專(zhuān)注于工藝開(kāi)發(fā)的機器制造商對如何推進(jìn)自身數字化能力有一定的困惑，例如：

• 這是否需要對現有系統進(jìn)行大的升級？

• 是否需要自己擁有一個(gè)數字化團隊？

• 工藝是我們的核心競爭力，但是，越來(lái)越多的來(lái)自終端用戶(hù)的數字化需求如何滿(mǎn)足？ 

作為機器制造商必須考慮到—“我們需要被集成到整個(gè)生產(chǎn)中”，與別的機器互聯(lián)，也要與ERP/MES集成，還要與云、邊緣平臺實(shí)現集成。是的，如何讓您的機器具有數字化融合能力是一個(gè)贏(yíng)得未來(lái)終端大廠(chǎng)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵一環(huán)，因此，我們有必要探討如何應對這一挑戰？是否存在簡(jiǎn)單的方式實(shí)現這一點(diǎn)呢？

 5月15日我們發(fā)表了《如何讓自動(dòng)化變得更簡(jiǎn)單？》，而在5月22日我們談到了《貝加萊五大優(yōu)勢與您共塑機器競爭力》，本次，我們就與您一起思考，我們如何“共同應對”這一挑戰，這里，我們以mapp中的一些與數據采集、處理、傳輸、呈現相關(guān)的模塊來(lái)作為說(shuō)明，告訴您“簡(jiǎn)潔之道”。

什么是mapp？

圖1-什么是mapp？ 

以最簡(jiǎn)單的理解就是mapp就相當于A(yíng)ppStore里的APP，如圖1，而開(kāi)發(fā)環(huán)境是蘋(píng)果的iOS SDK和貝加萊Automation Studio的區別，而運行環(huán)境就是蘋(píng)果的iOS和貝加萊的Automation Runtime的區別，自動(dòng)化系統需要實(shí)時(shí)操作系統。 

mapp如何賦能機器數字化連接能力？

mappOEE

mapp中包含了很多跟行業(yè)工藝、機電對象相關(guān)的模塊，但也包含了機器提供數字化服務(wù)能力相關(guān)的APP。mappOEE

對于生產(chǎn)企業(yè)而言，OEE是一個(gè)核心指標，在《改變世界的機器》中對于精益生產(chǎn)的描述有句話(huà)說(shuō)“世界級的工廠(chǎng)OEE要達到85%”，關(guān)于OEE，用圖2簡(jiǎn)單說(shuō)明。

圖2-OEE的計算 

如果用比較直白的話(huà)來(lái)描述為什么OEE重要，假設用戶(hù)投資了1億在一個(gè)產(chǎn)線(xiàn)上，那么OEE是85%意味著(zhù)它85%的時(shí)間在幫他賺錢(qián)（生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品、穩定的滿(mǎn)負載運行），而另外15%的時(shí)間則在給你浪費（故障、空轉、開(kāi)機浪費、運行中的不良品等），在機器的六大浪費里就包括了開(kāi)機、工藝切換、非計劃停機、生產(chǎn)中的故障等環(huán)節，那么，OEE是衡量您機器的關(guān)鍵指標，也是您的機器贏(yíng)得競爭的關(guān)鍵。

mappOEE則是將機器的生產(chǎn)品質(zhì)參數（如不良品統計）、有效運行時(shí)間、性能進(jìn)行統計，然后進(jìn)行計算，并直觀(guān)的方式呈現給工廠(chǎng)的運營(yíng)經(jīng)理。在A(yíng)utomation Studio中您可以配置一個(gè)mappOEE模塊，將相應數據變量與之對應，就可以形成OEE的統計，并以可視化的形式來(lái)顯示在儀表盤(pán)上。

圖3-mappOEE可以直觀(guān)顯示在您的HMI上

mappOEE可以通過(guò)mappVIEW的HMI設計更為直觀(guān)，便利的顯示，mapp模塊之間是有數據關(guān)聯(lián)關(guān)系的。 

mappEnergy讓您機器實(shí)現能源數據采集

對于工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，小批量、多品種是比較顯著(zhù)的特征，對工廠(chǎng)而言，成本精準合算就需要更小的數據粒度。即，能源精準計量、能源的綜合分析都是用以提升生產(chǎn)運營(yíng)效率的重要因素，而mappEnergy則為機器提供了能源計量的手段。

