机械自动化的宝藏

在贝加莱有一本非常精美的杂志，已经有许多年的历史-全球每期发行量为30000册，用于在贝加莱的用户中分享各自的案例以及前沿的自动化科技。

 

为什么说它是一个宝藏？

Automotion杂志刊发贝加莱全球用户、终端用户的应用案例，最为重要的是这些案例中所散发的工程设计“思想”与“方法”，每一个案例都会向读者阐述：

*产业的挑战是什么？面对的难题和竞争是什么？

*为什么要这样设计系统？

*用什么方式来解决这个问题？

*它有哪些创新？

*有哪些经验可以分享？

前沿概念来自现场，而不是理论

在Automotion中您也会看到“工业物联网”、“人工智能”、“智能制造”这些概念，但是，与当今产业很多停留于概念的讨论和炒作不同，它以每个用户遇到的挑战、解决问题、实际的工程实践为背景进行了阐述—这至关重要，即，它来自于真正的现场需求和方案。

因此，Automotion的案例就非常有实际的借鉴意义，它会给我们产业很多启发：

*您在全球的同行的发展动态；

*如何理解不同行业的机器设计思路，它能带给我们哪些启发？

*如何理解自动化软件、平台的意义？

*从实际案例中理解数字化、智能化这些前沿的概念

本期，笔者以Automotion杂志2020-05这一期中几个“数字化”案例来看国外的机器制造商如何思考和应用先进技术，为用户提供额外的附加值，并给自身带来哪些提升？

本期导读

简单机器-机器人集成

在2019年贝加莱推出MCR-机器中心的机器人架构，将机器与机器人集成，可以简化系统的结构，一个控制器、一个HMI、一个网络，这得益于今天控制系统的强大任务处理能力，以及软件的集成标准与接口，使得传统上机器控制与机器人分属两个独立领域成为了可能。

它是如何实现的？

有哪些好处？

 

图1-机器控制与机器人、输送系统整体集成

集成视觉-保证过程和产品质量

传统的视觉系统往往是独立的架构，而贝加莱推进了“集成视觉”架构，它的设计来自于一贯的“集成自动化”思想，即，视觉作为一个自动化组件融入到系统中，它带来的好处有很多：

（1）与PLC、运动控制在程序上耦合，直接在Automation Studio环境中对其进行配置，并与其它任务同步。

（2）同步的视觉带来更高的效率，成本也更低；

（3）免校准降低了应用中的成本。

在本期中，以一个标签印刷机的用户在采用贝加莱集成视觉阐述如何快速的配置了系统，并实现在智能移动终端上实现对视觉的数据的访问。

 

图2-基于Web技术的视觉访问

像大师一样铣削

企业为何要进行这些数字化升级？并如何思考在这个转型过程中的问题，德国Dorst技术的这篇案例，他们发现一个问题，就是对于 数字化转型，来自IT领域的软件厂商无法提供在机器与软件之间的经验鸿沟，因此，他们选择了贝加莱APROL这样的融合IT与自动化的平台，作为一个中间层，一方面，对上与IT系统之间有开放的数据库连接，而对下由APROL提供了各种现场总线的连接能力，这些是自动化厂商本身所具有的优势，即，与现场的衔接能力，而由能借助于IT技术升级自身的数字化平台。

 

图3-金属粉末压机

在本案例中，本地控制器的数据可以在边缘控制器上进行检查并预处理，过滤相关和验证过的数据，减少后续步骤所需的数据处理量，还可以在报警、错误或停止等事件触发下记录某些数据，不同时间的多个处理步骤中的数据也可以映射到零件号上—就可以将压制过程中的力与零件的测量相互关联。

我们可以看到，由自动化厂商提供的数据完全可以进行内部关联分析与匹配。

另外，利用现有的软件平台的处理功能，仅需少量编程就可以实现对机器与过程数据的无缝记录，例如：

（1）追踪液压缸驱动工具所施加的累积载荷，从而对组件的寿命进行预测；

（2）通过漏油量的查看来发现液压泵的剩余寿命，还使用基于深度学习算法来实现一个自动预测维护系统。

（3）利用APROL平台的JasperReports软件可以根据用户需求和偏好量身定做报表系统。

因此，在现场完全可以借助于现有控制系统或平台进行功能的扩展来实现IIoT的任务，而且，这里自动化厂商所提供的开放架构的平台也会优势更为明显—因为它直连物理的机器与系统。

虚拟遇见现实—阐述数字孪生的意义

在虚拟遇见现实—虚拟现实这篇文章中，对于数字孪生所带来的商业价值进行了解析，可以用于以下几个场景：

*伴随整个生命周期，从概念规划到售后服务，早期发现设计缺陷必要的修改，避免物理原型的损失；

*生产过程的仿真，例如：对传送带上的产品在产线上的运动过程进行仿真，有助于尽早发现潜在的碰撞，通过与IndustrialPhysics的合作，采用其集成的实时物理引擎，可以对动态行为进行三维仿真，影响物料流的所有作用力都可以通过数字孪生进行测试，并可以进行视觉反馈。

*易于实现：通过将CAD数据导入，即可轻松创建数字孪生，数字孪生可以用于测试运动配置、组件和代码对机器的影响。

*虚拟现实：IndustrialPhysics可以提供VR/AR头显的选项，这样开发人员可以在仿真运行时评估过程，而且从控制器中实时获得数据，进行查看。

*虚拟调试：你可以在虚拟的模型中进行调试，而且在虚拟环境中进行不断的原型迭代。

 

