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柔性制造對于自動化的新需求

智能制造通過對整個生產(chǎn)的訂單、設(shè)計規(guī)劃、制造、運營與維護(hù)全流程進(jìn)行基于現(xiàn)代自動化、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)到在個性化時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。

 柔性制造是整個智能制造中最為核心的實現(xiàn)，對于領(lǐng)先的自動化廠商貝加萊而言，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產(chǎn)品系列所構(gòu)成的解決方案。

1.SuperTrak &ACOPOStrak實現(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，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動子間距、速度、加速度可以軟件靈活設(shè)置，應(yīng)對生產(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），使得SuperTrak維護(hù)成本極低；

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

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

占地更小：通過緊湊的設(shè)計，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、檢測等；

圖2-ACOPOStrak的分流匯流帶來產(chǎn)品柔性組合

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

（1）簡化機(jī)械設(shè)計：通過電磁一體化的傳輸系統(tǒng)，整個產(chǎn)線機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡單，組織過程也變得簡單；

（2）可復(fù)用性：通過生產(chǎn)的重組，建模仿真虛擬測試，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)械傳輸則無法實現(xiàn)。

2.智能機(jī)器視覺系統(tǒng)

機(jī)器視覺對于柔性制造重要性在于它提供了品質(zhì)的在線檢測、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，在精益運營中，生產(chǎn)流程中的在制品必須得到檢測，否則將不能進(jìn)入下一流程，因此，未來視覺的應(yīng)用將非常多的場景。

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

2.1集成性

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

（1）視覺作為一個模塊（就像普通的I/O或一個驅(qū)動軸）被控制器集成，通過POWERLINK實時以太網(wǎng)集成到整個控制系統(tǒng)中。

（2）在軟件層面，也由集成開發(fā)平臺Automation Studio對其與其它程序如邏輯、運動控制進(jìn)行軟件層面的無縫集成，會有應(yīng)用于視覺的mapp模塊對其進(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

2.2.智能性

貝加萊的機(jī)器視覺為嵌入式設(shè)計，由本地對視覺測量的信號進(jìn)行高速處理，并計算出結(jié)果，通過POWERLINK總線反饋給控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)與機(jī)器人、CNC、定位同步控制的其它運動控制單元同步。

智能性體現(xiàn)在：

（1）易于配置：貝加萊機(jī)器視覺的智能性使得其可以簡單配置，而無需非常專業(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)用場景對于視覺的應(yīng)用需求，包括視覺中的嵌入式照明均可根據(jù)應(yīng)用場景的不同進(jìn)行配置，視覺系統(tǒng)會智能處理以匹配場景。

3.OPC UA TSN工業(yè)互聯(lián)

智能制造有一個背景：自動化已經(jīng)將控制達(dá)到較高水準(zhǔn)，需要通過協(xié)同來壓縮生產(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、語義互操作方面的問題使得OPC UA TSN正在成為未來工業(yè)互聯(lián)的主要發(fā)展趨勢，貝加萊一直是這項技術(shù)的積極推動者。

（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融合中的各個亟待解決的問題，首先OPC UA將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的語義互操作進(jìn)行了規(guī)范，使得來自不同總線的應(yīng)用層可以在這里統(tǒng)一，并且針對不同行業(yè)定義其信息模型，讓數(shù)據(jù)采集變得簡單，開發(fā)工程量下降。TSN解決傳統(tǒng)控制基于“周期性”并且需要實時性的特征，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)無法響應(yīng)快速變化的市場需求。

（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，軟件同時也是封裝Know-How的容器，自動化應(yīng)用在過去很多年已經(jīng)變得非常復(fù)雜，這也使得機(jī)器功能強大的同時必須面對工程量提高、軟件錯誤率提高等風(fēng)險，因此，必須有更好的解決這些問題的方法。

（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)對各個領(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)解決自動化軟件開發(fā)痛點

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)的自動化專業(yè)庫，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)計的mappVIEW、與生產(chǎn)運營相關(guān)的mappOEE、mappEnergy等大量豐富的軟件組件，讓機(jī)器配置與開發(fā)更為簡單，而且涉及到控制、服務(wù)、運營維護(hù)各個環(huán)節(jié)的軟件封裝。

軟件定義智能帶來客戶收益：

（1）縮短開發(fā)周期：模塊構(gòu)件無需復(fù)雜的代碼編寫；

（2）降低開發(fā)成本：無需耗費大量的時間編寫代碼、測試驗證軟件模塊；

（3）降低軟件學(xué)習(xí)、維護(hù)、升級的成本。

5.mappVIEW-更簡單的HMI開發(fā)

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

（1）軟件模塊化設(shè)計：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。

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

（3）Web Service，Http使得用戶可以通過任意的瀏覽器終端訪問設(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，無需為每個規(guī)格設(shè)計畫面。

圖7-mappVIEW自動化與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，并為客戶帶來實際的成本效率提升，歡迎您來到貝加萊，與我們一同探討智能制造的落地實現(xiàn)。

歡迎光臨貝加萊2018工博會展臺

展臺號：6.1H B164

關(guān)于貝加萊

貝加萊是一個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)動型自動化企業(yè)，2017年7月，貝加萊成為ABB集團(tuán)的一個業(yè)務(wù)單元。作為全球工業(yè)自動化領(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，為各個產(chǎn)業(yè)客戶提供機(jī)器與工廠自動化、運動控制、HMI以及集成安全技術(shù)的完整解決方案。通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及貝加萊強大的Automation Studio軟件開發(fā)環(huán)境，貝加萊不斷重新定義自動化工程的未來。貝加萊保持持續(xù)的創(chuàng)新精神，為客戶提供更為簡化以及超出預(yù)期的工業(yè)自動化領(lǐng)域前沿技術(shù)與方案。