這里傾向于認為軟件更多地是輔助硬件產(chǎn)品的。硬件產(chǎn)品本身的品質(zhì)是一切的基礎(chǔ)。

而例如CNC這類產(chǎn)品，軟硬件一體，只有通過軟件才能進行復(fù)雜刀軌的編輯和上萬條機床程序的生成，才能應(yīng)用硬件機床實現(xiàn)工藝任務(wù)。這時就不存在軟件與硬件的關(guān)系問題，而是以軟硬集成的產(chǎn)品形態(tài)存在。

產(chǎn)品的定位及形態(tài)

工業(yè)所涉及的專業(yè)領(lǐng)域非常龐大，針對不同加工工藝，如銑削/打磨/拋光/切割/平板焊接/相貫線焊接/3D打印等，其工藝參數(shù)和軌跡生成方式完全不同，導(dǎo)致CAM軟件按行業(yè)分得很細。所以市場上的CAM軟件非常多，但是沒有一個能高效用于所有行業(yè)的軟件。

對于仿真軟件更常見的模式是專注在某個細分領(lǐng)域的生產(chǎn)場景，對相關(guān)的加工工藝、生產(chǎn)系統(tǒng)仿真深入。

同時，隨著軟件上云的趨勢，工業(yè)仿真軟件也可以嘗試上云的產(chǎn)品形態(tài)。在模型輕量化能力，和面向工業(yè)仿真的云服務(wù)技術(shù)能力上的技術(shù)優(yōu)勢，有機會成為軟件在市場上的競爭優(yōu)勢。
但工業(yè)仿真軟件之所以能用于工業(yè)仿真，核心還是在于其基于CAD平臺的一系列關(guān)鍵技術(shù)，在于運動學(xué)算法、運動規(guī)劃等基礎(chǔ)技術(shù)能力的穩(wěn)定性。是否上云，只是這些關(guān)鍵技術(shù)對外提供服務(wù)的方式不同而已。
不同于家裝行業(yè)的仿真軟件，做好圖形學(xué)上的模型輕量化，快速渲染，以及Saas服務(wù)能力就基本解決了所有主要技術(shù)問題。對于工業(yè)仿真來說，模型、IT云技術(shù)之外的能解決實際現(xiàn)場業(yè)務(wù)的領(lǐng)域技術(shù)問題才是一切的基礎(chǔ)。