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2025年11月4日

AI 赋能自动化,迈向智造未来

发表在 2025 年《Open Automation》第六期上,VDE Verlag, www.vde-verlag.de

尽管当前全球经济动荡不安,倍福自动化公司正以清晰的创新规划、持续投资与稳定的价格体系稳步迈向未来。在本届 SPS 展会上,公司将重点展示 TwinCAT PLC++、新一代多点触控面板系列、搭载新型处理器的工业 Pc、新型 EtherCAT 端子模块与 ASIC 芯片,以及最重要的 — 人工智能技术的深度整合应用。《Open Automation》杂志主编 Ronald Heinze 特邀倍福全球总裁 Hans Beckhoff、企业战略发展部经理 Frederike Beckhoff 与产品经理 Johannes Beckhoff,共同探讨提升企业经济效益与技术创新融合的最新发展路径。

Hans Beckhoff(右)与他的子女 Frederike(中)和 Johannes Beckhoff(左)共同展望倍福自动化作为家族企业持续成功运营的未来。
Hans Beckhoff(右)与他的子女 Frederike(中)和 Johannes Beckhoff(左)共同展望倍福自动化作为家族企业持续成功运营的未来。

对许多企业而言,2025 年的经济形势犹如惊险的过山车,但倍福自动化却逆势上行,交出了一份亮眼的成绩单。“我们的销售额较去年低谷期实现了显著增长。”Frederike Beckhoff 欣喜地表示,“预计年底将实现 7% 至 10% 的业绩增幅。”她同时强调:“库存问题虽已基本解决,但当前我们仍处于经济危机之中。”

回顾 2023 年,那确实是非同寻常的一年,全行业大规模的库存积压等偶发因素主导了市场走势。“这并未反映真实的市场需求。”Frederike Beckhoff 直言,“当时客户因零部件短缺而大量囤货。这也直接导致我们在 2024 年出现了同比 33% 的业绩下滑。虽然当前经济形势尚未全面好转,但 2025 年已呈现持续向好的发展态势。”Hans Beckhoff 补充道。2025 年开年至今仍充满波动:开局平稳,第二季度表现亮眼,但第三季度略显低迷。尽管 2026 年走势尚难预测,但 Hans Beckhoff 仍保持乐观态度,期待能延续今年的发展势头。

恪守价格稳定原则

全球因通胀而普遍涨价,Hans Beckhoff 对此却不以为然。“自公司成立以来,我们仅进行过少数几次调价。”他郑重表示,“我们始终恪守价格稳定的承诺。我们的原则是通过提升生产效率和规模效应实现增长,而非依靠涨价。”这一原则在 2025 年依然延续,倍福在欧洲核心市场的客户均未面临价格上调。仅在美国等少数出口市场因关税政策征收了附加费。

但下一轮增长爆发点将来自何方?“全球范围内的经济发展出奇地均衡。”Frederike Beckhoff 指出,“没有出现特别繁荣的地区或国家。”不过小型经济体是个例外 — Hans Beckhoff 补充道:“意大利的表现可圈可点。2025 年意大利机床制造业迎来显著复苏,这确实给我们带来了惊喜。”

Beckhoff Automation 公司创始人兼全球总裁 Hans Beckhoff: “自 2020 年以来,我们的业务增长约 40%,这一数字让我们深感欣慰。”
Beckhoff Automation 公司创始人兼全球总裁 Hans Beckhoff: “自 2020 年以来,我们的业务增长约 40%,这一数字让我们深感欣慰。”

然而,倍福的成功模式始终在于其业务规模的广泛性:“我们正通过令人振奋的项目赢得新客户。”Frederike Beckhoff 表示,“更重要的是,老客户完成库存调整后已重启订单。”正如 Hans Beckhoff 所言:“在多个市场扎稳根基,远胜于过度依赖单一市场。”

公司的销售趋势在各产品线之间也呈现均衡分布。“这是因为约 70% 的客户采用我们提供的完整系统。”Hans Beckhoff 表示。据他介绍,在以产品为核心的同时,行业解决方案同样是重要的支柱业务,公司正在系统性地拓展这两大领域。他特别以汽车行业为例说明:“这两大领域为我们开辟了极具前景的客户支持途径。”

投资:永无止境

威尔团队从未考虑过停止投资。正如 Hans Beckhoff 所言:“我们始终如一地持续投资 — 这已经刻在我们的基因里。”2025 年期间,公司持续推进扩建项目。Frederike Beckhoff 介绍了当前进展:“奥地利分公司的新大楼将于 2026 年上半年竣工,当地团队将迁入办公。位于德国东威斯特法伦州雷达园区、总面积达 67,000 平米的建筑群将于 2025 年底完工,随后进行内部装修,为进一步扩张奠定基础。”子公司 Schirmer Maschinen 在威尔占地 2 万平米的生产与办公大楼将于明年动工。此外,ATRO 机器人和 MX-System 产能也计划于明年初实现扩张。