圖4-mappEnergy的模塊關(guān)系

圖4可以看到，mappEnergy這個(gè)APP可以和機器的傳動(dòng)軸的參數連接，獲得其能耗數據，又可以通過(guò)MpEnergyCoreUI來(lái)提供圖形化顯示的接口。

 mappEnergy是可以對哪些能耗進(jìn)行統計？

• 系統的傳動(dòng)能耗，電能的消耗；

• 根據傳感器進(jìn)行的熱、流體能耗統計；

• 能量的功率、無(wú)功功率、功率因素校正等信息，如圖僅需配置1個(gè)X20的能源監測模塊；

  

圖5--能源監測模塊X20AP

通過(guò)在系統中配置一個(gè)X20能源監測模塊，如圖4，就可以把變壓器、動(dòng)力系統的能源信號接入，并由mappEnergy模塊對其進(jìn)行數據的讀取，即可呈現在機器的HMI，也可以被遠程訪(fǎng)問(wèn)。

mappTweet-數據推送

mappTweet則是基于一個(gè)安全的機制來(lái)實(shí)現對生產(chǎn)現場(chǎng)的運行狀態(tài)的反饋，這種方式可以是短信、也可以是郵件（這里的Tweet并非是指Facebook的Tweet，而是指這種移動(dòng)端的方式）。

如何通過(guò)mappTweet實(shí)現信號發(fā)送？

圖6-如何實(shí)現mappTweet的短信傳送 

如圖6所示，在mappTweet中配置您的遠程手機的電話(huà)號碼，當設置有報警時(shí)，可以通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )如3G/4G/5G網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到現場(chǎng)維護人員的手機上，當然中間這個(gè)SiteManager的角色主要是一個(gè)“安全的連接”（可以參考之前的工程師的痛與客戶(hù)的擔憂(yōu)—如何安全的遠程維護），SiteManager可以讓您插入一張SIM卡。 

當然，可以發(fā)消息的技術(shù)，也可以發(fā)電子郵件，可以在mappTweet中配置郵件服務(wù)和地址，并將數據對應的與之關(guān)聯(lián)。 

mappAudit-審計追蹤

在制藥工業(yè)，對于機器的數據的不可篡改與質(zhì)量相關(guān)的審計追蹤是滿(mǎn)足監管“合規”的重要要求，不是質(zhì)量要滿(mǎn)足要求，而且是過(guò)程要滿(mǎn)足要求，數據不可篡改，可追溯，mappAudit就是滿(mǎn)足FDA 21CFR Part 11合規性需求。

圖7-mappAudit實(shí)現審計追蹤 

mappAudit與另一個(gè)mappUser配合使用，對于機器的操作授權和登錄由mappUser來(lái)完成，而mappAudit將對整個(gè)操作過(guò)程，無(wú)論是配方、報警確認、生產(chǎn)等的操作均被記錄在案，以便后續追蹤，并且所生成的是一個(gè)加密的文件，防止篡改。

 這個(gè)功能同樣對于終端生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)比較關(guān)鍵，制藥、食品飲料工業(yè)的用戶(hù)需要這樣的功能配置。

mappData-過(guò)程運行數據的追蹤

在mappData功能中可以對機器中的關(guān)鍵數據進(jìn)行配置，以便追蹤，這些數據也可以作為數字化連接中的配置參數，功能包括以下：

• 存放運行的過(guò)程變量；

• 可以以CSV文件方式導出；

• mappDate提供UI接口可以用于可視化呈現； 

這些數據可以干什么用呢？

• 對于機器學(xué)習而言，可以訪(fǎng)問(wèn)這些參數進(jìn)行數據學(xué)習，通過(guò)mappData來(lái)配置所需的參數；

