工業(yè)4.0的進(jìn)程如火如荼，包括中國制造2025、互聯(lián)網(wǎng)+、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）等新概念新技術(shù)正在打破工業(yè)自動(dòng)化的傳統架構。工業(yè)4.0旨在通過(guò)設備與設備之間的水平交互、機器到企業(yè)管理系統的垂直交互，減少人為干預和非計劃停機并實(shí)現全局優(yōu)化。在此大背景下，制造業(yè)對現有技術(shù)改造和新建設施提出了新要求。

工業(yè)4.0的愛(ài)與弗

當前工業(yè)4.0的種種優(yōu)勢更有利于新建工廠(chǎng)項目，針對現有工廠(chǎng)的技術(shù)改造卻困難重重。原因在于，那些已經(jīng)運行了15年、20年，甚至50年的機器所基于的網(wǎng)絡(luò )基礎和工業(yè)4.0所需的截然不同。無(wú)縫通訊，與ERP系統實(shí)時(shí)共享數據，這些實(shí)現工業(yè)4.0的必要條件，對存在多年的老工廠(chǎng)而言很難實(shí)現。

然而，相對于每年增加的新建工廠(chǎng)項目，現有工廠(chǎng)的改造是一塊不容小覷的市場(chǎng)。以貝加萊的某客戶(hù)例，作為世界知名的飲料生廠(chǎng)商，她每年投入新增的工廠(chǎng)數為一到兩個(gè)，而需要改造的舊工廠(chǎng)卻高達430個(gè)。

如何為市場(chǎng)中龐大的舊工廠(chǎng)提供生產(chǎn)智能方案？對此，貝加萊推出了Orange Box——面對現有工廠(chǎng)升級的完整工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案。通過(guò)設置必要參數，輕松實(shí)現數據采集和分析，完全不需要對已有軟件和硬件進(jìn)行修改，也不用擔心已有控制系統來(lái)自不同的供應商。

Orange Box不僅僅是產(chǎn)品

Orange Box并不是貝加萊推出的某款新產(chǎn)品，而是一個(gè)完整的解決方案，也就是說(shuō)貝加萊所生產(chǎn)的軟件，硬件都是該方案不可分割的一部分。

硬件方面基于貝加萊一貫推崇的Scalability+概念，可以依據客戶(hù)各自的需求進(jìn)行選擇。產(chǎn)品范圍廣泛，從工業(yè)PC到HMI再到PLC，無(wú)所不包。

圖1 獨立靈活的貝加萊各系列產(chǎn)品是Orange Box的一部分

基于mapp技術(shù)的軟件則是Orange Box的另一重要組成部分。貝加萊專(zhuān)家團隊致力于滿(mǎn)足客戶(hù)的各種需求，所開(kāi)發(fā)的mapp功能塊可以提供大量出人意料的標準功能，包括OEE計算，用戶(hù)管理，PackML，數據獲取等。而安裝這些功能塊的方式如同安裝智能手機app一樣簡(jiǎn)單容易。與傳統功能塊相比，mapp功能塊具有交互性，彼此鏈接就能自動(dòng)交換數據。例如，mapp能源塊支持從其它mapp功能塊中獲取數據，計算能源消耗情況。

圖2 mapp功能塊提供了大量出人意料的標準功能

mapp功能塊被無(wú)縫集成在貝加萊Automation Studio開(kāi)發(fā)環(huán)境中，配置使用都很方便。開(kāi)發(fā)者不用再埋頭于每個(gè)編程細節，只需簡(jiǎn)單的鼠標拖曳就能完成程序開(kāi)發(fā)。mapp技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)勢在于mapp View HMI方案。mapp View為自動(dòng)化工程師提供所需工具，用于創(chuàng )建強大直觀(guān)的基于網(wǎng)頁(yè)的HMI應用，而無(wú)需任何HTML5, CSS或JavaScript的專(zhuān)門(mén)知識。僅僅基于網(wǎng)頁(yè)標準，貝加萊HMI方案就能確保在任何設備上的最優(yōu)顯示。通過(guò)mapp View HMI，將來(lái)自其它供應商的控制器和HMI應用通過(guò)OPC UA鏈接起來(lái)也很容易。

