柔性制造對于自動(dòng)化的新需求

智能制造通過(guò)對整個(gè)生產(chǎn)的訂單、設計規劃、制造、運營(yíng)與維護全流程進(jìn)行基于現代自動(dòng)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)反饋制造單元執行，以達到在個(gè)性化時(shí)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(gè)智能制造中最為核心的實(shí)現，對于領(lǐng)先的自動(dòng)化廠(chǎng)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(gè)產(chǎn)品系列所構成的解決方案。

1.SuperTrak &ACOPOStrak實(shí)現最大的生產(chǎn)柔性

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

圖1-SuperTrak與機器人構成柔性產(chǎn)線(xiàn)

柔性協(xié)同：SuperTrak動(dòng)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：由于非接觸的傳輸以及極少的機械件（3個(gè)），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(jìn)行建模仿真，避免測試浪費；

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

占地更?。和ㄟ^(guò)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(xiàn)、直線(xiàn)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(xiàn)進(jìn)行后續加工，如送至不同包裝站；

匯流：將不同的產(chǎn)品匯合至同一線(xiàn)體進(jìn)行加工、裝配、檢測等；

圖2-ACOPOStrak的分流匯流帶來(lái)產(chǎn)品柔性組合

SuperTrak和ACOPOStrak使得產(chǎn)線(xiàn)實(shí)現了革命性的設計，它將為制造業(yè)帶來(lái)以下好處：

（1）簡(jiǎn)化機械設計：通過(guò)電磁一體化的傳輸系統，整個(gè)產(chǎn)線(xiàn)機械結構變得簡(jiǎn)單，組織過(guò)程也變得簡(jiǎn)單；

（2）可復用性：通過(guò)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(xiàn)可以被重復利用。

（3）軟件定義智能：SuperTrak&ACOPOStrak使得產(chǎn)線(xiàn)的靈活性可以由軟件定義，而傳統的機械傳輸則無(wú)法實(shí)現。

2.智能機器視覺(jué)系統

機器視覺(jué)對于柔性制造重要性在于它提供了品質(zhì)的在線(xiàn)檢測、物料的分類(lèi)，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(yíng)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(lái)視覺(jué)的應用將非常多的場(chǎng)景。

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

2.1集成性

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

（1）視覺(jué)作為一個(gè)模塊（就像普通的I/O或一個(gè)驅動(dòng)軸）被控制器集成，通過(guò)POWERLINK實(shí)時(shí)以太網(wǎng)集成到整個(gè)控制系統中。

（2）在軟件層面，也由集成開(kāi)發(fā)平臺Automation Studio對其與其它程序如邏輯、運動(dòng)控制進(jìn)行軟件層面的無(wú)縫集成，會(huì )有應用于視覺(jué)的mapp模塊對其進(jìn)行配置、連接、診斷與應用的開(kāi)發(fā)。

圖3-貝加萊智能視覺(jué)

2.2.智能性

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

智能性體現在：

（1）易于配置：貝加萊機器視覺(jué)的智能性使得其可以簡(jiǎn)單配置，而無(wú)需非常專(zhuān)業(yè)的圖像處理工程師參與到開(kāi)發(fā)中。

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

3.OPC UA TSN工業(yè)互聯(lián)

智能制造有一個(gè)背景：自動(dòng)化已經(jīng)將控制達到較高水準，需要通過(guò)協(xié)同來(lái)壓縮生產(chǎn)中的非增值環(huán)節，進(jìn)而提升整體效率。但傳統總線(xiàn)在IT & OT融合中包括數據傳輸、語(yǔ)義互操作方面的問(wèn)題使得OPC UA TSN正在成為未來(lái)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(dòng)者。

（1）基礎互聯(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(gè)亟待解決的問(wèn)題，首先OPC UA將異構網(wǎng)絡(luò )中的語(yǔ)義互操作進(jìn)行了規范，使得來(lái)自不同總線(xiàn)的應用層可以在這里統一，并且針對不同行業(yè)定義其信息模型，讓數據采集變得簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)工程量下降。TSN解決傳統控制基于“周期性”并且需要實(shí)時(shí)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(wǎng)絡(luò )傳輸，因此OPC UA TSN是整個(gè)數字化互聯(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(chǎng)級數據匯總，以及南向數據傳輸（從管理層到工廠(chǎng)、產(chǎn)線(xiàn)）。

圖5-貝加萊OPC UA TSN的全集成互聯(lián)架構

4.軟件定義智能-mapp技術(shù)

圖6-貝加萊mapp模塊化應用開(kāi)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(kāi)發(fā)機器應用軟件將使得企業(yè)無(wú)法響應快速變化的市場(chǎng)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(chǎn)，需要內部的工藝建模，并根據條件的變化而能自主進(jìn)行工藝的重組，軟件同時(shí)也是封裝Know-How的容器，自動(dòng)化應用在過(guò)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(shí)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(wèn)題的方法。

（2）軟件復用與組件技術(shù)

軟件復用就是能夠將工業(yè)領(lǐng)域里較為常用的軟件進(jìn)行封裝為標準化的模塊，而貝加萊基于PLCopen標準對各個(gè)領(lǐng)域的機器進(jìn)行了軟件進(jìn)行了封裝，組件技術(shù)就是基于“高內聚、低耦合”思想而開(kāi)發(fā)的具體應用模塊。

（3）貝加萊mapp技術(shù)解決自動(dòng)化軟件開(kāi)發(fā)痛點(diǎn)

mapp的開(kāi)發(fā)就是基于軟件復用和組件技術(shù)，包括了大量的mappControl、mappMOTION等基礎的自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)庫，以及為行業(yè)所開(kāi)發(fā)的mappPLASTIC、mappPackaging等，以及為了機器畫(huà)面設計的mappVIEW、與生產(chǎn)運營(yíng)相關(guān)的mappOEE、mappEnergy等大量豐富的軟件組件，讓機器配置與開(kāi)發(fā)更為簡(jiǎn)單，而且涉及到控制、服務(wù)、運營(yíng)維護各個(gè)環(huán)節的軟件封裝。

軟件定義智能帶來(lái)客戶(hù)收益：

（1）縮短開(kāi)發(fā)周期：模塊構件無(wú)需復雜的代碼編寫(xiě)；

（2）降低開(kāi)發(fā)成本：無(wú)需耗費大量的時(shí)間編寫(xiě)代碼、測試驗證軟件模塊；

（3）降低軟件學(xué)習、維護、升級的成本。

5.mappVIEW-更簡(jiǎn)單的HMI開(kāi)發(fā)

mappVIEW為HMI應用提供了全新的設計，如圖7，采用OPC UA技術(shù)的優(yōu)勢，mappVIEW帶來(lái)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(guò)OPC UA角色定義不同的訪(fǎng)問(wèn)者獲得不同權限；

（3）Web Service，Http使得用戶(hù)可以通過(guò)任意的瀏覽器終端訪(fǎng)問(wèn)設備，豐富的IT控件也更易于理解，且美觀(guān)。

（4）mappVIEW自適應各種不同的屏幕尺寸規格，無(wú)需為每個(gè)規格設計畫(huà)面。

圖7-mappVIEW自動(dòng)化與Web的融合

貝加萊積極推進(jìn)柔性制造在產(chǎn)業(yè)的應用，并為客戶(hù)帶來(lái)實(shí)際的成本效率提升，歡迎您來(lái)到貝加萊，與我們一同探討智能制造的落地實(shí)現。

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展臺號：6.1H B164

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。