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柔性制造對(duì)于自動(dòng)化的新需求

智能制造通過(guò)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)的訂單、設(shè)計(jì)規(guī)劃、制造、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)全流程進(jìn)行基于現(xiàn)代自動(dòng)化、信息化與智能化技術(shù)進(jìn)行全局的優(yōu)化，并判斷決策，進(jìn)反饋制造單元執(zhí)行，以達(dá)到在個(gè)性化時(shí)代能夠獲得與大批量生產(chǎn)相同的成本效率，更好的品質(zhì)、更低的成本與更快的交付。

 柔性制造是整個(gè)智能制造中最為核心的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于領(lǐng)先的自動(dòng)化廠商貝加萊而言，一直致力于推進(jìn)制造的智能與柔性，本次IAS將展出柔性制造整個(gè)產(chǎn)品系列所構(gòu)成的解決方案。

1.SuperTrak &ACOPOStrak實(shí)現(xiàn)最大的生產(chǎn)柔性

SuperTrak是已經(jīng)投入應(yīng)用的柔性電驅(qū)輸送系統(tǒng)，它將改變產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)線靈活性更高。

圖1-SuperTrak與機(jī)器人構(gòu)成柔性產(chǎn)線

柔性協(xié)同：SuperTrak動(dòng)子間距、速度、加速度可以軟件靈活設(shè)置，應(yīng)對(duì)生產(chǎn)的變化；

低維護(hù)系統(tǒng)：由于非接觸的傳輸以及極少的機(jī)械件（3個(gè)），使得SuperTrak維護(hù)成本極低；

建模仿真：可以預(yù)先對(duì)新的生產(chǎn)組織進(jìn)行建模仿真，避免測(cè)試?yán)速M(fèi)；

波動(dòng)抑制：可以有效降低生產(chǎn)中的搖晃、波動(dòng)帶來(lái)的質(zhì)量偏差；

占地更小：通過(guò)緊湊的設(shè)計(jì)，SuperTrak可以降低占地面積；

 而新的一代ACOPOStrak則更大的柔性，軌道的形式更為多樣，如圖2的組織形式，支持圓弧、直線、直線與圓弧的多種組合。

分流技術(shù)：產(chǎn)品可以分配至不同的生產(chǎn)線進(jìn)行后續(xù)加工，如送至不同包裝站；

匯流：將不同的產(chǎn)品匯合至同一線體進(jìn)行加工、裝配、檢測(cè)等；

圖2-ACOPOStrak的分流匯流帶來(lái)產(chǎn)品柔性組合

SuperTrak和ACOPOStrak使得產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了革命性的設(shè)計(jì)，它將為制造業(yè)帶來(lái)以下好處：

（1）簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)計(jì)：通過(guò)電磁一體化的傳輸系統(tǒng)，整個(gè)產(chǎn)線機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，組織過(guò)程也變得簡(jiǎn)單；

（2）可復(fù)用性：通過(guò)生產(chǎn)的重組，建模仿真虛擬測(cè)試，在更換產(chǎn)品工藝后，SuperTrak&ACOPOStrak的產(chǎn)線可以被重復(fù)利用。

（3）軟件定義智能：SuperTrak&ACOPOStrak使得產(chǎn)線的靈活性可以由軟件定義，而傳統(tǒng)的機(jī)械傳輸則無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

2.智能機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)

機(jī)器視覺(jué)對(duì)于柔性制造重要性在于它提供了品質(zhì)的在線檢測(cè)、物料的分類，這使得柔性制造的質(zhì)量與生產(chǎn)組織效率得以提升，在精益運(yùn)營(yíng)中，生產(chǎn)流程中的在制品必須得到檢測(cè)，否則將不能進(jìn)入下一流程，因此，未來(lái)視覺(jué)的應(yīng)用將非常多的場(chǎng)景。

貝加萊推出全新視覺(jué)系統(tǒng)，它與傳統(tǒng)分立的視覺(jué)有非常大的優(yōu)勢(shì)：

2.1集成性

由于傳統(tǒng)上視覺(jué)的圖像處理與自動(dòng)化分屬不同領(lǐng)域，這使得通常視覺(jué)是獨(dú)立于控制系統(tǒng)的，而貝加萊的機(jī)器視覺(jué)設(shè)計(jì)理念則體現(xiàn)其“集成性”，這表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）視覺(jué)作為一個(gè)模塊（就像普通的I/O或一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸）被控制器集成，通過(guò)POWERLINK實(shí)時(shí)以太網(wǎng)集成到整個(gè)控制系統(tǒng)中。

