機(jī)器和設(shè)備的關(guān)鍵性獨(dú)有特點(diǎn)越來越多地需要借助軟件來實(shí)現(xiàn)。因此，制造商開始關(guān)注軟件開發(fā)的效率。普遍存在的成本壓力、資源稀缺、技術(shù)人才短缺和不斷縮短的新品上市時間又強(qiáng)化了這一趨勢。通過軟件模塊化和預(yù)制模板與功能塊的使用，可以更快、更安全地創(chuàng)建應(yīng)用程序。通過現(xiàn)有的現(xiàn)代化開發(fā)工具，例如Lenze L-force Engineer，這類軟件可以通過使用應(yīng)用模塊以及提供技術(shù)和函數(shù)庫來實(shí)現(xiàn)最佳的軟件模塊化，沒有什么可以阻擋這種現(xiàn)代化的、有效的軟件被廣泛應(yīng)用于有效的機(jī)械設(shè)備制造中。
雖然德國機(jī)械設(shè)備在機(jī)械模塊化和電子模塊化方面堪稱典范，但是，軟件仍然是結(jié)構(gòu)復(fù)雜而難以理解的“面條式代碼”。在開發(fā)一臺新機(jī)器時，開發(fā)人員嘗試盡可能多地復(fù)制這些代碼，以減少編程的工作量。對于小型項(xiàng)目和條理分明的項(xiàng)目，這種做法是可取的。但是，如果軟件已經(jīng)經(jīng)過多年的發(fā)展，包含幾萬甚至幾十萬行代碼，情況就會完全不同。簡單地復(fù)制代碼會對軟件的質(zhì)量和可維護(hù)性以及開發(fā)人員的創(chuàng)造力產(chǎn)生不利影響。
所以就存在將錯誤的或不再使用的代碼從舊項(xiàng)目引入新項(xiàng)目的危險。即使原來的代碼是正確的，也可能因?yàn)閷γ鏃l式代碼的了解有限而阻礙應(yīng)用程序的維護(hù)、擴(kuò)展或修改。此外，程序的繼續(xù)開發(fā)可能導(dǎo)致經(jīng)過測試的程序部分出現(xiàn)新的、意想不到的錯誤。因此，每次程序擴(kuò)展都有風(fēng)險，可能導(dǎo)致整機(jī)測試十分耗時，從而影響產(chǎn)品的上市時間。而且，這樣的項(xiàng)目很難在團(tuán)隊(duì)或公司范圍內(nèi)分配給多名開發(fā)人員確保其相互之間協(xié)調(diào)合作。其結(jié)果就是代價高昂的多次開發(fā)。
分而治之
機(jī)械設(shè)計(jì)尤其與眾不同：早已確定，源自模塊的機(jī)械有自定義的機(jī)械接口。封裝的功能塊形成一個(集中管理的)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，設(shè)計(jì)人員利用這些標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，快速、高效地從成熟模塊中整理出一個新的機(jī)械解決方案，從而降低了機(jī)械的建造和測試費(fèi)用。設(shè)計(jì)人員可以專注于開發(fā)新功能和獨(dú)特特點(diǎn)，或擴(kuò)展現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件。此外，因?yàn)?預(yù)先)明確定義了模塊接口，所以很容易將大規(guī)模的開發(fā)任務(wù)分給多名設(shè)計(jì)人員，因此，開發(fā)和測試任務(wù)可以并行執(zhí)行，從而進(jìn)一步縮短了產(chǎn)品的上市時間。
因此，設(shè)置的目標(biāo)是：在軟件開發(fā)中進(jìn)一步推動軟件模塊化。
來自自動化供應(yīng)商的功能模塊庫
