CODESYS – האנדרואיד של אוטומציה תעשייתית

חגיגות יום השנה ה-20 של החברה 3S-Smart Software Solutions, המיוצגת ע”י דור הנדסה בישראל, הביאה ליוזמה לראיין את שני המייסדים דיטר הס ומנפרד ורנר, לגבי ההיסטוריה, המגמות והתפתחויות החדשות בתחום של בקרת הנעה ואוטומציה.

יותר משלושה מיליון רישיונות שנמכרו, כ-350 חברות תעשייתיות, מרביתן בתחום רכיבי אוטומציה לתכנות ובקרה ולקוחות OEM ברחבי העולם, בנוסף ל-750,000 רישיונות – מנויים שנמכרו בשנה שעברה – על כך יכולים להעיד שני המייסדים ד. הס ומ. ורנר מחברת 3S-Smart Software Solutions, בתום 20 שנות ותק בתחום.
במחצית הראשונה של שנות התשעים היה תקן IEC (6)1131 עדיין נושא חדש יחסית.
“היה לנו רעיון משותף, לפתח את המוצר ואז החלטנו לייסד את בית התוכנה Software Solutions”, נזכר מ. ורנר. השילוב של תכנות יחד עם מערכת זמן הרצה של תוכנה, היה מאוד נדיר באותן שנים.
כבר במהלך השנתיים הראשונות של החברה, יצאה לשוק הגרסה הראשונה של CODESYS V1.0. הייחודיות של התוכנה היתה: עיבוד קידוד אובייקט ומערכת הרצת תוכנה נגישה ברקע.
“המפתח להתחלה המוצלחת נבע מכך, שהגרסה להרצת התוכנה הופעלה במהירות”, המשיך מ. ורנר. כך אפשר היה לזכות כבר בתום השנתיים ביצרנים המקוריים של הציוד כגון IFM. “מוקדם מאוד עברנו למחוללי קודים, בעלי יכולת ביצוע מהירה יותר בהשוואה למעבדים אחרים. במקביל הוטמעה גם ההדמיה ותצורת ה-IO בשלב מוקדם יחסית. “הרעיון המרכזי היה, להציע סביבה נוחה, איתה היה אפשר לפתור כמה שיותר בעיות” הוא מוסיף. “המטרה הראשונית היתה, ליצור סביבה לתחום האוטומציה אשר תאפשר ניווט בין תפקידים חשובים ותיקח על עצמה תקשורת והדמיה ויזואלית”.

הפצה רחבה ליצרני מקור של הציוד וכן למשתמשי הקצה
לדברי ד. הס, היו שני לקוחות מרכזיים נוספים אשר תרמו לעליה הנוספת: בוש ובקהוף. “עוד בשנות התשעים, היה לבקהוף מוניטין כחברה חדשנית בענף האוטומציה. ההחלטה של בקהוף לבחור במערכת שלנו, עזר לנו מאוד כדי להשיג דריסת רגל אצל חברות אחרות.
מעבר לכך, לדבריו של ד. הס, העובדה הבאה שימשה להם כרוח גבית: “את הפיתוח של המערכות שלנו בנינו על המערכות של ‘חלונות’ (WINDOWS) ועל אוריינטציה של אובייקטים, ועל כן לא היה לנו צורך להסתמך ו/או להתחשב במערכות הישנות מעולם ה-DOS. “הפילוסופיה של מערכת התפעול של ‘חלונות’ שונה לגמרי: זה כמעט בלתי אפשרי לשלב בין שני העולמות מבלי להתפשר.
נקודה חשובה היא התפיסה של התוכנה על ידי משתמשי הקצה. “ישנם גרסאות שונות המותאמות ללקוח אצל יצרני הציוד המקוריים”, מסיים מ. ורנר. יחד עם זאת, ידוע כי ברוב הגרסאות הללו של יצרן מקורי, משולב הקודסיס. “הקודסיס גלוי בפני משתמשי הקצה והוא נתפס כיתרון, כאשר כלי פתוח ונפוץ נמצא בשימוש נרחב כל כך.”
לפי דבריו של מ. ורנר, המעבר למודל הרישוי/מינויים בשנת 2000 היווה אבן דרך: מערכת התכנות זמינה בחינם כעת ואילו עבור גרסת זמן הרצת התוכנה (משך הזמן שבו מופעלת התוכנה) מונפקים רישיונות. “באותה העת, זה היה צעד חריג”, מספר מ. ורנר. מעל לכל, מכיוון שהמעבר לא היה קל, שכן אצל חלק מהיצרנים התקיימו מודלים שונים של גבייה והיה צורך להתאים ולשנות הסכמים קיימים. “כל הלקוחות שלנו הלכו איתנו ועשו את הצעד הזה ובדיעבד התברר שזה אכן היה הצעד הנכון”, מדגיש ורנר. כאשר הוא מודה, כי המעבר ל-S3 היה אתגר לא פשוט מההיבט הכלכלי, כי ההכנסות מהמכירות של זמן הרצת התוכנה, התממשו רק לאחר עיכובים מהותיים.
