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以不變應萬變,柔性制造的“紅橙革命”

供稿:中國工控網 2018/9/6 9:28:41
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從制造業大國到制造業強國,從傳統經濟到智能經濟,中國經濟轉型的一個關鍵,就是如何從“剛性生產”轉向“柔性制造”。在這股自上而下的智能制造升級的“洪流”中,大多數中小企業“陷入迷途”:一邊頭腦發熱希望趕上“早班車”,一邊一頭霧水不知從何做起。

  

2018年9月6日上海舉行的ABB貝加萊2018年用戶大會以“柔性制造與成本效率”為主題,提出“以不變應萬變”的柔性制造觀。本次大會是貝加萊自2017年7月加入ABB后,雙方的首次聯合展示。技術大咖貝加萊與數字化領域的隱形領軍企業ABB強強聯合,亮出“絕活”,通過技術交流、新品發布和展覽展示告訴廣大用戶:柔性制造是這樣煉成的。

  

來自印刷、包裝、塑料、3C、汽車電子、新能源等領域的260多位嘉賓和行業專家共聚一堂,探討如何通過柔性制造應對市場變化和提升成本效率,交流自動化和數字化在智能制造中扮演的角色,并展示如何利用工業物聯網、大數據等前沿技術實現自動化設備的智能互聯。

  

   

柔性制造:以不變應萬變

   

從物資匱乏的產品需求,到消費者點單的個性化產品,時代的飛速發展倒逼制造業“智慧升級”,個性化定制向傳統的批量生產型制造模式發起挑戰,而調和柔性制造與成本效率“矛盾”的關鍵在于基于柔性制造的大規模定制。

  

貝加萊工業自動化(中國)有限公司大中華區總裁肖維榮博士指出,現今耳熟能詳的智能制造,是在制造過程和相關企業管理活動中融入分析、推理、判斷、構思和決策等智能活動,以達到全局或局部可持續地改善產品質量、縮短交貨周期、降低總成本,實現高效生產的目的。柔性制造是整個供應鏈中對外部和內部變化的成本最小化的柔性響應能力,它使小批量、大規模定制生產達到大批量生產的成本優勢。

  

貝加萊工業自動化(中國)有限公司

大中華區總裁肖維榮博士

   

“高效的組織架構、可靈活規劃的生產單元、通過軟件配置或參數調整實現工藝切換、模塊化的機械與電氣組件以及自動化軟件方案等這些‘不變’的核心元素應對‘變化’的市場需求、產線狀態等,因此,我們說柔性制造即‘以不變應萬變’。”肖維榮博士說,可復用的模塊化軟件、開放的集成平臺、應用解決方案服務、完整的產品線、自適應團隊是貝加萊不變的承諾。

  

這意味著基于柔性制造的大規模定制在全面綜合成本、質量、柔性和時間等競爭因素的前提下,能夠有效解決需求多樣化與大規模生產之間的沖突,從而為現代制造企業提供了一種全新的競爭模式。

   

柔性制造是這樣煉成的!

    

“從消費市場的需求到生產,再到OEM設備制造商,再延伸至自動化方案提供商,柔性制造的需求不斷提出挑戰,而自動化扮演核心的角色,在未來,通過創新、標準與規范、資源的優化、開放互聯,自動化將使得制造更為敏捷,來響應動態市場的變化需求。”貝加萊自動化學院院長Franz Enhuber說。

  

貝加萊自動化學院院長Franz Enhuber

  

從自動化到智能化,ABB集團中國研究院負責人、ABB中國首席技術官劉前進博士表示,其關鍵路徑在于實現工業應用的軟件化、數字化,這是一個漸近的過程,隨著柔性制造帶來的產線集成,使得全局優化的復雜性已經超出傳統的模型機制,通過智能化對于場景的辨識、學習、判斷、決策來解決我們未知或沒有預見的問題。

  

ABB集團中國研究院負責人、

ABB中國首席技術官劉前進博士

  

現場,來自ABB機器人、傳動、電機與發電機業務、貝加萊總部以及合作伙伴的專家分享了關于柔性制造的技術與應用案例。在下午舉辦的“自動化走向何方”主題論壇上,博斯特大中華區榮譽主席鄭驊,北人智能裝備科技有限公司董事長陳邦設,貝加萊工業自動化(中國)有限公司大中華區總裁肖維榮博士,ABB集團中國研究院負責人、ABB中國首席技術官劉前進博士,新美星包裝機械股份有限公司董事總經理何建鋒現身說法,就如何通過價值鏈各環節的配合及產業鏈上下游的協同實現產業升級,分享了各自在推進柔性制造的過程中遇到的挑戰和應對策略,并展望了人工智能和機器學習與自動化融合的發展趨勢。

   

    

基于統一的自動化平臺、標準化與模塊化的軟件、統一規范的工業互聯標準、智能輸送系統、機器視覺,以及ABB Ability?全流程數字化平臺,ABB與貝加萊攜手合作伙伴共同構建柔性制造平臺解決方案。

     

軟件定義智能

   

軟件定義智能在于機器的靈活性生產需要內部的工藝建模,并根據條件的變化而能自主進行工藝的重組,軟件同時也是封裝Know-How的容器。

柔性制造意味著機器的重組變得經常發生,大量的時間耗費在軟件的開發、測試、驗證顯然使得柔性制造缺乏經濟性。

而貝加萊已為此準備多時,Automation Studio是其為機器開發而建立的平臺軟件,已經有21年的歷史,可以為各個機器領域的快速開發提供基礎。其中,mapp更是通過模塊化與標準化封裝,讓機器的開發在未來變得成為“配置”,這些對于響應柔性制造至關重要。

   

   