销售部门也在持续扩张 — 正如 Frederike Beckhoff 所言:“我们在全球的 5300 名员工中,约有 2000 人从事销售或销售相关岗位。与客户保持持续接触始终是关键所在。“因此,我们每年都会积极拓展销售网络,包括地理区域扩张、产品线丰富以及行业领域拓展这三大维度,全面加强销售团队的建设。”

软件:速度决定成败 — TwinCAT PLC++ 带来颠覆性变革

对速度与效率的极致追求,早已融入倍福的基因。“速度决定成败 — 这一直是我们的座右铭。”Johannes Beckhoff 表示,“TwinCAT PLC++ 已成为提升速度的具体典范,我们预期的效率提升已化为现实。在多数项目中,我们的执行速度提升达 1.5 倍;而在深度优化项目中,执行速度更是加快至 2.5 倍。”

企业发展部经理 Frederike Beckhoff “我们的新增订单量较去年同期实现显著增长,销售额增幅也达到 7% 至 10%。”
企业发展部经理 Frederike Beckhoff “我们的新增订单量较去年同期实现显著增长,销售额增幅也达到 7% 至 10%。”

更快的控制系统还能提升设备产能。Hans Beckhoff 解释其原理:“每当控制周期时间被缩短,设备等待控制器给出响应的时间便会相应减少。几毫秒的优化不断累积,最终能切实转化为设备效率的百分点提升。而且这会产生累积效应,即便速度仅提升 2%,也能在经济效应与环保效益上产生显著影响。”Johannes Beckhoff 补充道:“这甚至催生了全新的机械设计理念。”

TwinCAT PLC++ 在开发环境方面也具备显著优势:编译速度更快、在线修改更迅捷、停机时间更短。“高效率不仅意味着生产提速,还体现在调试周期的缩短。”Johannes Beckhoff 强调道。诊断功能同样持续优化 — 这对设备的综合效率(OEE)产生重大影响。

另一个关键考量在于,TwinCAT PLC++ 的研发与 IEC 61131-3 标准保持了高度契合。它所实现的卓越兼容性,加之对 C++ 等高级语言的支持,为连接广大程序员与用户群体构建了紧密纽带。

普惠 AIMachine Learning Creator

当众多企业将人工智能研究束之高阁时,倍福却致力于将其引入车间现场。TwinCAT Machine Learning Creator 工具应运而生。“即便不是 AI 专家,PLC 程序员也能通过它训练神经网络。”Johannes Beckhoff 解释道,“用户只需将已记录并分类的数据集导入 TwinCAT Machine Learning Creator,系统便会自动开始训练 — 神经网络即刻投入应用。”

该功能的落地最初从图像分析起步。在 SPS 展会上,我们还展示了针对信号与时间序列的分析能力,涵盖铣削主轴振动、压力曲线乃至工艺信号等多维数据。Johannes Beckhoff 补充道:“这使得对工艺进行合格/不合格判定以及实施预测性维护成为可能。”

AI 智能体助力简化开发流程

TwinCAT CoAgent 提供多种采用模型上下文协议(MCP)的智能体。该协议专为大语言模型(LLM)设计,使其能够接入外部工具与数据源,从而提升模型效能。Johannes Beckhoff 指出:“这一协议在大语言模型的标准领域(即 ChatGPT 所处的技术领域)已广泛应用,它相当于一个标准化接口,规范了大语言模型如何确定性地调用智能体功能。”目前,MCP 协议已在 TwinCAT CoAgent 系统中实现。

“我们计划为 TwinCAT 平台开发的所有功能,无论是 HMI、PLC、分析工具、测量功能,还是 XPlanar、XTS 或运动控制模块,都配备 MCP 接口,以实现与大语言模型的连接。”用户可通过自然语言交互,提出诸如“能否为我生成特定代码?”或“能否设置报警功能?”等需求。Johannes Beckhoff 补充道:“通过 MCP 接口,大语言模型能够精准调用自动化模块的相应功能。”Hans Beckhoff 则以其一贯生动的描述勾勒出未来图景:“过去是人坐在设备前拉动操纵杆,未来则将是设备内部驻守一名‘数字员工’,即一个能够倾听、理解并采取行动的大语言模型。”

Johannes Beckhoff, Product Management: “The hype around AI is justified. LLMs will profoundly change the engineering, commissioning, and operation of machines.”
Johannes Beckhoff, Product Management: “The hype around AI is justified. LLMs will profoundly change the engineering, commissioning, and operation of machines.”