מ. ורנר מוסיף: “אתה חייב לחשוב האם אתה באמת יכול להרשות לעצמך לספוג את זה.”
“הלקוחות קיבלו את השינוי הזה מכיוון שהם ידעו, שההכנסות של S3 ישמשו לפיתוח הקודסיס”, הוסיף ד. הס. והמשך הפיתוח תמיד יבוא לטובת הלקוחות. “בפילוסופיה שלנו, אנחנו לא מאמינים ביצירת תכונות מוגדרות המותאמות ללקוח ספציפי.” עוד הוא משוכנע, כי הגישה הזו לגבי המוצר, היא זו שקידמה את התוכנה הרחק קדימה.
ההשוואה עם פלטפורמות הטלפון החכם iOS והאנדרואיד מובנת מאליה: ישנו עולם ומלואו של תוכנות סגורות של יצרניות גדולות קיימות, אולם באותה מידה קיימת הפלטפורמה הפתוחה והזמינה לגמרי של קודסיס, אשר מובילה את הלקוחות שלה לעצמאות מרבית.
“מאז ומתמיד עבדנו בשיתוף פעולה הדוק עם הלקוחות שלנו”, מציין מ. ורנר בהקשר הזה ונזכר ב-19 השנים האחרונות בהם הם קיימו כנסים ללקוחות עבור יצרני הציוד המקוריים. הרעיונות החדשים מוזרמים במהירות – בעזרת S3 – ומוטמעים במוצר. “בעיקרון, הלקוחות שלנו לא נדרשים לשלם תשלום נוסף עבור המשך פיתוח המוצר”, מוסיף ד. הס. “במקרים אלו, צרכי הלקוח תמיד בעדיפות ראשונה ולאו דווקא פיתוח של טכנולוגיות חדשות.”
להרחבה נוספת דואגת הפלטפורמה העצמאית של מערכות זמן ההרצה עבור מעבדים של 16 ביט ועד ל-64 ביט. עבור תהליכי עיבוד רבים, מספיקים מעבדים קטנים יותר. כך שהקודסיס מיועד גם למשימות פשוטות יותר. “בהמשך להתייעצות עם לקוחות, מתוכנן גם המעבר של מערכת התכנות, לגרסה של 64 ביט”, כך לדברי ד. הס. יחד עם זאת, הוא לא פסל את האפשרות של מספר מחשבים אישיים (PC) כיעד מערכתי.

שידרוג דורות משמעותי עם CODESYS גרסת 3V
CODESYS גרסה 3 מהווה צעד נוסף בכיוון הפתיחות – “החלפת הגרסה הזו, סוגרת את החלפת הדורות האמיתית שלנו”, מתוודה מ. ורנר. “כל שורת קוד נכתבה בשיתוף פעולה הדוק עם הלקוחות שלנו.” עד כה, התוכנה היתה גוש מונוליטי בלבד. באמצעות הגרסה החדשה, הפתיחות קיבלה משמעות חדשה: “ניתן לתכנת הרחבות לתוכנה וניתן גם להחליף חלקים מהתוכנה”, אומר המנכ”ל.
“הפתיחות החדשה אף מובילה אותנו לתחרות עם הרכיבים בפלטפורמות שלנו, הקשורים ליצרנים אחרים”, ממשיך ד. הס. לדוגמא, ניתן להחליף בקלות את התצורה וההדמיה. “כמובן שאנחנו משתדלים להציע בעצמנו את הרכיבים הטובים ביותר.” באופן זה, האופטיקה של ההדמיה, שהיתה ממוקדת בתחילה בעיקר מבחינה טכנולוגית, עברה עיבוד בהתאם לסטנדרטים הארגונומיים המתקדמים. ההדמיה היא נושא מאוד מהותי אצל מרבית ממשתמשי הקצה שלנו”, מדגיש הבעלים של החברה. היא מתאימה לכל מכשירי השירות ופועלת בכל הפלטפורמות בהם מוטמעת הקודסיס כמערכת ייעודית. “בכל מקום בו קיימת תצוגה זמינה, ניתן להפעיל את מערכת ההדמיה שלנו”, מוסיף מ. ורנר.
