現代制造業(yè)，是指融合了互聯(lián)網(wǎng)、通信、計算機等信息化手段和現代管理思想與方法的制造服務(wù)業(yè)。目前，我國的制造業(yè)正處于向現代制造業(yè)轉型的初級階段?，F代制造車(chē)間作為現代制造系統的子單元，只有現代制造車(chē)間轉型好了，才能保證現代制造業(yè)的更好轉型。在制造系統中，物料的運輸操作包括原材料、半成品和成品間的存儲和運輸。據報道，制造系統中的物料運輸操作的成本占制造總成本的20％～50％，因物料在運輸過(guò)程中并不增值，所以多年來(lái)人們一直在致力研究降低物料運輸成本的方法。
          
                         
                  倍福中國煙草行業(yè)經(jīng)理、中國科技自動(dòng)化聯(lián)盟技術(shù)顧問(wèn) 蘇慧華

   工欲善其事，必先利其器。物流系統的改善離不開(kāi)物流設備的升級換代。其中，RGV（RailGuidedVehicle）和AGV（AutomatedGuidedVehicle）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)小車(chē)）的引入，可以大幅度的降低這一成本。首先，小車(chē)不需要人工駕駛便可以完成物料的運輸操作，減少勞動(dòng)人員的勞務(wù)費用；另外，作為運輸機械，小車(chē)可以實(shí)現全天候運行。根據編輯好的路線(xiàn)和車(chē)輛管理方案，不同的小車(chē)之間可以最大限度地協(xié)調配合，在有限的時(shí)間和空間內最大限度地提升工作效率和質(zhì)量。同時(shí)小車(chē)還可以克服人力搬運所受的時(shí)間限制。這些都可以降低運輸費用，從而降低制造成本。

    項目實(shí)施與應用

   三一重工公司的挖掘機臨港產(chǎn)業(yè)園2010年11月開(kāi)建，占地1500畝，2012年2月正式投入使用。該產(chǎn)業(yè)園年產(chǎn)挖掘機最高可達40000臺，產(chǎn)值約300億元，主要生產(chǎn)和銷(xiāo)售20噸-30噸級中型挖掘機，是目前全球最大的流水線(xiàn)挖掘機生產(chǎn)制造基地。而在該基地的現代化制造車(chē)間中，昆山華恒焊接公司作為配套設備提供商，為其一手打造了焊接及裝配加工生產(chǎn)線(xiàn)和物流控制系統，實(shí)現了動(dòng)臂、挖斗、斗桿、上車(chē)架和下車(chē)架等幾大結構件的自動(dòng)化生產(chǎn)。在該系統中，德國倍福自動(dòng)化有限公司的自動(dòng)化產(chǎn)品得到了全面應用，包括工控機，控制面板，TwinCAT軟件，PLC，運動(dòng)控制，現場(chǎng)總線(xiàn)以及IO模塊，并采用了高端的無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)。整個(gè)項目成為倍倍福中國煙草行業(yè)經(jīng)理、中國科技自動(dòng)化聯(lián)盟技術(shù)顧問(wèn) 蘇慧華福公司科技自動(dòng)化戰略的一個(gè)典型成功實(shí)例。

   項目創(chuàng )新性與難點(diǎn)問(wèn)題

  （1）創(chuàng )新性

   昆山華恒應用倍福的自動(dòng)化解決方案自主研發(fā)的直角換軌RGV運載小車(chē)，實(shí)現了小車(chē)的自動(dòng)換軌。并依托EtherCAT總線(xiàn)及先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)將RGV小車(chē)與機器人工作站結合打造出具有自主知識產(chǎn)權的柔性RGV物流生產(chǎn)線(xiàn)。

  （2）難點(diǎn)問(wèn)題

  作為柔性物流生產(chǎn)線(xiàn)的主要搬運工具，直角換軌RGV小車(chē)要盡量做到結構緊湊、較高的運送速度（達到20m/min）、行走平穩、定位精度高（<1mm）等，對我們提出了很高的控制要求。

  為此倍福選用了CX5010嵌入式控制器負責直角換軌RGV所需的所有控制功能。CX5010嵌入式控制器功能強大、接口豐富、結構緊湊，并且適合安裝在DIN導軌上的嵌入式控制器，跟傳統的PLC相比，可以節省大量的空間。另外，它支持各種現場(chǎng)總線(xiàn)擴展，例如CANopen和Profibus，因此能夠確保它與不同外圍設備之間有良好的兼容性。除了硬件上的優(yōu)勢之外，TwinCAT軟件的易用性和強大的功能塊庫也節約了大量的項目工程開(kāi)發(fā)時(shí)間。

   為了達到定位精度要求以及基于節省空間的考慮，選用了倍福的高性能伺服驅動(dòng)器AX5000和AM3000伺服電機。TwinCATNC PTP用于控制驅動(dòng)系統，實(shí)現RGV在主、副軌上的精確、高速行走及Z軸的回轉，取代了傳統的定位模塊和NC控制器。另外，RGV小車(chē)上還配置了一個(gè)Profibus主站模塊EL6731，該模塊下面帶2個(gè)ProfibusDP掃描頭用來(lái)讀取主、副軌上的條碼以確保在RGV小車(chē)的輪子和導軌之間出現滑動(dòng)時(shí)也能準確安全地實(shí)現換軌。

