促進(jìn)管控融合是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的重要作用之一，平臺(tái)上的APP往往用于實(shí)時(shí)管控。開發(fā)這類實(shí)時(shí)管控APP時(shí)，不僅要重視工業(yè)知識(shí)和算法，還要重視軟件開發(fā)過程。事實(shí)上，這類實(shí)時(shí)管控APP開發(fā)的難點(diǎn)往往體現(xiàn)在對(duì)實(shí)時(shí)、安全、穩(wěn)定、可靠性要求上，對(duì)軟件開發(fā)的要求很高。

實(shí)時(shí)管控APP往往幫助人們處理實(shí)時(shí)發(fā)生的事件，從而體現(xiàn)出智能的特征。這樣的軟件，平時(shí)往往處于休眠狀態(tài)。相關(guān)事件發(fā)生后，計(jì)算機(jī)會(huì)啟動(dòng)這個(gè)實(shí)時(shí)管控APP、響應(yīng)特定的事件。在日本企業(yè)里，這些事件被稱作做啟動(dòng)要因。當(dāng)然，時(shí)間本身可能就是一個(gè)啟動(dòng)要因，這樣就可以定時(shí)啟動(dòng)APP的運(yùn)行。定時(shí)啟動(dòng)的時(shí)間周期可以短至秒級(jí)、毫秒級(jí)，體現(xiàn)了APP的實(shí)時(shí)性。如下圖所示。

啟動(dòng)要因發(fā)生，往往意味著生產(chǎn)狀態(tài)發(fā)生了改變。如生產(chǎn)事件發(fā)生、工藝參數(shù)異常、產(chǎn)品種類變化等。這些事件往往是需要進(jìn)行管理的。管理的方法就是改變控制邏輯或參數(shù)，比如調(diào)整工藝參數(shù)目標(biāo)值。啟動(dòng)要因觸發(fā)實(shí)時(shí)管控APP后，往往要重新讀取一些與事件相關(guān)的工藝參數(shù)、計(jì)算參數(shù)。例如，產(chǎn)品發(fā)生變化時(shí)，要讀取與這個(gè)產(chǎn)品相關(guān)的控制標(biāo)準(zhǔn)。而這些數(shù)據(jù)往往來(lái)自管理系統(tǒng)和模型參數(shù)庫(kù)。另外，在實(shí)時(shí)管控APP的運(yùn)行過程中，往往完成實(shí)時(shí)控制功能，需要采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)往往來(lái)自設(shè)備或自動(dòng)化系統(tǒng)。由此可見，實(shí)時(shí)管控APP的運(yùn)行往往要以數(shù)據(jù)集成為前提。運(yùn)行APP的平臺(tái)，既需要讀取設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，又需要讀取管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

開發(fā)實(shí)時(shí)控管APP可能會(huì)遇到兩種典型的麻煩。

首先是有實(shí)時(shí)性要求的底線。實(shí)時(shí)管控APP往往需要實(shí)時(shí)地給出計(jì)算結(jié)果，計(jì)算量大時(shí)就會(huì)影響管控的實(shí)時(shí)性。開發(fā)相關(guān)算法時(shí)，既要降低計(jì)算量又要提高精度。為此，對(duì)軟件開發(fā)者的數(shù)學(xué)和算法素養(yǎng)要求較高。但幸運(yùn)的是：隨著計(jì)算機(jī)性能的提升，這個(gè)麻煩逐漸消失了。其次是數(shù)據(jù)質(zhì)量經(jīng)常出現(xiàn)問題。典型問題包括誤差大、通信不暢、時(shí)序混亂、人為干預(yù)等。在可以預(yù)見的未來(lái)，這些問題是難以徹底消除的，是APP開發(fā)的常見困難。

用于實(shí)時(shí)管控的工業(yè)APP大體有兩類應(yīng)用方式：一種是自動(dòng)控制的、一種是操作指導(dǎo)的。前者是APP直接輸出控制指令。后者輸出供操作工參考的數(shù)據(jù)，最終的控制指令是人下達(dá)的。

自動(dòng)控制APP需要自動(dòng)識(shí)別、處置數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。無(wú)論現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)任何問題、輸入信息出現(xiàn)何種錯(cuò)誤，都不允許出現(xiàn)嚴(yán)重的計(jì)算錯(cuò)誤。這樣，軟件開發(fā)時(shí)的防錯(cuò)機(jī)制往往非常復(fù)雜。開發(fā)自動(dòng)控制APP時(shí)，調(diào)試的困難大、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)也大，對(duì)開發(fā)者的軟件開發(fā)水平要求高。開發(fā)者往往需要反復(fù)地思考：系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可能出現(xiàn)哪些意外、錯(cuò)誤、異常、歧義？如何識(shí)別這些問題、識(shí)別方法本身有沒有問題？如何處置這些問題、處置方法有沒有問題？

考慮上述問題時(shí)，必須要考慮到處理方法對(duì)最終結(jié)果的影響。一般來(lái)說，開發(fā)者首先要滿足安全、穩(wěn)定、可靠性要求，在這個(gè)基礎(chǔ)上才會(huì)考慮優(yōu)化APP的性能。相比之下，操作指導(dǎo)模型的開發(fā)要簡(jiǎn)單許多，因?yàn)椴僮鞴樽罱K的結(jié)果負(fù)責(zé)，軟件系統(tǒng)承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)往往要小。

作者：郭朝暉