כעת הושלם בהצלחה הפרויקט לבטיחות פונקציונלית. “כבר שנתיים אנחנו מחזיקים בתקן SIL2 ו-SIL3”, אומר מ. ורנר, תוך שהוא מודה שהדרך למוצר CODESYS Safety היתה לא קלה בלשון המעטה. עד כה, הפיתוח המשותף של S3 עם שמונה יצרנים מתקבל יפה מאוד. מעל לכל, האינטגרציה המלאה של קודסיס הקלאסית, לפי דבריו של מ. ורנר, “התקבלה היטב על ידי הלקוחות”.
“כמו בעבר, הייצור התעשייתי הוא שוק הליבה שלנו,” מוסיף ד. הס. “יותר ויותר הופכים שווקי הייצור בתחומים כגון אוטומציה ניידת, מיכון מבנים, מיכון תהליכים, מיכון אנרגיה והטמעה, לשווקים חשובים ומשמעותיים עבורנו.”
הפתיחות המהפכנית של קודסיס תורמת לכך, שנרכשים לקוחות חדשים. CODESYS V3 מתקדמת אצל המשתמשים בצעדי ענק. “90% מהפניות לגבי שאלות בתמיכה, נוגעות לגרסת V3”, מאשר ד. הס ורואה בכך הוכחה לכך, שהמשתמשים עובדים עם הגרסה החדשה באופן הדוק.
נשאלת השאלה, האם מערכת ‘חלונות’ (Windows) עדיין מהווה בסיס נכון לקודסיס. “ראשית, אנחנו צריכים להיות שמחים שקיימת מערכת בסיסית טובה כגון ‘חלונות’,” מדגיש ד. הס.
הוא מזכיר, כי היו ארגונים בעבר שנפלו בגלל שהם התבססו על מערכת הפעלה שגויה. “המצב הנוח הזה, מעניק ביטחון.” יחד עם זאת, שני המנכ”לים מודים, כי המצב כיום לא הולך להשתפר לעת עתה, שכן ה’חלונות’ הולך ונעלם מהתעשייה. “חלונות 8 אינו מתקבל בתעשייה ונכון להיום לא נראה באופק שקיימת מערכת חלופית ו/או אלטרנטיבה מתאימה.”, מציין ד. הס.
ד. הס מציין כי ניתן להעביר את מערכות זמן ההרצה של קודסיס כקוד מקור וקוד אובייקט לפלטפורמות השונות. יחד עם זאת, מערכת התכנות מקושרת מבחינה טכנולוגית למערכות של מיקרוסופט וניתן רק לקוות ל”התפתחות יציבה יותר” בטווח הארוך.

שוק חדשני ומותאם לתקופה
“הרעיון של חנות App עבור קודסיס כבר עלה מזמן על הפרק”, ממשיך ד. הס לנושא הבא. חנות האפליקציות של קודסיס יצאה לשוק זמן קצר אחרי יציאתה של גרסת המפתח המקצועי של קודסיס (Codesys Professional Developer)
ישנם דרישות מיוחדות מרובות, אשר אינן נוגעות כלל למרבית הלקוחות. אותם ניתן לכסות בקלות באמצעות יישומים שונים. לקוחות בודדים מוכנים לשלם עבור הערך המוסף של כלים נוספים. “לצורך כך, מספקת גרסה 3 שלנו אפשרויות טכניות בעזרת עזרי Plug-in וחבילות מנגנון מתאימות.” באופן זה, ניתן לשלב גם מוצרים של ספקים אחרים.
כדוגמא ליישום נוסף מציין מ. ורנר אפליקציה בשם : UML – Integration “היא לא קיימת בשוק סביבת פקדי התוכניות המאוחסנות.” על כן, זה אך הוגן, שרק מי שעושה בה שימוש, ישלם עליה.
“פונקציות, בהם כולם משתמשים, ימשיכו להיות כלולים במסגרת הכלי הבסיסי החינמי”, מדגיש ד. הס. “בנוסף, נכללות גם כל התכונות אשר היו כלולות בגרסה 2”, מוסיף מ. ורנר.
“שילוב מוצרים מיצרנים אחרים היה תמיד חלק מהמטרה שלנו, כמו לדוגמא בענף מיכון המבנים וממשקים לכלים מיוחדים כגון Eplan”, מסביר ד. הס. כעת, באמצעות החנות, קיים מקום זמין ומתאים למטרה זו. “מעבר לכך, אנחנו מעמידים את סביבת הפיתוח של יישומים לרשותם של הספקים האחרים, ללא עלות.”
הוא מוסיף עוד: “אנחנו מבקשים 20% מהמכירות של יישומים חיצוניים לטובת אזור החנות וכל הבילינג.”
