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塑机工业将何去何从?

--CHINAPLAS 2016贝加莱展台亮点(1)

供稿:贝加莱工业自动化(中国)有限公司 2016/4/18 15:12:30

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塑料机械工业何去何从?

今天,人们都讨论工业4.0,认为这是一条未来之路,但是,事实上,无论有没有工业4.0概念的出现,塑料工业所服务的汽车、食品饮料、制药、3C产业已经给塑料工业提出了不断的挑战,个性化产品、快速移模所需的灵活性、节能设计、高品质成型工艺用于生产高品质制品,对严苛的质量追求的同时又对成本极高的要求使得塑料工业一直处于高压生存之中。

激烈的价格竞争是整个塑机产业的最大的困境,每个人都深陷其中,每个企业都试图突破却无法轻易脱身,寻求突破、迈向蓝海一直是产业的期待,然而,这并非易事,术业有专攻,如何实现必然是有风险的事情,因此,这是需要大家共同联合才能发挥各自优势的。

让我们相聚CHINAPLAS共同探讨

贝加莱作为塑料工业自动化专家,也将与塑料工业的专家于今年CHINAPLAS共同探讨“智能时代的塑料工业自动化技术应用”。本次CHINAPLAS 2016,贝加莱将与您探讨以下这些话题:

--如何让机器开发更为高效?

--机器人如何被快速集成,最佳的实现方法如何?

--塑料工厂智慧化的构建与实现路径

--工艺优化的空间

--如何让我的机器融入集成产线?

--全电动注塑机的实现有无快速的路径?

这是全新的机器设计理念

mapp技术提高机器开发效率

本届CHINAPLAS,作为塑机控制技术传统的厂商,贝加莱仍然不断创新,厚积薄发推出新的技术-mapp模块化的应用开发技术,mapp将机器按照机电一体化对象库、行业对象库、基础应用对象、互联对象进行了软件功能的封装。

1.mapp简介—软件模块化技术

mapp技术是贝加莱开发的针对智能机器开发的全新软件模块化设计概念,其将机器的共性模块:

(1).机电一体化对象(运动轴、机器人、CNC)

(2).设备基本管理(文件、配方、报警、趋势)

(3).行业库(PackML、电子签名)

(4).远程维护与诊断

在mapp中每个部分均包含了共性的模块,开发者在机器的开发中仅需调用这些模块并对这些模块进行配置,即可构建一个机器的整个应用软件,mapp技术是对机器开发软件的革命性设计,它较之以往的开发可以缩短69%的研发时间。



2.mapp Plastic

mapp针对的行业属性就是mapp Plastic,它已经将塑料机械所需开发的基本模块进行了封装,注塑、熔胶、射胶、锁模…等已经开发的比较完整,这样开发一个新的机型的时候,工程师仅需简单的模块拖拽即可完成任务,而且,可以根据需要进行配置如下拉菜单的类型、显示的个性化设定。



mapp是基于贝加莱对行业应用的数十年沉淀,对控制技术封装而成为了标准化的模块,其带来的巨大好处在于提高代码重用性,并使得开发变得更为简单,相较于以往,可以节省高达67%的开发时间,因此,会带来快的面市时间。


同时,塑机的制造商也可以利用MAPP来封装自身的行业经验。

3.mapp如何让塑料机械融入到未来工厂?

mapp的模块化不仅包含了对机器的设计,但是,更为重要的是mapp为塑料机械带来了未来的因素:

--mappView,塑料工厂可以被任意的HMI、SCADA、MES、ERP或者跨平台的人工智能软件来访问,这使得塑料机器融入到未来工厂。


--mapp XML,可以实现配方的变化,这些配方可以是专业的塑料工厂软件,也可以是MES系统。

--mapp Euromap,第三方的设备也可以被集成到主机,并且,机器的状态参数可以被管理系统采集。


--mapp Robotics可以让塑料机械与SCADA、关节机器人集成在一个产线中,并实现无缝链接。

--mapp Audit,可以让塑料机械纳入制药工厂的审计追踪与电子签名认证,符合FDAGamp认证。

未来塑料机械工业将与周边设备、产线、管理软件进行集成,必须借助于先进的自动化与信息化软件模块化封装来实现,mapp就是为了这些机器的开发而开发。

塑料工厂关心什么?