通過(guò)菜單指引進(jìn)行操作和配置，取代過(guò)去的編程，不再依賴(lài)專(zhuān)業(yè)人士的安裝。貝加萊提供的重要軟件操作功能，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )或USB執行安裝，備份和更新操作。通訊方面，可以在各種通道上進(jìn)行通訊，如LAN或WLAN。協(xié)議方面，又滿(mǎn)足TCP上的OPC UA和ISO標準。

圖3 Orange Box方案可以在各種通道上進(jìn)行通訊

Orange Box是面向工業(yè)4.0的完美平臺

在基礎互聯(lián)方面，無(wú)論是貝加萊集成開(kāi)發(fā)平臺軟件Automation Studio，還是APROL智慧工廠(chǎng)平臺，都已具有OPC UA通信能力和基于OPC UA的安全集成，以滿(mǎn)足工業(yè)4.0、IIoT對高效數據訪(fǎng)問(wèn)的一起。同時(shí)，在本地數據采集層，Orange Box提供可應用集成于霧計算/邊緣計算節點(diǎn)的通信集成網(wǎng)關(guān)，將OEE功能、能源功能、顯示功能集成在一起，以確保產(chǎn)線(xiàn)-無(wú)論是新建的（Greenfield）已有的（Brownfield）-均可實(shí)現數據訪(fǎng)問(wèn)與傳輸。

Orange BOX提供ISO-TCP、CAN等總線(xiàn)接口用于與底層現場(chǎng)設備進(jìn)行集成，并通過(guò)OPC UA向上與MES、ERP、工業(yè)云進(jìn)行數據傳輸。

得益于Orange BOX對OPC UA、MQTT、REST等IT傳輸協(xié)議的支持，自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)的數據將被納入整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)和大數據平臺。借助開(kāi)放的應用軟件和分析軟件，數據可被應用于智能的生產(chǎn)指導，如路徑規劃、能耗調節、缺陷反饋、排產(chǎn)等。

圖4 Orange Boxes是模塊化硬件和定制化軟件的最優(yōu)結合，創(chuàng )建了面向工業(yè)4.0生產(chǎn)的完美平臺

Orange Box的優(yōu)勢

Orange Box可以用于任何行業(yè)，特別適合擁有大量產(chǎn)線(xiàn)和機器設備的工廠(chǎng)。作為一個(gè)可以實(shí)時(shí)收集數據、計算數據的多功能開(kāi)放性方案，Orange Box可以隨著(zhù)生產(chǎn)要求的變化來(lái)進(jìn)行自動(dòng)調整。什么時(shí)候需要額外的原材料，什么時(shí)候不需要，這些以往需要依賴(lài)有經(jīng)驗的操作人員的決策將由機器自己做出，這才是真正滿(mǎn)足工業(yè)4.0的智慧工廠(chǎng)。

圖5 Orange Box從以前隔離的機器和產(chǎn)線(xiàn)上獲取數據進(jìn)行分析，幫助現有設備滿(mǎn)足智能化生產(chǎn)的需要

不管是OEM廠(chǎng)商還是終端用戶(hù)，Orange Box都能提供完整的解決方案和個(gè)性化的產(chǎn)品組合。已有的成功案例體現了Orange Box無(wú)與倫比的優(yōu)勢：

配置獨立，安裝簡(jiǎn)單

無(wú)需對舊軟件重新編程或修改

類(lèi)似于A(yíng)pp Store的操作，技術(shù)升級方式簡(jiǎn)單

基于網(wǎng)頁(yè)的操作及可視化

可以升級，滿(mǎn)足IoT/工業(yè)4.0未來(lái)的要求

關(guān)于貝加萊

貝加萊是一個(gè)總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機構的創(chuàng )新驅動(dòng)型自動(dòng)化企業(yè)，2017年7月，貝加萊成為ABB集團的一個(gè)業(yè)務(wù)單元。作為全球工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)導者，貝加萊融合了前沿技術(shù)與先進(jìn)的工程能力，為各個(gè)產(chǎn)業(yè)客戶(hù)提供機器與工廠(chǎng)自動(dòng)化、運動(dòng)控制、HMI以及集成安全技術(shù)的完整解決方案。通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信標準如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及貝加萊強大的Automation Studio軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，貝加萊不斷重新定義自動(dòng)化工程的未來(lái)。貝加萊保持持續的創(chuàng )新精神，為客戶(hù)提供更為簡(jiǎn)化以及超出預期的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域前沿技術(shù)與方案。