  項目效益分析

   節省人力，顯著(zhù)地提高了生產(chǎn)效率。以前動(dòng)臂、斗桿、上車(chē)架等生產(chǎn)線(xiàn)上的大型工件的上、下料都是通過(guò)人工操作行車(chē)實(shí)現，需要的時(shí)間較長(cháng)。應用了該柔性RGV生產(chǎn)線(xiàn)后，主控臺根據每個(gè)工位上的焊接機器人的請求來(lái)調度RGV小車(chē)自動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)化上、下料，完全不需要人工干預，顯著(zhù)節省了人力和時(shí)間。另外，工件的上、下料，裝夾，焊接都是全自動(dòng)進(jìn)行，提高了工件的加工精度和質(zhì)量。

   無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的使用可以很方便的融合到工廠(chǎng)現有的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中，減少了布線(xiàn)，節約了成本。RGV小車(chē)的自身控制系統與中央調度控制臺的主控之間，通過(guò)倍福的WLAN控制器CU8890來(lái)進(jìn)行通訊，減少了布線(xiàn)，節約了空間，提高整個(gè)車(chē)間的美觀(guān)度。

  該項目改變了工程機械行業(yè)傳統工廠(chǎng)的運輸方式和生產(chǎn)方式，極大地提高了工廠(chǎng)的自動(dòng)化程度，很好地推動(dòng)了“智能工廠(chǎng)”的發(fā)展。 
  
  精彩觀(guān)點(diǎn)

   Q:倍福目前在“智能工廠(chǎng)”領(lǐng)域取得的業(yè)績(jì)？

   A:倍福公司一直致力于“智能工廠(chǎng)”的推廣。倍福“智能工廠(chǎng)”的一個(gè)典型范例是廚具生產(chǎn)商Nobilia（柏麗廚具），他們每天能夠生產(chǎn)出2200個(gè)廚房家具。在所有層面都進(jìn)行一致的、計算機集成的生產(chǎn)—早在1990年通過(guò)將生產(chǎn)鏈接到Oracle數據庫中—公司已經(jīng)躋身于歐洲第一的位置，更值得一提的是，這是在德國這樣一個(gè)高工資標準的國家實(shí)現的。從“智能工廠(chǎng)”意義上來(lái)說(shuō)，制造系統和IT系統的完美融合是柏麗廚具取得成功的關(guān)鍵。

   Q:貴公司為用戶(hù)打造“智能工廠(chǎng)”的理念和特點(diǎn)？

   A:“智能工廠(chǎng)”所包含的戰略理念是將標準的IT技術(shù)與其它技術(shù)領(lǐng)域相融合。倍福堅持這一理念已有25年歷史，一直堅持將標準的PC技術(shù)應用于機器控制。理論上，基于PC的控制系統具有足夠的靈活性，以實(shí)施集中和分布式控制結構。“智能工廠(chǎng)”將會(huì )更加強調通訊的普遍性，例如，通過(guò)分配其自身的一個(gè)IP地址給一個(gè)限位開(kāi)關(guān)。自動(dòng)化設備將必須可以直接訪(fǎng)問(wèn)各元器件，以使得這一“物聯(lián)網(wǎng)”成為可能?；赑C的控制系統可為這一切提供面向未來(lái)的基本架構，特別是由于它能夠根據不斷變化的應用要求非常靈活地調整。

   Q:對于開(kāi)拓“智能工廠(chǎng)”領(lǐng)域貴公司將采取怎樣的發(fā)展策略？

   A :為了能夠真正從全盤(pán)著(zhù)眼來(lái)實(shí)現“智能工廠(chǎng)”，必須從以下三個(gè)方面著(zhù)手：橫向集成需要通過(guò)價(jià)值網(wǎng)絡(luò )即超越各個(gè)公司的界限，垂直集成和網(wǎng)絡(luò )化的制造系統以及端到端的工程立體集成橫跨整個(gè)價(jià)值鏈。倍福將緊密同相關(guān)合作伙伴合作，共同推進(jìn)“智能工廠(chǎng)”。我們的主要針對多品種、多工序的柔性生產(chǎn)項目。

   Q:您對于“智能工廠(chǎng)”未來(lái)在中國的發(fā)展有何看法？

   A:隨著(zhù)制造業(yè)的升級，越來(lái)越多的生產(chǎn)企業(yè)都有實(shí)現“智能工廠(chǎng)“的愿景。再經(jīng)過(guò)5~10年的發(fā)展”智能工廠(chǎng)“將會(huì )越來(lái)越多在制作型企業(yè)實(shí)現。“智能工廠(chǎng)“將提高自動(dòng)化市場(chǎng)的技術(shù)含量，基于IT技術(shù)的相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品將從中受益。

   摘自《自動(dòng)化博覽》2014年1期