כיום ישנם כ-3500 מבקרים רשומים בחנות, עם מגמת עלייה רציפה. “בסוף השנה אנחנו מצפים להגיע ל-5000”, הוא מוסיף. “והמבקרים משתמשים בחריצות באפשרויות ההורדה.
נקודת ציון חשובה נוספת, הייתה ההשקה של IEC- 61131-3 לטובת תכנות ממוקד אובייקטים, באביב 2013.
“אורך חייו של סטנדרט זה הוא שוב ללא גבולות”, מסביר ד. הס. אל IEC- 61131-3 הוא מתייחס: “אני כלל לא יודע מדוע בחרו דווקא בסטנדרט הזה כבסיס לתכנות”, שאל את עצמו מ. ורנר. “נכון שניתן לפתור איתו בעיות ברמות מסוימות, אולם הסטנדרט הזה ממש לא מתאים לצורך תכנות”.
ד. הס מוסיף: “לדוגמא אין בו מושגים, במיוחד אלו המתאימים לסביבה האקדמית המשמשת ב-IEC 61,499, כדי לקשר תשומות”. לצורך קישור תשומות בינאריות, יש להכניס משימות”. על כן הדיון לא צריך להיות סביב בעד ונגד, אלא לדון באילו מקרים יהווה הסטנדרט הזה יתרון.
“המשתמשים רוצים לפתור בעיות על כלי התכנות שלהם, כמו לדוגמא קישורים של fieldbus ובטיחות יישומית וכן להנדס יישומים מותאמים אישית באופן סביר.” אומר ד. הס. “טרם סופקה ההוכחה לכך, שה-IEC- 61131-3 מתאימה יותר להנדסה. מ. ורנר מסכם את הנושא כך: לעומת זאת, לא קיימים אצלנו מחסומים אידאולוגיים. כאשר נזהה צורך בשווקים, אנחנו נתמוך בזה.”
כמובן שזה לא משנה את העובדה, שהשוק של IEC- 61131-3 בכלל ושל קודסיס בפרט, גדל.
“אנחנו דואגים לכך שהצרכנים שלנו ישקיעו כמה שפחות מאמץ הנדסי”, אומר מ. ורנר. “הלקוחות שלנו מקבלים, למשל את ה: CANopen, Ethercat ובעתיד גם את חבילת PROFINET יחד עם האספקה של התוכנה כדי לתת להם פתרונות לבעיות, שמשתמשים אחרים היו רוצים שיהיה ברשותם”.
“בענף של fieldbus, המנהלים רואים את עצמם כספקי תוכנות בקרה עם המגוון הרחב ביותר, וזאת באמצעות הפלטפורמה העצמאית.
“על מפת הדרכים שלנו, לטווח הבינוני, נמצא השילוב של OPC UA”, מגלה לנו ד. הס. “לגרסה 3 שלנו נעשה שימוש יותר אובייקט אוריינטציה מאשר כ-STL”, מסביר מ. ורנר. “נכון להיום, הקודסיס עונה לדרישות התכנות החל מהחשמלאי ועד לדוקטור למדעי המחשב”, מוסיף ד. הס. “בדקות ספורות ניתן לחבר תשומות וניתן לפתח יישומים לא מורכבים ובעתיד אנחנו נציע גם הטמעה של פונקציות C”. יחד עם זאת, לא תכנות C, מכיוון שהוא אינו כלול במודל העסקי של יצרן תוכנות. המנהלים משוכנעים כי התוסף המכוון אובייקטים של IEC- 61131-3 יהיה יותר תכליתי וקל יותר להבנה עבור יישומי אוטומציה מאשר שפת התכנות המורכבת של C. “כלי ה-C אינם מיועדים למערכות אוטומציה“, כך לפי דבריו של ד. הס. לדוגמא, לא ניתן לאתר באמצעותם באגים בזמן אמת.
בעזרת המינוף הטכנולוגי הרב גדל ספק התוכנה, שעסוק בימים אלו בשלב הרביעי של בניית משרדי החברה עבור יותר
מ-110 עובדיו, בעיר קמפטן. גם ההתרחבות הבינלאומית כבר החלה. מאז 2011 ישנה נציגות בסין וכבר למעלה משנה קיימת שם גם חברת בת. ניתן למצוא שותפים עסקיים ביותר מעשר מדינות. בהתאם לכך, זה זמן רב שקודסיס הינה רב לשונית.
“בשוק הבין לאומי קיימים מעט מאוד מוצרים מתחרים זמינים, בשונה מהשוק הגרמני המקומי”, מציין מ. ורנר. מה שמשאיר עוד מרחב רחב לצמיחה נוספת”.

למידע נוסף בקרו באתר החברה.
דור הנדסה הינם הנציגים בישראל ושותפיהם העסקיים של CODESYS.