APROL工厂平台技术

所谓的潮流并非是如媒体宣传,但是,塑料工业的需求却是真实的,终端生产者对于机器与工厂提出了更多的要求,在过去的数年里,贝加莱的团队在与大量的End User在智慧工厂的项目上的项目与实施中对此有深刻的体会,我们将此与大家撰文共享。

1.整线集成需求更为迫切

CHINAPLAS是一个观察窗口,从贝加莱的展台客户交流记录我们可以明显看到终端客户对于机器互联的需求增长是迅猛的,以2013年CHINAPLAS为例,在B&R的Contact Report上仅有5个提到对设备互联感兴趣,但是,到了2015年这一数字达到了35个。


的确如此,在过去的几年里,贝加莱已经为众多的End User提供了工厂解决方案,这涉及到食品饮料、电子产业、制药工业,这些工厂项目中牵扯到注塑机、吹瓶机等塑料机械的集成,存在着很多问题,比如:现在的注塑机基本缺乏开放而标准的接口,没有预留一些数据接口、一些与OEE的相关的数据是缺失的。

2.终端生产厂商的着眼点

并非价格低的机器或系统会被生产企业所采用—相对而言,生产型企业在成本、质量方面往往有较为精细的管理,就以成本评价为例,影响成本的因素并非是单次采购成本,而是包含了综合的成本,可以被定义为TCO(总拥有成本),因此,价格低未必成本低的影响因素就会明显出来:



2.1.成本不敢做积分运算

时间才是真正定义成本的基准,因为,不同的事情如加工、维修、培训都是有不同的成本的,但是,计算他们的时候都可以乘以时间这个值,所有的成本静态的看的确微不足道—比如:一个塑料瓶仅仅因为壁厚控制节省了几厘钱的成本,但是如果你放在一年的生产里来看,这个数字都是惊人的。或者,我们说一个注塑过程节省1秒钟并不显得快,但是,如果你知道这个产品需要生产1000万个,你就明白生产企业为什么愿意多花费几十万去采购更高性能的机器和系统。

想想-香飘飘奶茶说他们一年卖出的奶茶可以绕地球好几圈呢!

2.2.TCO(总拥有成本)

对于每个塑机制造商来说都是企业不断提高的动力,那些不断精益求精的客户使得你不断靠近一流阵营甚至达到顶级企业的阵营。

我们也观察到那些顶级的客户的确具有非常深的管理水平,他们可以为此制定严格的评估来分析成本问题:

--设备的单位产品能耗是多少?

--年度维修时间

--备件成本(如果频繁的备件更换,我想再便宜的设备也要被打入冷宫);

2.3.OEE(整体设备效率)

尽管OEE的计算会有不同,各家生产企业会根据自身来定义,但是,设备与自动化系统对于OEE的影响也是巨大的。

--系统不稳定带来的宕机;

--工艺切换所需的时间

--当机造成的废品与原材料的损耗

--良品率

当这些因素综合在一起的时候,我们会发现,可靠稳定的自动化系统是首要被考虑的因素。OEE如果是50%从生产企业的角度来说,意味着这台设备居然有一半的时间没有在从事生产,这就是巨大的浪费。

2.4.ROI(投资回报率)

企业是一个投资行为,企业的每一个采购都是投资行为,人力也是投资行为,这些都是要求回报的,那么影响投资回报的因素就会在生产能力(单位时间产量)、良品率(原材料的浪费)这些因素间变化,设备与产线的投资能够每年带来多少产值?

如果OEE低,而TCO高的话,ROI怎么可能高呢?

我们必须站在生产企业的经营管理的角度去看待设备的价值,而这才能让我们更为清晰的认识塑料机械的未来。

3.智能时代对于塑机工业的帮助有哪些?