這些可“配置”的模塊包括:基礎要素,如配方、報警、事件、用戶;專業庫包括運動控制、CNC和機器人;面向行業的專業庫,如注塑機、包裝、印刷、鈑金等行業的庫;智能工廠的需求:配置OEE、能源、排產、審計追蹤。

  

由此,通過軟件縮短開發周期,降低開發成本,降低軟件學習、維護、升級的成本,成為顯而易見的好處。

     

互聯互通

     

OPC UA和TSN解決了OICT融合中的各個亟待解決的問題,首先OPC UA將異構網絡中的語義互操作進行了規范,使得來自不同總線的應用層可以在這里統一,并且針對不同行業定義其信息模型,讓數據采集變得簡單,開發工程量下降。

TSN解決傳統控制基于“周期性”并且需要實時性的特征,以及IT數據的大容量傳輸要求,使得其可以在同一網絡傳輸,因此OPC UA TSN是整個數字化互聯的物理基礎。

     

靈活執行

    

傳統的機械系統同樣會帶給柔性制造諸多障礙,比如機械無法響應柔性需求,需要平衡多個生產單元需要緩沖區(Buffer),機械出現復雜磨損與噪音,無法靈活組織生產。批次為“1”是個性化生產的終極,而SuperTrak和ACOPOStrak即為此而設計。

SuperTrak與ABB機器人合體啦。SuperTrak是貝加萊打造的新一代柔性輸送系統,這套展品由導軌、托盤和兩臺ABB機器人IRB 910SC和IRB120組成。

   

SuperTrak無縫集成ABB機器人

   

ABB機器人IRB 910SC與IRB 120位于SuperTrak導軌閉環內的兩端位置,與SuperTrak無縫集成,只需一臺控制器,就能將SuperTrak與機器人實時連接,實現高度的自動化生產。

SuperTrak的精度高達+/- 0.01mm,機器人與托盤高度協同,可快速、精準地定位產品,完成復雜的動作。SuperTrak基于磁浮控制技術,解決了工廠輸送系統的瓶頸,實現了任意批量、甚至批量為“1”的定制化高效柔性制造。

  

自2017年投入中國市場以來,目前已有數百米的SuperTrak廣泛應用于各行各業,幫助3C電子、鋰電池、食品飲料、醫藥等領域的多家企業提高了成本效率和市場競爭力。

  

相對于SuperTrak的“橢圓形”“跑道”,ACOPOStrak的獨特性在于它能夠組合更為靈活的生產系統。

   

ACOPOStrak的布局規劃圖樣

   

ACOPOStrak首次亮相是在2017年11月紐倫堡SPS,本次會議所展出的ACOPOStrak在歐洲已經有在飲料灌裝領域2個應用客戶,這也是它在中國的首次亮相,目前已經有用戶對此技術關注,現場還有不少客戶專程為它而來。

  

在線檢測

    

由于精益生產需要每個在線的產品經過每個工序必須不能將缺陷帶入下一個環節,因此,生產中的視覺檢測必然大量使用。

由于視覺產品與自動化分屬兩個領域,擁有各自的Know-How,但貝加萊的視覺產品卻能集成到自身的Automation Studio平臺中,與邏輯、運動控制、ACOPOStrak、安全系統這些產品完美融構成整體解決方案,實現軟件層面的耦合,成為真正的“無縫連接”。

 

B&R 機器視覺產品

     

建模仿真

  

在今天系統越發復雜的時代,借助于建模仿真平臺,實現基于建模的設計(Modeling Based Design),可以通過建模仿真、自動代碼生成、虛擬調試等技術來提升開發效率,使得其成本不斷降低。

   

數字化首先必須對機械產線的物理模型進行數字化建模,以便實現傳動、控制等的數字化設計、仿真分析、優化等,所謂的Digital Twin就必須基于建模仿真這個前提。

為了實現產線的動態調整,數字化仿真,Automation Studio提供了與MATLAB/Simulink、MapleSim的接口,并且支持FMU/FMI的數字化協同仿真。

視頻地址:https://v.qq.com/x/page/f07780rmw6y.html

現場展示的ACOPOStrak Digital Twin

    

ABB Ability? 數字化解決方案平臺

  

ABB自不用提,其在過程控制、傳動控制和機器人等領域處于領導地位,能在測量、控制、驅動、機器人技術、數字化和電氣化方面為客戶提供全方位數字化解決方案。

  

在未來工廠中,機器人扮演著重要角色。為幫助客戶過渡到柔性高效的未來工廠,ABB機器人在協作、至簡、數字化、專業領域四個方面進行優化創新。

   

如,ABB機器人新方案的首批產品為全新單臂YuMi機器人和OmniCore全新機器人控制器系列。這兩款產品都力求通過人機協作提升生產制造靈活性,并發掘數字化工廠的全部潛能。新款控制器內置ABB獨一無二的ABB Ability?數字化解決方案、互聯服務和ABB Safe Move2安全軟件解決方案,因此可將任意已連接的工業機器人轉化成協作機器人。

   

先瞅瞅雙臂YuMi解解饞

  

近來火爆的AI,對于工業會有一個漸進式的影響過程,制造業正在不斷通過借助于AI的技術來解決原有機理模型無法解決的或難以解決的問題。而這一方面,ABB先行一步,在機器與設備的健康管理、工程項目的運營優化、復雜的機器工藝優化方面,已經有了很多成功的應用。

   

寫在最后

ABB貝加萊2018年用戶大會,gongkong®在現場~

各位小主如果想回顧ABB貝加萊2018年用戶大會各個演講環節,歡迎點擊“閱讀原文”,這里有全程的圖文直播和下午論壇環節的視頻直播哦~

記得給貼心的我們點個贊~

(文/gongkong張麗瑩)

審核編輯(袁鍵灝)
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