在去年的 K 展上,我们已初步展示了这项技术:一台配备 C6043 工业 PC(搭载 NVIDIA® GPU)的吹塑机。工业 PC 不仅实现了设备的精准控制,更具备人机对话与人工智能决策能力。“我们正在将基于智能体的知识体系全面集成到 TwinCAT 开发工具中。”Johannes Beckhoff 总结道。未来,用户甚至可以通过语音指令向设备发起复杂查询,从而实现可靠的设备状态监测与故障诊断。

在本届 SPS 展会上,展会焦点将集中在诸多与软件相关的主题上,包括容器化或虚拟化控制系统以及运动控制与视觉算法的优化升级。

硬件升级:全新面板,更强处理器

“在今年的 SPS 展会上,我们将展出 CP4xxx 和 CP5xxx 系列新一代多点触控面板型 PC — 这是自 1998 年以来第三代设备设计。”Johannes Beckhoff 透露。此次展示将聚焦成本优化方案、吸引眼球的设计以及丰富的尺寸规格。这些面板型 PC 的核心特性包括基于 EtherCAT 的实时通信、与 TwinCAT 的完全集成、支持多点触控的高品质显示屏、更低的功耗(尤其得益于搭载 Arm® 处理器),以及具备长期供货保障的工业级组件。“显示屏是设备的“门面”— 既要彰显优雅气质,又要确保与设备的完美兼容。”Hans Beckhoff 如是说。

为确保新一代多点触控面板型 PC 适应未来需求,其电子架构经过重新设计,机械与电子接口均已实现标准化。这些完全在德国本土制造的坚固设备,提供 IP20 控制柜安装式和 IP65 安装臂安装式两种版本。新品首次搭载 Arm® 多核处理器,对于价格敏感的可视化应用而言是极具吸引力的选择。若面板型 PC 同时配备 TwinCAT 自动化软件,则显示与控制功能可集成于同一设备运行。Hans Beckhoff 表示,这为用户提供了“极具性价比的倍福控制技术入门方案。”该系列面板型 PC 不仅具备节省空间、减少布线及维护工作等传统优势,更被设计为智能网关,可以采集并预处理设备数据,完成后传输至上层系统。

处理器领域有哪些新动态?“倍福设备通常配备三到四档处理器层级。入门级采用适用于小型控制器的 Arm® 处理器;中端则搭载性能更强的 Arm® Cortex® 处理器,例如 CX82xx 和 CX92xx 系列嵌入式控制器。”Hans Beckhoff 解释道。这些处理器亦能胜任小型运动控制应用场景。

作为新一代 PLC 技术,TwinCAT PLC++ 在开发环境和 Runtime 性能方面实现了显著的优化与提升。
作为新一代 PLC 技术,TwinCAT PLC++ 在开发环境和 Runtime 性能方面实现了显著的优化与提升。

接下来是针对性能更强的工业 PC 的 x86 处理器系列。倍福在此领域推出了搭载全新处理器的产品线:“我们将在紧凑型控制器中采用最高八核的 Intel® Amston Lake 处理器,并为高性能系统配备 Intel® Bartlett Lake 处理器,这将覆盖极其广泛的应用领域。”Johannes Beckhoff 介绍道。搭载新型处理器的机型将于今年及 2026 年完成设计研发。

“我们的控制器均标配 Windows 和 Linux® 操作系统。”Johannes Beckhoff 补充道。“许多客户对此有明确需求,Linux® 是广受欢迎的系统。”Hans Beckhoff 对此予以确认。

I/O 与 EtherCAT:经典标准再升级

自 2003 年以来,EtherCAT 始终是倍福成功传奇的重要篇章,现已发展成为工业通信领域的全球标准。“我们将于年底发布 ET1150,这款新型 ASIC 芯片拥有更大的内存与更强性能。”Johannes Beckhoff 透露。其功耗较 ET1100 芯片最高可降低四分之三。新一代芯片采用与前代产品完全兼容的引脚设计,旧款芯片将继续供应。“这对于设备制造商而言无疑是重大利好,他们将获得显著的性能提升。”Hans Beckhoff 强调道。

另一大亮点是基于 VHDL 的 EtherCAT IP 内核。倍福此次同样推出了性能升级的新版本,可在各类 FPGA 平台中实现 EtherCAT 功能,并将 EtherCAT 协议集成至特定半导体芯片。“它能带来与新型 ASIC 芯片同等级的性能优势。”Hans Beckhoff 补充道。

EtherCAT 总线端子模块领域同样迎来创新突破:“我们即将推出采用全新外壳设计的 ED 系列 EtherCAT 总线端子模块。”总经理介绍道。该设备采用直插式连接技术以简化接线,具备更优异的热性能并搭载全新电子元件。“当然,新系列产品完全兼容以往的 EL 端子模块。”