智能制造、工业4.0这些并非是概念,而是一种在不断竞争的时代,生产企业必须寻求借助新的IoT技术、AI技术、工业互联网来实现对生产的数据采集,然后去优化生产过程,由于必须更为清晰的量化生产过程,以达成精准的运营管理需求,也对设备提出了新的需求,这些需求体现在信息技术与自动化技术的融合方面。

结合目前贝加莱所提供的技术,我们对应用场景进行分析,进而更为清晰阐明自动化系统对于塑料机械工业的新价值。


3.1.设备的集群管理

为什么要互联设备?互联设备时候需要哪些技术支撑?因为,在某种意义上来说,塑料工厂有时候并非像汽车工业那样对于节拍控制的严格需求,但是,即使如此,集群数据采集仍然是有必要的。

在单机生产的时候,数据只能通过手动的方式进行采集,并且有很多数据是无法去有效的记录的,例如:一个制品在生产时的各项工艺状态如何?但是,自动化系统可以很好的完成这项工作,并且,它可以为每个数据打时间戳,让我们分析这个不良品当时的工艺条件以及其内在的关系。一个企业想对生产进行优化,必须有足够的数据支撑,这是互联的好处:

3.1.1.数据更为丰富,可以传输的数据可以包括熔胶时电机转速、材料温度、模腔内的压力等;

3.1.2.实时性,生产中的数据必须实时的进行反馈,尤其是工艺,在制药行业里还牵扯到生产的操作变更等,这些实时方式会避免错误的扩大,及时的工艺优化。

3.1.3.工艺参数集群下载:如果我们用单机生产,就需要手动对一台台机器进行参数设置、工艺配方的下载,但是,借助于互联的网络,我们可以让参数一次性下载,还可以按照不同的设备不同的配方进行下载,或者根据时间来变化。


3.1.4.设备维护的及时报警,对于拥有数百台设备的工厂来说,虽然没有汽车行业需要严密的配合,但是,对于故障的智能定位仍然可以带来维修时间的节省,而全新的预测性维护甚至可以在数月前就发现螺杆未来的问题。

3.1.5与设备的互联,注塑机构成了生产中的一个单元,但是,后道还包括了机器人输送到组装线、必须与之配合,如果生产完了需要人工搬运,那显然效率过低,机器人必须与注塑机配合,AGV小车、组装线、仓库,一旦注塑生产慢了、设备故障,就会给整个生产带来效率的下降,这意味着塑料机器本身之间互联,也还意味着与其它设备的互联。

3.1.6与管理运营系统的互联,包括OEE计算的数据、质量相关、MES系统中的缺陷跟踪、在制品物流,这些都需要通过一个互联的产线里获得数据。


3.2.APROL平台对于工厂自动化的帮助

Chinaplas 2016即将在上海龙阳路展览中心举办,贝加莱也将结合我们在领先的塑机制造商、终端生产企业处的应用来对工厂构建进行阐述,APROL是一个开放的工厂集成平台,对于塑料行业来说,APROL平台可以带来什么样的应用效果?

3.2.1APROL PDA功能

(1).设备点检:APROL可以自动完成对工厂设备的

(2).产量统计

(3).质量统计

(4).运行状态显示

(5).辅料使用

3.2.2对第三方软件的集成

由于一些专业软件仅仅完成独立的功能,而APROL平台可以将这些独立的集中数据管理,例如:

(1).模具/工件寿命管理

(2).产品追溯

(3).组装物料防错

3.2.3APROL EnMon解决塑料工厂的能耗问题

由于注塑机的加热、油泵、热流道等都是能耗设备,并且当整个工厂上百台设备在一起集成时候,如何改善能源消耗问题,在APROL平台中有EnMon-能源监测单元可以解决这些问题,它主要可以实现以下功能:

l  电力消耗

l  能耗报表

l  报警与趋势显示

l  能源数据存储提供给系统分析

EnMon可以开放的实现,比较自由与灵活,既可以集成于APROL整个平台作为单独的能源模块,也可以接入第三方系统作为能源监测部分,并且,容易实现。

除了针对机器开发效率提升的mapp,以及工厂集成的APROL平台,下一期我们也将介绍openROBOTICS和全电动注塑机方案的未来设计。


待续...


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