• 用于數據的呈現-可以在MES/ERP系統來(lái)獲得配置；

• 用于工程師通過(guò)數據分析，以對程序、故障、參數、模型等進(jìn)行升級；

mappAlarm-報警

通過(guò)mappAlarm可將整個(gè)機器的報警都進(jìn)行記錄，并且分析哪些報警出現的頻率高？

mappAlarm可以便利的配置出各種報警功能，這些功能可以實(shí)現以下能力：

• 通過(guò)mappTweet進(jìn)行發(fā)布；

• 在HMI上進(jìn)行直觀(guān)的呈現；

• 對報警進(jìn)行記錄，并生成CSV文件；

 mappAlarm可以快速讓機器開(kāi)發(fā)者配置自己的系統報警功能，對于End User來(lái)說(shuō)，這些報警可以以多種形式用于分析系統故障。

mappSQL-與數據庫的連接

mappSQL則是一個(gè)可以用于與各種工業(yè)數據庫進(jìn)行連接的模塊，它可以配置如圖8。

圖8-mappSQL與數據庫的連接 

mappSQL可以干哪些事？

• 讀取來(lái)自上位系統如MES/ERP的配方、任務(wù)與指令；

• 可以為上位系統提供本地的參數讀??；

• 可以將mappTweet、mappAudit、mappData、mappRecipe這些與數字化系統實(shí)現數據交互。  

mappVIEW-數字化呈現

數字化有一個(gè)顯著(zhù)的環(huán)節包括了“可視化”呈現問(wèn)題，mappVIEW就是來(lái)實(shí)現這些問(wèn)題的關(guān)鍵。關(guān)于這個(gè)點(diǎn)可以參考之前的文章-HMI設計的藝術(shù)與哲學(xué)思考一文，主要是從HMI設計的角度介紹了mappVIEW。

圖9-mappVIEW基于OPC UA的連接能力

但mappVIEW還不止于HMI設計的精美與藝術(shù)感，因為更為重要的是mappVIEW本身還提供了一種更為簡(jiǎn)便的數字化訪(fǎng)問(wèn)能力。

由于mappVIEW基于OPC UA的能力而開(kāi)發(fā)（如圖9所示），而OPC UA支持Http、WebService服務(wù)，包括JavaScript、HTML、CSS格式的客戶(hù)端數據訪(fǎng)問(wèn)，這使得遠程的IE、Chrome、Safari都可以訪(fǎng)問(wèn)機器上的數據，具有自適應屏幕的能力。

如何實(shí)現這些mapp功能與系統的連接？

當上面所講的這些mapp功能在機器配置后，用于機器本地功能的開(kāi)發(fā)，然后在A(yíng)utomation Studio中對這些變量建立與OPC UA Server的映射，這樣，數據就會(huì )被寫(xiě)入到OPC UA server中，通過(guò)OPC UA Client進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，如圖9所示。

圖10-mapp實(shí)現數字化能力

如圖10所示，在A(yíng)utomation Studio針對機器“配置”mapp數據類(lèi)模塊，下載并運行在PLC上，各種mapp模塊的參數可以被配置到OPC UA Server中，建立映射，也可以通過(guò)MQTT協(xié)議建立與云服務(wù)平臺、邊緣平臺的連接，通過(guò)SiteManager提供安全性，機器的數據可以被融入并應用于以下工廠(chǎng)運營(yíng)場(chǎng)景：

（1）移動(dòng)端的呈現、故障、生產(chǎn)狀態(tài)參數發(fā)布，包括OEE，能源、設備狀態(tài)、質(zhì)量等客戶(hù)關(guān)心的數據，并可以發(fā)布消息、郵件等方式提供報警；

（2）數字孿生應用：返回機器的參數給設計端，或者對于企業(yè)的數字孿生應用提供動(dòng)態(tài)數據的交互；

（3）為ERP/MES的數據庫提供上下行數據的交互，即可讀取系統的指令與參數，也可以寫(xiě)入到數據庫用于生產(chǎn)運營(yíng)統計。

（4）針對機器學(xué)習：用于各種參數尋優(yōu)、缺陷識別、預測性維護等智能任務(wù)。 

綜上所述，貝加萊的mapp可以賦予您機器數字化連接與實(shí)現，讓您融入到終端用戶(hù)對于數字化運營(yíng)、智能轉型的規劃中，而這些無(wú)需額外的增加太多的成本—因為，它原本屬于貝加萊系統的軟件組件，僅需簡(jiǎn)單配置，即可賦能您的機器進(jìn)入數字化，獲取在終端生產(chǎn)客戶(hù)那里的領(lǐng)先地位。

它可不是錦上添花—而是關(guān)乎如何快速融入數字化的浪潮，為您的機器贏(yíng)得先機！

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集團全球機器與工廠(chǎng)自動(dòng)化業(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。