Hans Beckhoff 郑重承诺:“我们至今仍持续供应 2003 年 EtherCAT 问世时的首代端子模块,它们已成为我们的标准产品。就连 1995 年推出的 K-bus 端子模块也仍在供货。全新 ED 系列端子模块是对现有产品线的有机补充,我们始终致力于保持成果的产品延续性。”

通过 TwinCAT CoAgent 与 TwinCAT Machine Learning Creator,过程控制与自动化专家可直接将 AI 技术应用于实际场景。
通过 TwinCAT CoAgent 与 TwinCAT Machine Learning Creator,过程控制与自动化专家可直接将 AI 技术应用于实际场景。

运动控制领域:经济性与智能化的双重突破

2024 年运动控制应用领域呈现高度活跃态势,这一趋势持续至 2025 年。过去一年推出的供电范围为 300 V...600 V 的经济型驱动器系列成为成本敏感型应用的第三代基础驱动解决方案。AX1000 伺服驱动器与 AF1000 变频器采用统一外形尺寸,据 Hans Beckhoff 透露,这两类驱动产品“因卓越性能与极具竞争力的价格获得市场热烈反响。”他总结道:“完美是优秀的敌人,即便可能对现有产品形成竞争,我们仍将坚持创新迭代。”

在 XTS 产品输送系统中,EcoLine 电机模块(每米可节省 45% 成本)与适用于对卫生要求极高应用的不锈钢机型尤为值得关注。卫生型 XTS 系列现推出 22.5 度大曲率半径模块,而 XPlanar 平面磁悬浮输送系统则提供更大尺寸的平面模块。“通过新软件升级,动子可实现 360 度旋转— 在传输平面任意位置甚至输送过程中均可完成。”Johannes Beckhoff 解释道。“这场景宛如观赏旋转木马般奇妙。”他笑言。

ATRO 模块化工业机器人套件的长期测试现已接近尾声。据 Hans Beckhoff 透露,该设计已再次完成微调,系统基本具备量产条件。预量产机型预计将于明年第二季度面世,正式量产计划于 2026 年底启动。

MX-System:无控制柜自动化解决方案开始正式供货

倍福现已正式启动 MX-System 的常规供货。首批全面搭载该模块化解决方案的设备已成功投用,这标志着新一代自动化系统的诞生 — 它以摒弃传统控制柜的方式,实现极致效率、灵活性与面向未来的特性。为实现这一目标,MX-System 将所有自动化功能集成于可插拔的坚固系统结构中,为设备制造商和终端用户带来覆盖设备全生命周期的综合优势。

MX-System 代表着自动化技术的根本性变革。它不仅是控制柜的替代品,更是对控制柜的重新定义。模块化硬件、标准化接口与集成智能的结合,为构建面向未来的柔性设备方案奠定基础。该技术应用领域广泛,从包装技术、建筑结构到食品饮料和汽车行业。倍福为客户提供从项目规划、培训到系列集成在内的全方位支持。根据客户需求,倍福专家还可现场演示 MX-System 如何为具体应用场景打造最优自动化解决方案。

乘势而上,迈向未来

对于许多企业而言,欧盟《机械法规》、《网络韧性法案》及 《NIS2 指令》犹如悬顶之剑。然而 Hans Beckhoff 保持务实态度:“这些是具有约束力的法规,确有其合理之处。我们正与客户保持密切沟通,积极推进相关认证工作。关键在于让这些法规应当增强而非削弱欧洲的竞争力。”他同时强调,倍福自动化将一如既往继续保证准时交付:“我们的客户必须能够信赖我。”

最后但同样重要的是,当被问及哪项创新能为客户带来最大效益时,Hans Beckhoff 选择了 MX-System:“这项技术将影响所有控制柜建造及使用者。它标志着自动化最佳实践的根本性变革 — 而且此刻正在发生。”

而 Johannes Beckhoff 则押宝人工智能:“这股热潮实至名归。大语言模型将深刻改变设备的工程设计、调试及运维方式。我们必须站在这场变革浪潮的最前沿。”他坚信,这将推动软件技术迈向未来。

倍福家族对 SPS 2025 展会有何期待?Hans Beckhoff 笑着回应:“巨大商机、绝佳交流平台 — 最重要的是,一场精彩纷呈的行业盛宴。”威尔团队始终秉持本色,延续着务实、创新且充满魅力的企业文化。这个家族企业正借 MX-System 与人工智能之力,重新构想自动化的未来。Hans、Frederike 与 Johannes Beckhoff 正与全球约 5300 名员工携手,共同引领这家家族企业稳健航行。依托稳定的价格体系、果敢的投资策略与前瞻性的技术,这家家族企业持续乘借东风,必将杨帆驶向 2026 年及更远的未来。