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、設計規(guī)劃、制造、運營與維護全流程進行基于現(xiàn)代自動化、信息化與智能化技術進行全局的優(yōu)化，并判斷決策，進反饋制造單元執(zhí)行，以達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、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(chǎn)品系列所構成的解決方案。

　　1.SuperTrak &ACOPOStrak實現(xiàn)最大的生產(chǎn)柔性

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

　　圖1-SuperTrak與機器人構成柔性產(chǎn)線

　　■柔性協(xié)同：SuperTrak動子間距、速度、加速度可以軟件靈活設置，應對生產(chǎn)的變化；

　　■低維護系統(tǒng)：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(chǎn)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(chǎn)中的搖晃、波動帶來的質量偏差；

　　■占地更?。和ㄟ^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(chǎn)品可以分配至不同的生產(chǎn)線進行后續(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)了革命性的設計，它將為制造業(yè)帶來以下好處：

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

　?。?）可復用性：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)的機械傳輸則無法實現(xiàn)。

　　2.智能機器視覺系統(tǒng)

　　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(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(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域，這使得通常視覺是獨立于控制系統(tǒng)的，而貝加萊的機器視覺設計理念則體現(xiàn)其“集成性”，這表現(xiàn)在以下幾個方面：

　?。?）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(wǎng)集成到整個控制系統(tǒng)中。

　?。?）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(fā)。

　　圖3-智能視覺

　　2.2.智能性

　　盈泰德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(tǒng)，以實現(xiàn)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(xiàn)在：

　?。?）易于配置：盈泰德機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。

　?。?）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(jù)應用場景的不同進行配置，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)將控制達到較高水準，需要通過協(xié)同來壓縮生產(chǎn)中的非增值環(huán)節(jié)，進而提升整體效率。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，盈泰德一直是這項技術的積極推動者。

　?。?）基礎互聯(lián)，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(wǎng)絡中的語義互操作進行了規(guī)范，使得來自不同總線的應用層可以在這里統(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)絡傳輸，因此OPC UA TSN是整個數(shù)字化互聯(lián)的物理基礎。如圖4所示為OPC UA TSN全工業(yè)通信架構。

　　圖4-基于OPC UA TSN的全連接架構

　　圖5是OPC UA TSN的全集成，從設備到控制器，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-OPC UA TSN的全集成互聯(lián)架構

　　4.軟件定義智能-mapp技術

　　圖6-mapp模塊化應用開發(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(fā)機器應用軟件將使得企業(yè)無法響應快速變化的市場需求。

　?。?）軟件定義智能

　　軟件定義智能在于機器的靈活性生產(chǎn)，需要內部的工藝建模，并根據(jù)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(jīng)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。

　?。?）軟件復用與組件技術

　　軟件復用就是能夠將工業(yè)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(fā)的具體應用模塊。

　?。?）貝加萊mapp技術解決自動化軟件開發(fā)痛點

　　mapp的開發(fā)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(yè)庫，以及為行業(yè)所開發(fā)的mappPLASTIC、mappPackaging等，以及為了機器畫面設計的mappVIEW、與生產(chǎn)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(fā)更為簡單，而且涉及到控制、服務、運營維護各個環(huán)節(jié)的軟件封裝。

　　軟件定義智能帶來客戶收益：

　?。?）縮短開發(fā)周期：模塊構件無需復雜的代碼編寫；

　?。?）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）降低軟件學習、維護、升級的成本。

　　5.mappVIEW-更簡單的HMI開發(fā)

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

　?。?）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(shù)據(jù)分離，提高了軟件的模塊化設計。

　?。?）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；

　?。?）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。

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

　　       圖7-mappVIEW自動化與Web的融合

　　積極推進柔性制造在產(chǎn)業(yè)的應用，并為客戶帶來實際的成本效率提升，歡迎您來到盈泰德，與我們一同探討智能制造的落地實現(xiàn)。