很多客戶到我公司交流，經常會問我怎麼有兩個軟件，HedraCAM離線編程和HedraSMF生產線仿真，離線編程和生產線仿真軟件到底有何區別？按照國際上通用的定義，這個領域屬於 PLM(Product Lifecycle Management)產品生命週期管理範疇，CAX產品創新工具類軟件,包含CAD\CAM\CAE。
CAD計算機輔助設計(Computer Aided Design)是CAX類軟件的基礎和平臺，在工業機器人領域，CAD軟件通常用來做三維造型和機械設計，如機器人本體模型和生產線上的三維模型都是工程師用CAD軟件進行造型。離線編程屬於CAM計算機輔助製造 (computer Aided Manufacturing)，而生產線仿真屬於CAE工程設計中的計算機輔助工程(Computer Aided Engineering)。
機器人做加工需要進行軌跡的規劃，一般比較簡單的加工軌跡用機器人本體自帶的示教器即可完成，對於複雜三維軌跡點靠人手工無法完成的，才需要CAM離線編程軟件介入，CAM軟件要調用零件的三維CAD模型進行軌跡的規劃，然後用仿真模組對產生的軌跡點進行虛擬驗證，判斷是否有碰撞，關節柔順等合理性，不好的再通過軟件工具進行調整，驗證調整完成後通過指定品牌的機器人後置處理器，把軌跡點和工藝點同時輸出到機器人進行加工。
因爲工藝的不同，CAM軟件行業分的很細，銑削/打磨/拋光/切割/平板焊接/相貫線焊接/3D打印等加工方式的工藝和軌跡產生方式完全不同，這就是爲什麼市場上的CAM軟件多於牛毛，沒有哪個軟件能通喫。在國外很多公司就幾個人，熟悉一個細分行業，找準一個合適的CAD平臺，慢慢積累經驗，就開發出一款不錯的CAM軟件。
例如我們開發的HedraCAM軟件就是針對激光切割，相貫線焊接，融覆和3D打印行業的機器人離線編程，因爲我們在激光加工領域做了20多年了，在這個行業有很深技術積累和背景。離線編程這塊用到的技術主要是網格拓撲，幾何算法，路徑規劃，運動控制等，大多數離線編程軟件都是基於其它品牌的3D CAD軟件二次開發，受限制比較多，客戶一般要付出CAD+CAM兩個授權費用，HedraCAM是自有的CAD拓撲內核，在未來發展上更有優勢。
早期工業機器人大量都是單元應用，在離線編程過程中，需要仿真模塊進行驗證合理性，這種仿真環境一般就是建立一個跟實際一樣的虛擬機器人單元，對單元裏面的機器人的加工軌跡進行碰撞與關節姿態分析。隨着PLC等自動化技術的發展，大量工廠把機器人單元聯合在一起，用物流系統進行連接，工業生產環境的改變，相應對軟件的需求也有所改變，各種仿真分析軟件也由此誕生。
機器人行業用CAE仿真分析軟件主要有幾個領域，一個是機械設計環節對機械結構的動力學分析；二是生產線的規劃仿真分析，HedraSMF屬於這個領域；三是動態複雜系統的分析，如地形場景這些，應用在服務機器人，交通等領域，我們的下一代產品也有這塊的應用。
在自動化生產線規劃過程中，通常用3D CAD軟件進行三維設計，然後把模型轉到生產線仿真軟件中，對生產線上的機器人和機牀，傳送帶，人員等進行位置，節拍，機器人可達性，碰撞，信號控制等等在虛擬環境進行合理性分析，產生節拍數據分析產能和科學的規劃方案供工廠規劃設計人員進行參考。在生產線仿真分析軟件中，通常也會用到CAM離線編程產生的軌跡。
從用戶角度，目前使用HedraCAM等離線編程軟件的大多是工業機器人一線操作技工，來源於中職高職等培養一線技術人才的學校，企業的要求就是儘量提高編程速度和增加機器人的有效工時來提高整體加工效率，對軟件的要求就是儘量傻瓜化，以易用爲原則，軌跡規劃和仿真分析技術的要求是算法準確，機器人運動軌跡的效率要高。未來離線編程CAM將逐步轉變成智能感知的任務自動編程，即機器人通過三維視覺技術採集現場數據，對3D CAD模型產生的軌跡進行自動調整和優化。
使用HedraSMF這類生產線規劃仿真軟件大多是CAD機械設計類工程師，在大學裏的工業工程，自動化專業背景，就業方向爲機器人本體企業和集成商的方案設計規劃，大型製造企業的設計部門，對軟件的要求通常是提供大量組件數據庫以便能快速搭建出生產線，對各種機器人的運動控制算法要比較精確，能有各種傳感器與PLC的模擬器，可以進行場景渲染，輸出準確的節拍數據和仿真場景動畫。未來生產線仿真這塊技術會往數字孿生和實時動態方向發展，數字孿生即實際的世界有什麼物理特徵，虛擬世界就有同樣特徵，虛擬和實際實時通訊，實際的任何變化也會在虛擬世界動態改變，虛擬仿真是人工智能全面介入人類生產和生活必備的基礎技術。
總之，離線編程CAM軟件與生產線仿真CAE軟件技術層面是你中有我，我中有你，應用層面和側重點則有很大不同。
最後談一下三維動畫和虛擬仿真分析軟件的區別，國內有很多爲機器人與自動化企業做三維動畫方案的公司，三維動畫通常是用Unity3D之類的遊戲引擎進行二次開發。兩者最大的區別是遊戲動畫沒有相關算法，沒有運動控制，運動規劃，系統調度，離散事件，幾何圖形，物理建模等關鍵技術支持，即無法進行離線編程，也無法得到精準的節拍分析和產能數據，而在渲染，GPU加速，可視化等方面的三維動畫和虛擬仿真分析軟件技術上是共通的。