（2）在軟件層面，也由集成開發(fā)平臺(tái)Automation Studio對(duì)其與其它程序如邏輯、運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行軟件層面的無(wú)縫集成，會(huì)有應(yīng)用于視覺(jué)的mapp模塊對(duì)其進(jìn)行配置、連接、診斷與應(yīng)用的開發(fā)。

圖3-貝加萊智能視覺(jué)

2.2.智能性

貝加萊的機(jī)器視覺(jué)為嵌入式設(shè)計(jì)，由本地對(duì)視覺(jué)測(cè)量的信號(hào)進(jìn)行高速處理，并計(jì)算出結(jié)果，通過(guò)POWERLINK總線反饋給控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)與機(jī)器人、CNC、定位同步控制的其它運(yùn)動(dòng)控制單元同步。

智能性體現(xiàn)在：

（1）易于配置：貝加萊機(jī)器視覺(jué)的智能性使得其可以簡(jiǎn)單配置，而無(wú)需非常專業(yè)的圖像處理工程師參與到開發(fā)中。

（2）廣泛適用：能夠響應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)于視覺(jué)的應(yīng)用需求，包括視覺(jué)中的嵌入式照明均可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同進(jìn)行配置，視覺(jué)系統(tǒng)會(huì)智能處理以匹配場(chǎng)景。

3.OPC UA TSN工業(yè)互聯(lián)

智能制造有一個(gè)背景：自動(dòng)化已經(jīng)將控制達(dá)到較高水準(zhǔn)，需要通過(guò)協(xié)同來(lái)壓縮生產(chǎn)中的非增值環(huán)節(jié)，進(jìn)而提升整體效率。但傳統(tǒng)總線在IT & OT融合中包括數(shù)據(jù)傳輸、語(yǔ)義互操作方面的問(wèn)題使得OPC UA TSN正在成為未來(lái)工業(yè)互聯(lián)的主要發(fā)展趨勢(shì)，貝加萊一直是這項(xiàng)技術(shù)的積極推動(dòng)者。

（1）基礎(chǔ)互聯(lián)，OPC UA TSN扮演非常關(guān)鍵的角色

OPC UA和TSN解決了OICT融合中的各個(gè)亟待解決的問(wèn)題，首先OPC UA將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)義互操作進(jìn)行了規(guī)范，使得來(lái)自不同總線的應(yīng)用層可以在這里統(tǒng)一，并且針對(duì)不同行業(yè)定義其信息模型，讓數(shù)據(jù)采集變得簡(jiǎn)單，開發(fā)工程量下降。TSN解決傳統(tǒng)控制基于“周期性”并且需要實(shí)時(shí)性的特征，以及IT數(shù)據(jù)的大容量傳輸要求，使得其可以在同一網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此OPC UA TSN是整個(gè)數(shù)字化互聯(lián)的物理基礎(chǔ)。如圖4所示為OPC UA TSN全工業(yè)通信架構(gòu)。

圖4-基于OPC UA TSN的全連接架構(gòu)

圖5是貝加萊OPC UA TSN的全集成，從設(shè)備到控制器，從控制器間的傳輸?shù)奖毕蚬S級(jí)數(shù)據(jù)匯總，以及南向數(shù)據(jù)傳輸（從管理層到工廠、產(chǎn)線）。

圖5-貝加萊OPC UA TSN的全集成互聯(lián)架構(gòu)

4.軟件定義智能-mapp技術(shù)

圖6-貝加萊mapp模塊化應(yīng)用開發(fā)

智能制造核心在于將人的知識(shí)軟件化，將軟件模塊化成為可復(fù)用的組件，這才能讓設(shè)備被靈活的組織，否則，大幅度的定制化開發(fā)機(jī)器應(yīng)用軟件將使得企業(yè)無(wú)法響應(yīng)快速變化的市場(chǎng)需求。