然而，軟件標(biāo)準(zhǔn)功能模塊組件的構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)往往超出了機(jī)械和設(shè)備制造商的能力。為消費(fèi)品行業(yè)提供生產(chǎn)資料的設(shè)備生產(chǎn)商中有90%雇用了30到70名員工，而在這些員工中，平均只有1.6名員工從事設(shè)備自動化工作。企業(yè)在產(chǎn)品上市方面獲得顯著的競爭優(yōu)勢之前，需要員工團(tuán)體開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件。作為機(jī)械工程的系統(tǒng)和技術(shù)合作伙伴，Lenze從多年前開始，采取工程技術(shù)服務(wù)的形式為用戶提供支持，提供預(yù)制的標(biāo)準(zhǔn)功能塊，如，卷繞或飛鋸，支持智能驅(qū)動?，F(xiàn)在，公司還為基于控制器的自動化解決方案提供功能塊，同時擴(kuò)展了用于消費(fèi)品行業(yè)的特定功能塊，如，“無縫隙不封口(No gap – no Seal)”。用于三軸多關(guān)節(jié)機(jī)器人的復(fù)雜功能塊也即將推出。
根據(jù)應(yīng)用情況和要求，開發(fā)人員可以為單個機(jī)械或成套設(shè)備使用具有不同層次的功能塊和軟件- 如，力學(xué) – 大部分建立在經(jīng)過測試并在很多應(yīng)用中得到證明的標(biāo)準(zhǔn)功能的基礎(chǔ)上。正如我們在電子和軟件行業(yè)的很多領(lǐng)域所觀察到的，隨著模塊化軟件和相應(yīng)開發(fā)方法的逐漸增加，第三方公司也可以開發(fā)和提供功能塊和相關(guān)的測試矢量來驗(yàn)證。
自定義功能塊模板
因此，用戶可以通過使用模板并在必要時借助簡單的標(biāo)準(zhǔn)功能塊，快速創(chuàng)建自定義功能塊并將其集成到后續(xù)的項(xiàng)目中。模塊提供了預(yù)制的軟件結(jié)構(gòu)，如，錯誤處理程序、接口、數(shù)據(jù)庫和狀態(tài)機(jī)。就像使用Word模板一樣方便，用戶可以集中精力于創(chuàng)建實(shí)際功能或內(nèi)容。
現(xiàn)代化工程環(huán)境和OOP
面向?qū)ο蟮木幊陶Z言支持軟件模塊化，因?yàn)檫@種語言的基本概念是將功能和數(shù)據(jù)封裝于“對象”中。繼承法可以在現(xiàn)有對象的基礎(chǔ)上快速生成新對象，從而特別有效地實(shí)現(xiàn)新功能和新選項(xiàng)。與IEC 61131“編程語言”相比，面向?qū)ο蟮恼Z言的另一個優(yōu)點(diǎn)在于，在教育和企業(yè)中覆蓋率更大。強(qiáng)大的開放式編程環(huán)境，例如Lenze的L-force Engineer，不僅支持面向?qū)ο蟮母呒壵Z言編程，而且在一個項(xiàng)目中還允許使用類似于C語言的結(jié)構(gòu)化文本、在KOP中創(chuàng)建的代碼和預(yù)制功能塊的組合。
結(jié)論和展望
資金和人力資源的稀缺導(dǎo)致中小型機(jī)械和設(shè)備制造商必須優(yōu)化軟件工程。統(tǒng)一的軟件模塊化允許程序員順利重復(fù)使用已有的、經(jīng)過測試的代碼，在此基礎(chǔ)上開發(fā)新的功能。同時，通過軟件模塊化提高了軟件的可讀性，從而改善了軟件的可維護(hù)性。另外，使用不同抽象度的標(biāo)準(zhǔn)功能塊能夠進(jìn)一步提高效率，這些標(biāo)準(zhǔn)功能塊由自動化與解決方案合作伙伴(如，Lenze或第三方)提供而且經(jīng)過了測試。程序員可以用節(jié)省出的開發(fā)和測試時間來專注自己的產(chǎn)品范圍和核心競爭力，從而提高公司的競爭地位。
（轉(zhuǎn)載）
