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自动化在智能时代的角色扮演

供稿:中国工控网 2018/3/5 11:47:38
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当我们讨论智能制造如何为中国制造业带来转型升级,进而提升综合竞争力的时候,我们需要重新思考自动化在这个时代所扮演的角色,借助于新的方法、技术的融合,自动化将为制造的智能化提供更为全局的推进力。

精益运营管理、自动化、信息化、智能化分别在整个制造业能力提升中扮演着不同的角色,而又相互关联,协同共进,必须以全局思想看待相互关系,而不能孤立的割裂的看待,必须意识到,智能时代“集成”与“融合”是必然趋势。

1.OPC UA TSN引领IT与OT融合

事实上,OPC UA与TSN即用于实现工业互联网,我们谈到互联网-Internet都会谈及ISO-OSI的七层网络模型,事实上TSN技术虽然仅针对数据链路层,然而其网络参考架构与配置网络的方式,使得其解决了在物理层、数据链路层与网络传输层的问题,而OPC UA则解决了会话层(Session)、表示层(Presentation)和应用层(Application)的问题。

显然,OPC UA与TSN解决了七层架构使得工业互联网得以实现,尤其是TSN解决了OT端的周期性数据与IT非周期性数据在统一网络传输的问题。

图1-IT与OT通过OPC UA TSN实现融合

如图1所示,通过OPC UA TSN以及兼容的实时以太网技术,针对底层机器控制、产线集成与管理层的应用标准接口管理壳(Administration Shell)实现了完全的集成,实现了整个IT与OT真正的融合。

2.机-电-软一体化

另一个值得关注的方向是“机-电-软”一体化,即为了实现整个柔性的制造,必须通过两个维度的一体化延展来解决:

(1).软件定义机器智能

图2-软件成为自动化未来竞争的关键

软件越来越成为自动化企业在新形势下获得竞争力的关键,软件成为了Know-How的封装容器,以保护用户的知识产权,而通过软件复用与组件技术,可以获得模块化开发的灵活性,缩短面市时间,通过标准化的软件PLCopen可以实现开发的效率提升,模块化与标准化最终实现灵活性与成本的平衡。

(2).智能输送系统

智能时代的制造业显著特征在于“大规模定制”,而我们在软件方面实现了机器的灵活配置与生产的快速组织,但在执行层,我们却遇到机械工装夹具、输送系统的调校,以及机械磨损对生产OEE的影响。

图3-SuperTrak为代表的新一代智能输送系统

以贝加莱SuperTrak为代表的新一代智能输送系统突破了传统机械所遇到的障碍,使得生产的组织可以更为灵活,在间歇式生产与连续性生产间任意选择,并且,由于其本身属于电气与机械的融合,使得机电的协同变得容易。

生产的柔性在新一代的输送系统得到最大的体现。

3.精益运营与OICT的融合

今天,智能制造的集成不仅包括了对软件、ICT技术的融合、机械的延伸,还包括了对精益运营管理的集成。

无论我们讨论哪种技术或理念,其宗旨均需服务于企业的精益运营水平提升,一方面,精益思想为我们提供了生产量化进而数字化的根源性目标,而另一方面,新的技术、工具也使得精益的实现方法例如呈现、计算得以更为高效。

谈智能制造,必须谈论生产质量、成本与交付能力,这就意味着以精益运营水平为目标,自动化、信息化、智能化作为实现提升的应用,通过持续优化与改善解决生产的效率提升,通过OICT融合,制造单元的数据分析可以被用于实现OEE、质量、预测性维护、能源管理等,如图4所示,通过数据的传输效率提升生产中价值流、物流的效率,进而提升整体运营水平。

图4-基于工业互联实现整个制造现场的集成

[来源:IIC架构组主席林诗万博士在2018工业互联网峰会的演讲:工业互联网与工业4.0:架构对接与应用]

自动化在这个新的时代,成为了多方融合的聚焦点,它不仅要去实现采集、连接、传输、控制执行,也要进行数据预处理、呈现等多个协同角色,自动化行业对产品技术的复杂性也不断提高,软件能力、开放性成为了竞争力的核心。

贝加莱出展2018广州国际工业自动化展,欢迎光临!

展位号:3.1-E17

审核编辑(刘婷)
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