（1）軟件定義智能

軟件定義智能在于機(jī)器的靈活性生產(chǎn)，需要內(nèi)部的工藝建模，并根據(jù)條件的變化而能自主進(jìn)行工藝的重組，軟件同時(shí)也是封裝Know-How的容器，自動(dòng)化應(yīng)用在過(guò)去很多年已經(jīng)變得非常復(fù)雜，這也使得機(jī)器功能強(qiáng)大的同時(shí)必須面對(duì)工程量提高、軟件錯(cuò)誤率提高等風(fēng)險(xiǎn)，因此，必須有更好的解決這些問(wèn)題的方法。

（2）軟件復(fù)用與組件技術(shù)

軟件復(fù)用就是能夠?qū)⒐I(yè)領(lǐng)域里較為常用的軟件進(jìn)行封裝為標(biāo)準(zhǔn)化的模塊，而貝加萊基于PLCopen標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的機(jī)器進(jìn)行了軟件進(jìn)行了封裝，組件技術(shù)就是基于“高內(nèi)聚、低耦合”思想而開發(fā)的具體應(yīng)用模塊。

（3）貝加萊mapp技術(shù)解決自動(dòng)化軟件開發(fā)痛點(diǎn)

mapp的開發(fā)就是基于軟件復(fù)用和組件技術(shù)，包括了大量的mappControl、mappMOTION等基礎(chǔ)的自動(dòng)化專業(yè)庫(kù)，以及為行業(yè)所開發(fā)的mappPLASTIC、mappPackaging等，以及為了機(jī)器畫面設(shè)計(jì)的mappVIEW、與生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)相關(guān)的mappOEE、mappEnergy等大量豐富的軟件組件，讓機(jī)器配置與開發(fā)更為簡(jiǎn)單，而且涉及到控制、服務(wù)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)的軟件封裝。

軟件定義智能帶來(lái)客戶收益：

（1）縮短開發(fā)周期：模塊構(gòu)件無(wú)需復(fù)雜的代碼編寫；

（2）降低開發(fā)成本：無(wú)需耗費(fèi)大量的時(shí)間編寫代碼、測(cè)試驗(yàn)證軟件模塊；

（3）降低軟件學(xué)習(xí)、維護(hù)、升級(jí)的成本。

5.mappVIEW-更簡(jiǎn)單的HMI開發(fā)

mappVIEW為HMI應(yīng)用提供了全新的設(shè)計(jì)，如圖7，采用OPC UA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，mappVIEW帶來(lái)了以下好處：

（1）軟件模塊化設(shè)計(jì)：由于OPC UA扮演了隔離角色，使得應(yīng)用與HMI分離，應(yīng)用與數(shù)據(jù)分離，提高了軟件的模塊化設(shè)計(jì)。

（2）OPC UA的角色支持：通過(guò)OPC UA角色定義不同的訪問(wèn)者獲得不同權(quán)限；

（3）Web Service，Http使得用戶可以通過(guò)任意的瀏覽器終端訪問(wèn)設(shè)備，豐富的IT控件也更易于理解，且美觀。

（4）mappVIEW自適應(yīng)各種不同的屏幕尺寸規(guī)格，無(wú)需為每個(gè)規(guī)格設(shè)計(jì)畫面。

圖7-mappVIEW自動(dòng)化與Web的融合

貝加萊積極推進(jìn)柔性制造在產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，并為客戶帶來(lái)實(shí)際的成本效率提升，歡迎您來(lái)到貝加萊，與我們一同探討智能制造的落地實(shí)現(xiàn)。

歡迎光臨貝加萊2018工博會(huì)展臺(tái)

展臺(tái)號(hào)：6.1H B164

關(guān)于貝加萊

貝加萊是一個(gè)總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型自動(dòng)化企業(yè)，2017年7月，貝加萊成為ABB集團(tuán)的一個(gè)業(yè)務(wù)單元。作為全球工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，貝加萊融合了前沿技術(shù)與先進(jìn)的工程能力，為各個(gè)產(chǎn)業(yè)客戶提供機(jī)器與工廠自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)控制、HMI以及集成安全技術(shù)的完整解決方案。通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及貝加萊強(qiáng)大的Automation Studio軟件開發(fā)環(huán)境，貝加萊不斷重新定義自動(dòng)化工程的未來(lái)。貝加萊保持持續(xù)的創(chuàng)新精神，為客戶提供更為簡(jiǎn)化以及超出預(yù)期的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域前沿技術(shù)與方案。