图4-通过构建数字孪生来实现并行开发

*控制柜中的数字分身：在控制柜中的数字可用于构建预测性维护、故障报告、远程维护系统。

*操作过程中的洞见可以反馈到开发系统中

*数字孪生作为服务：数字孪生用于初始验证和集成测试，使得整个开发过程具有可预见性，可实现高效管理，也能在团队之间进行交流。

轻松管理你的机器-为什么要采用云？

“云解决方案能够提供什么是我无法通过远程访问获得的？”—这很重要，因为，很多用户的确在这里困惑，因为所谓的云平台的很多任务在远程访问种是可以实现的。

图5-通过云连接实现数字化集成与访问

远程访问仅看到你机器HMI上可以看到的内容，而云则可以更为深入，贝加莱的APM(Asset Performance Monitor)为应用开启了无数可能性，这包括以下一些方面：

 

图6-通过智能终端实现数据可视化

（1）全天候采集机器数据，提供了机器集群的全局视图；通过比较不同机器的运行，分析不足之处，从而对机器实现改进；

（2）新的业务模式：可以为End User提供更为早期的预警与售后服务；也可以为机器的升级提供服务能力，包括工艺的升级、软件的升级等服务能力。

（3）强大的幕后团队：为什么要采用云服务架构？实际上，对于OEM和End User来说，都不是IT架构专家，而像IT服务企业则利用其在全球分布的云计算、数据中心来提供连接，快捷、低成本，这就是满足经济性的需求，就可以真正被用起来。贝加莱的APM基于ABB Ability平台，由贝加莱的母公司提供，而Microsoft Azure则是Ability的支撑架构，这使得OEM无需考虑系统的扩展性，不会因为您的公司规模大小而受到限制，尤其对于小型企业，无需自建一个云服务架构。

几分钟内实现故障响应-让服务变得简单

对于机器制造商来说，其分布在全国乃至全球的机器需要一个快速的响应—这关系到自身的用户体验，而通过一个安全的远程维护系统，像Maximator这样的高压气体及流体泵、阀门等的制造商，他们就可以解决这些服务问题。

 

图7-贝加莱安全远程维护

对于Maximator公司来说，他们以前需要工程师前往现场，而通过SRM，他们可以在数分钟时间就查看到故障问题，通过SRM他们还可以为远程的机器提供工艺编程升级，他们可以为用户发现尚未觉察的问题。

对于SRM来说，仅需增加的设备就是一个SiteManager，这个可以通过简单的几步安装，然后LinkManager部署于工程师的笔记本端，而GateManager则部署在云端的一个软件，这样就可以借助于无所不在的云连接来提供给End User的远程服务。

认真对待药品序列化

为了解决假药的问题，欧盟要求药品的包装设备必须进行强制的序列化和验证的要求，包装线必须采用专用设备打印和验证产品的二维码。

在这个案例中Intrex主要提供制药市场的设备，这个要求在于FDA 21CFR Part 11法规的要求，在制药领域，该法规规定了所有电子存储数据的文档及其防篡改的需求，对于HMI而言，意味着报警、审计追踪和用户账户的管理功能。

 

图8-制药行业的审计追踪需求

在Intrex的机器中，mapp的几个模块mapp User、mapp Audit起到了关键作用，mappUser能够快速设置系统的管理用户账户，访问权限和密码，而mapp Audit则记录机器上发生的事件，任何试图进行的未经授权的访问或变更都会被记录，并以不可篡改的PDF保存在本地或上传服务器，也可以发送邮件。

通过这个组件，就可以快速的让机器满足FDA的认证需求。

评论

像FDA 21 CFR part 11这种合规性的数字化追溯系统，一般都需要通过认证，而且与物理的机器上的HMI操作紧密相关，因此，通常需要由具有产业认证的自动化厂商来实施比较妥当。

Automotion杂志体现了贝加莱一贯的“Perfection in Automation”的追求，无论在产品技术上，还是在一本杂志上，它都是追求最为完美的用户体验，每篇文章都是一个故事的形式阐述，娓娓道来，而且经常会让人受到启发—领先的制造商是如何理解系统的设计并实践的？

您如何获得Automotion杂志？

1.在知识讲堂中阅读—在线阅读

在微信公众号的知识讲堂中，您可以获得本期Automotion，同时，您也可以访问往期的Automotion—墙裂推荐

       

图9-Automotion往期杂志

2.在百度网盘中下载的二维码

 

3.直接索取，如果您有贝加莱联络人，请他们把您加入直邮清单中，我们可以定期发送给您。

关于贝加莱

贝加莱是一个总部位于奥地利并拥有遍布全球分支机构的创新驱动型自动化企业，2017年7月，贝加莱成为ABB集团全球机器与工厂自动化业务单元。作为全球工业自动化领域的领导者，贝加莱融合了前沿技术与先进的工程能力，为各个产业客户提供机器与工厂自动化、运动控制、HMI以及集成安全技术的完整解决方案。通过工业物联网通信标准如OPC UA、POWERLINK和openSAFETY以及贝加莱强大的Automation Studio软件开发环境，贝加莱不断重新定义自动化工程的未来。贝加莱保持持续的创新精神，为客户提供更为简化以及超出预期的工业自动化领域前沿技术与方案。

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