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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的訂單、設計規劃、制造、運營與維護全流程進行基于現代自動化、信息化與智能化技術進行全局的優化，并判斷決策，進反饋制造單元執行，以達到在個性化時代能夠獲得與大批量生產相同的成本效率，更好的品質、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，對于領先的自動化廠商貝加萊而言，一直致力于推進制造的智能與柔性，本次IAS將展出柔性制造整個產品系列所構成的解決方案。

1.SuperTrak &ACOPOStrak實現最大的生產柔性

SuperTrak是已經投入應用的柔性電驅輸送系統，它將改變產線的設計，使得產線靈活性更高。

圖1-SuperTrak與機器人構成柔性產線

柔性協同：SuperTrak動子間距、速度、加速度可以軟件靈活設置，應對生產的變化；

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

建模仿真：可以預先對新的生產組織進行建模仿真，避免測試浪費；

波動抑制：可以有效降低生產中的搖晃、波動帶來的質量偏差；

占地更小：通過緊湊的設計，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：產品可以分配至不同的生產線進行后續加工，如送至不同包裝站；

匯流：將不同的產品匯合至同一線體進行加工、裝配、檢測等；

圖2-ACOPOStrak的分流匯流帶來產品柔性組合

SuperTrak和ACOPOStrak使得產線實現了革命性的設計，它將為制造業帶來以下好處：

（1）簡化機械設計：通過電磁一體化的傳輸系統，整個產線機械結構變得簡單，組織過程也變得簡單；

（2）可復用性：通過生產的重組，建模仿真虛擬測試，在更換產品工藝后，SuperTrak&ACOPOStrak的產線可以被重復利用。

（3）軟件定義智能：SuperTrak&ACOPOStrak使得產線的靈活性可以由軟件定義，而傳統的機械傳輸則無法實現。

2.智能機器視覺系統

機器視覺對于柔性制造重要性在于它提供了品質的在線檢測、物料的分類，這使得柔性制造的質量與生產組織效率得以提升，在精益運營中，生產流程中的在制品必須得到檢測，否則將不能進入下一流程，因此，未來視覺的應用將非常多的場景。

貝加萊推出全新視覺系統，它與傳統分立的視覺有非常大的優勢：

2.1集成性

由于傳統上視覺的圖像處理與自動化分屬不同領域，這使得通常視覺是獨立于控制系統的，而貝加萊的機器視覺設計理念則體現其“集成性”，這表現在以下幾個方面：

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

（2）在軟件層面，也由集成開發平臺Automation Studio對其與其它程序如邏輯、運動控制進行軟件層面的無縫集成，會有應用于視覺的mapp模塊對其進行配置、連接、診斷與應用的開發。

圖3-貝加萊智能視覺

2.2.智能性

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

智能性體現在：

（1）易于配置：貝加萊機器視覺的智能性使得其可以簡單配置，而無需非常專業的圖像處理工程師參與到開發中。

（2）廣泛適用：能夠響應不同的應用場景對于視覺的應用需求，包括視覺中的嵌入式照明均可根據應用場景的不同進行配置，視覺系統會智能處理以匹配場景。

3.OPC UA TSN工業互聯

智能制造有一個背景：自動化已經將控制達到較高水準，需要通過協同來壓縮生產中的非增值環節，進而提升整體效率。但傳統總線在IT & OT融合中包括數據傳輸、語義互操作方面的問題使得OPC UA TSN正在成為未來工業互聯的主要發展趨勢，貝加萊一直是這項技術的積極推動者。

（1）基礎互聯，OPC UA TSN扮演非常關鍵的角色

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將異構網絡中的語義互操作進行了規范，使得來自不同總線的應用層可以在這里統一，并且針對不同行業定義其信息模型，讓數據采集變得簡單，開發工程量下降。TSN解決傳統控制基于“周期性”并且需要實時性的特征，以及IT數據的大容量傳輸要求，使得其可以在同一網絡傳輸，因此OPC UA TSN是整個數字化互聯的物理基礎。如圖4所示為OPC UA TSN全工業通信架構。

圖4-基于OPC UA TSN的全連接架構

圖5是貝加萊OPC UA TSN的全集成，從設備到控制器，從控制器間的傳輸到北向工廠級數據匯總，以及南向數據傳輸（從管理層到工廠、產線）。

圖5-貝加萊OPC UA TSN的全集成互聯架構

4.軟件定義智能-mapp技術

圖6-貝加萊mapp模塊化應用開發

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用的組件，這才能讓設備被靈活的組織，否則，大幅度的定制化開發機器應用軟件將使得企業無法響應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器的靈活性生產，需要內部的工藝建模，并根據條件的變化而能自主進行工藝的重組，軟件同時也是封裝Know-How的容器，自動化應用在過去很多年已經變得非常復雜，這也使得機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險，因此，必須有更好的解決這些問題的方法。

（2）軟件復用與組件技術

軟件復用就是能夠將工業領域里較為常用的軟件進行封裝為標準化的模塊，而貝加萊基于PLCopen標準對各個領域的機器進行了軟件進行了封裝，組件技術就是基于“高內聚、低耦合”思想而開發的具體應用模塊。

（3）貝加萊mapp技術解決自動化軟件開發痛點

mapp的開發就是基于軟件復用和組件技術，包括了大量的mappControl、mappMOTION等基礎的自動化專業庫，以及為行業所開發的mappPLASTIC、mappPackaging等，以及為了機器畫面設計的mappVIEW、與生產運營相關的mappOEE、mappEnergy等大量豐富的軟件組件，讓機器配置與開發更為簡單，而且涉及到控制、服務、運營維護各個環節的軟件封裝。

軟件定義智能帶來客戶收益：

（1）縮短開發周期：模塊構件無需復雜的代碼編寫；

（2）降低開發成本：無需耗費大量的時間編寫代碼、測試驗證軟件模塊；

（3）降低軟件學習、維護、升級的成本。

5.mappVIEW-更簡單的HMI開發

mappVIEW為HMI應用提供了全新的設計，如圖7，采用OPC UA技術的優勢，mappVIEW帶來了以下好處：

（1）軟件模塊化設計：由于OPC UA扮演了隔離角色，使得應用與HMI分離，應用與數據分離，提高了軟件的模塊化設計。

（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限；

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

（4）mappVIEW自適應各種不同的屏幕尺寸規格，無需為每個規格設計畫面。

圖7-mappVIEW自動化與Web的融合

貝加萊積極推進柔性制造在產業的應用，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。

歡迎光臨貝加萊2018工博會展臺

展臺號：6.1H B164

關于貝加萊

貝加萊是一個總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機構的創新驅動型自動化企業，2017年7月，貝加萊成為ABB集團的一個業務單元。作為全球工業自動化領域的領導者，貝加萊融合了前沿技術與先進的工程能力，為各個產業客戶提供機器與工廠自動化、運動控制、HMI以及集成安全技術的完整解決方案。通過工業物聯網通信標準如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及貝加萊強大的Automation Studio軟件開發環境，貝加萊不斷重新定義自動化工程的未來。貝加萊保持持續的創新精神，為客戶提供更為簡化以及超出預期的工業自動化領域前沿技術與方案。