通用汽车动力系统的开放、模块化结构控制-执行摘要
| 作者： C.迈克尔·泰勒 |
托马斯·j·耶格 |
| 雷蒙德·p·卡耶 控制经理，制造工程-变速箱 |
斯蒂芬·r·沃克 控制经理，制造工程-铸件 |
| 甄子杰 经理，高级控制 |
克拉克·p·拜罗 经理，基于数学的设计和系统控制 |
自1986年以来，通用汽车动力总成集团(GMPTG)一直是在其制造应用中实施开放、模块化架构控制器(OMAC)技术的领导者。在过去的两年中，由于个人计算机技术的进步和美国汽车公司发布的OMAC白皮书，说明了OMAC技术在汽车应用中的需求，对OMAC的兴趣得到了极大的扩展。本文档的目的是描述当前的OMAC项目和GMPTG的未来实现方向，以满足控制社区对GMPTG与OMAC相关的活动有更好的理解的愿望。
首先介绍OMAC项目的概述和OMAC概念的定义。从GMPTG的角度解释了追求开放技术的理由，而不是其组织背景和敏捷制造战略。列出了现有的基于pc的控制应用程序的例子，以展示对已经到位的基于pc的技术的广泛承诺。接下来介绍了从基于pc的系统到基于OMAC系统的迁移计划，并采用了全面的验证方法，以传达GMPTG在实现OMAC技术方面所采取的方向。
本文描述了杠杆技术开发项目和相应的GMPTG OMAC试点实现，以说明在GMPTG开发OMAC技术的理念和方法。最后，本文将讨论技术和非技术问题，以强调成功实现OMAC系统仍然需要付出的努力。
简介
从历史上看，通用汽车动力总成集团(GMPT)旗下的各部门一直被认为是工业控制领域的领导者和创新者。可编程逻辑控制器(PLC)的基本结构是由通用汽车公司的一组工程师在60年代早期描述的。Hydra-matic Ypsilanti工厂通过实施第一个系统成为PLC的诞生地，后来成为Modicon和Allen-Bradley PLC业务的基础。作为世界上最大的发动机，变速箱和铸件制造商，GMPTG有独特的机会保持在工业控制领域的领导者地位，并从这一领域的改进中获得最大的利益。其他计算机行业已经表明，拥有开放的模块化计算系统具有巨大的优势，可以通过为计算系统中的每个组件创造激烈的竞争来提高系统可靠性和降低成本。这种对其他行业的理解促使GMPTG创建、推广、实现和支持开放、模块化体系结构控件(OMAC)概念。美国政府建立开放架构控制器的早期努力只取得了有限的成功。由于这一有限的成功，许多新的政府赞助项目开始继续下一代控制器(NGC)项目。通用汽车一直密切关注NGC计划，并希望确保这些新的政府计划与汽车行业对OMAC的要求保持一致。因此，这些要求被简化为高层次的白皮书。
自从1994年8月15日由美国汽车公司发布了最初的OMAC白皮书，题为“汽车工业应用的开放、模块化架构控制器的要求，1.0版本”以来，人们对OMAC技术产生了极大的兴趣。通用人员已经与许多控制供应商、最终用户、技术开发人员、原始设备制造商和系统集成商举行了会议，解释了GMPTG控制系统实施的愿景和策略，并讨论了与OMAC技术的开发和实施有关的问题。以下是之前介绍过这些概念的部分会议、团体和公司:
| 会议: | Autofact ' 94, ISA多伦多，ISA新奥尔良，IPC ' 95 TEAM阿尔伯克基，日本开放控制会议，ICEE 96 |
| 最终用户: | 通用汽车动力总成，亚当欧宝，福特，克莱斯勒，丰田，日产，通用汽车NAO-MIS |
| 控制供应商: | Allen-Bradley, GE发那科，Square D, Modicon, NUM, Indramat，西门子，ICON什里夫波特，Delta Tau, Cimetrix，发那科，ASAP，霍尼韦尔微开关，障碍赛，Trellis, Controlware |
| 机床制造商: | Landis, Okuma，牧野，Leblond牧野，Cincinnati Milacron, Mori Seki, Mazak, Huller Hille, Boehringer, Toyoda, Lamb Technicon |
| 计算机制造商: | 惠普，英特尔，数码设备，Nematron, Xycom, Radisys |
| 系统集成商: | 思科，EDS，通用休斯 |
| 其他组织: | 国家电气制造商协会(NEMA)、国家标准与技术研究所(NIST)、欧洲自动化系统内控制开放系统架构(OSACA)、日本国际机器人和工厂自动化(IROFA)、日本控制器架构开放系统环境(OSEC)、 |
本文档旨在作为OMAC白皮书的补充。它捕获了许多与OMAC相关的技术和实现问题，一般地和特定于GMPTG。它还包含了GMPTG人员用于评估和验证OMAC技术的方法，以及将OMAC技术转移到生产车间的程序。为了更容易地传达这一信息，从这些发言中摘录的内容已被精简为文字，以便更多的人和团体能够理解OMAC文件所提供的概念。
本文件的目标概述如下:
将GMPTG关于OMAC的观点和想法传达给控制社区;
阐明GMPTG在实施基于omac的系统中的地位;
帮助加快OMAC商业产品的可用性;
解决控制供应商、机床供应商和系统集成商的问题。
必须强调的是，本文件既不是设备采购规范，也不是告诉控制供应商如何设计其产品的设计文件。
OMAC项目描述
“OMAC项目是什么?”很多人都问过这个问题，希望找到一个有条理的、定义清晰的程序供他们参考。从通用汽车动力总成的角度来看，这个问题的最佳答案是，OMAC是一个开发和实施活动的集合，这些活动不是通过正式的组织连接起来的，而是通过一组组织的合作信息交换和联合开发工作来实现的，这些组织的共同目标是使控制系统更加开放和模块化。换句话说，在所谓的OMAC项目中，没有OMAC总部，没有民选官员，也没有官方特许状。
OMAC项目是由美国的汽车公司发起的，旨在满足他们使制造系统更加灵活和敏捷的愿望，并鼓励控制供应商将开放、模块化的控制产品商业化。发布的OMAC白皮书描述了汽车制造应用中的特定需求和要求，定义了汽车制造需求中的“开放”和“模块化”，描述了基本控制器模块和模块化概念，并定义了每个控制器模块的高级功能需求。它旨在成为汽车公司的一个沟通工具，并让人们知道一个开放的模块化控制系统所需的功能“愿望清单”。对于GMPTG, OMAC白皮书用于告知控制供应商和技术提供商GMPTG的发展方向，以及应该纳入的一些技术，以帮助GMPTG实现实现灵活的、具有成本竞争力的制造工艺的目标。GMPTG正在摆脱封闭的、专有的控制系统，当需要进行更改或升级时，这些控制系统必须废弃。拥有开放和模块化的控制系统将使新技术能够以增量方式集成。
因此，OMAC白皮书不是一套技术规范，不应被视为一套“告诉”供应商如何设计控制系统的规则。OMAC白皮书的意图也不是规定一个开放的、模块化的控制系统的体系结构，也不是试图从供应商社区获得关于OMAC系统体系结构的共识。因此，OMAC项目不会发布任何技术规范和OMAC体系结构。技术规范将由美国政府共同发起的开发项目发布，这些项目之间的合作开发努力将产生一套共同的规范。“OMAC项目”的最终目标是让汽车公司购买符合这一套通用规范的商用控制产品。
拥有一个通用的、开放的控制器平台不仅有利于汽车公司，也有利于任何需要工业控制的企业。单个公司可以获得的竞争优势是通过将自己的专有工程知识轻松地集成到控制器中，从而产生更灵活、更有能力的制造过程。目前的专有控制系统使得内部技术的集成非常困难。OMAC项目的另一个重要因素是利用个人电脑硬件和软件市场的快速技术进步和大量销售。汽车工业中的大多数应用都是“低端”应用，不需要复杂的控制系统，可以由基于个人计算机硬件和软件的现成产品提供服务。图形用户界面、硬件平台、操作系统和操作环境、通信、I/O网络、编程语言等元素不应该为了满足OMAC的要求而被重新发明。GMPTG认为，拥有一个开放的模块化控制器为专业产品供应商提供了更好的机会，使其成为汽车应用领域更重要的参与者。我们鼓励控件供应商与来自GMPTG的人员合作，开发能够被许多用户轻松和广泛应用的产品，但应该强调的是，OMAC项目是一项合作工作，任何供应商都不应该觉得他们是被迫参与OMAC活动的。
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