機械自動化的寶藏
在貝加萊有一本非常精美的雜志，已經(jīng)有許多年的歷史-全球每期發(fā)行量為30000冊，用于在貝加萊的用戶中分享各自的案例以及前沿的自動化科技。
為什么說它是一個寶藏？
Automotion雜志刊發(fā)貝加萊全球用戶、終端用戶的應用案例，最為重要的是這些案例中所散發(fā)的工程設計"思想"與"方法"，每一個案例都會向讀者闡述：
●產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)是什么？面對的難題和競爭是什么？
●為什么要這樣設計系統(tǒng)？
●用什么方式來解決這個問題？
●它有哪些創(chuàng)新？
●有哪些經(jīng)驗可以分享？
前沿概念來自現(xiàn)場，而不是理論
在Automotion中您也會看到"工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)"、"人工智能"、"智能制造"這些概念，但是，與當今產(chǎn)業(yè)很多停留于概念的討論和炒作不同，它以每個用戶遇到的挑戰(zhàn)、解決問題、實際的工程實踐為背景進行了闡述-這至關重要，即，它來自于真正的現(xiàn)場需求和方案。
因此，Automotion的案例就非常有實際的借鑒意義，它會給我們產(chǎn)業(yè)很多啟發(fā)：
●您在全球的同行的發(fā)展動態(tài)；
●如何理解不同行業(yè)的機器設計思路，它能帶給我們哪些啟發(fā)？
●如何理解自動化軟件、平臺的意義？
●從實際案例中理解數(shù)字化、智能化這些前沿的概念
本期，筆者以Automotion雜志2020-05這一期中幾個"數(shù)字化"案例來看國外的機器制造商如何思考和應用先進技術，為用戶提供額外的附加值，并給自身帶來哪些提升？
本期導讀
簡單機器-機器人集成
在2019年貝加萊推出MCR-機器中心的機器人架構，將機器與機器人集成，可以簡化系統(tǒng)的結構，一個控制器、一個HMI、一個網(wǎng)絡，這得益于今天控制系統(tǒng)的強大任務處理能力，以及軟件的集成標準與接口，使得傳統(tǒng)上機器控制與機器人分屬兩個獨立領域成為了可能。
它是如何實現(xiàn)的？
有哪些好處？
圖1-機器控制與機器人、輸送系統(tǒng)整體集成
集成視覺-保證過程和產(chǎn)品質量
傳統(tǒng)的視覺系統(tǒng)往往是獨立的架構，而貝加萊推進了"集成視覺"架構，它的設計來自于一貫的"集成自動化"思想，即，視覺作為一個自動化組件融入到系統(tǒng)中，它帶來的好處有很多：
（1）與PLC、運動控制在程序上耦合，直接在Automation Studio環(huán)境中對其進行配置，并與其它任務同步。
（2）同步的視覺帶來更高的效率，成本也更低；
（3）免校準降低了應用中的成本。
在本期中，以一個標簽印刷機的用戶在采用貝加萊集成視覺闡述如何快速的配置了系統(tǒng)，并實現(xiàn)在智能移動終端上實現(xiàn)對視覺的數(shù)據(jù)的訪問。
圖2-基于Web技術的視覺訪問
像大師一樣銑削
企業(yè)為何要進行這些數(shù)字化升級？并如何思考在這個轉型過程中的問題，德國Dorst技術的這篇案例，他們發(fā)現(xiàn)一個問題，就是對于 數(shù)字化轉型，來自IT領域的軟件廠商無法提供在機器與軟件之間的經(jīng)驗鴻溝，因此，他們選擇了貝加萊APROL這樣的融合IT與自動化的平臺，作為一個中間層，一方面，對上與IT系統(tǒng)之間有開放的數(shù)據(jù)庫連接，而對下由APROL提供了各種現(xiàn)場總線的連接能力，這些是自動化廠商本身所具有的優(yōu)勢，即，與現(xiàn)場的銜接能力，而由能借助于IT技術升級自身的數(shù)字化平臺。
圖3-金屬粉末壓機
在本案例中，本地控制器的數(shù)據(jù)可以在邊緣控制器上進行檢查并預處理，過濾相關和驗證過的數(shù)據(jù)，減少后續(xù)步驟所需的數(shù)據(jù)處理量，還可以在報警、錯誤或停止等事件觸發(fā)下記錄某些數(shù)據(jù)，不同時間的多個處理步驟中的數(shù)據(jù)也可以映射到零件號上-就可以將壓制過程中的力與零件的測量相互關聯(lián)。
我們可以看到，由自動化廠商提供的數(shù)據(jù)完全可以進行內(nèi)部關聯(lián)分析與匹配。
另外，利用現(xiàn)有的軟件平臺的處理功能，僅需少量編程就可以實現(xiàn)對機器與過程數(shù)據(jù)的無縫記錄，例如：
（1）追蹤液壓缸驅動工具所施加的累積載荷，從而對組件的壽命進行預測；
（2）通過漏油量的查看來發(fā)現(xiàn)液壓泵的剩余壽命，還使用基于深度學習算法來實現(xiàn)一個自動預測維護系統(tǒng)。
（3）利用APROL平臺的JasperReports軟件可以根據(jù)用戶需求和偏好量身定做報表系統(tǒng)。
因此，在現(xiàn)場完全可以借助于現(xiàn)有控制系統(tǒng)或平臺進行功能的擴展來實現(xiàn)IIoT的任務，而且，這里自動化廠商所提供的開放架構的平臺也會優(yōu)勢更為明顯-因為它直連物理的機器與系統(tǒng)。
虛擬遇見現(xiàn)實-闡述數(shù)字孿生的意義
在虛擬遇見現(xiàn)實-虛擬現(xiàn)實這篇文章中，對于數(shù)字孿生所帶來的商業(yè)價值進行了解析，可以用于以下幾個場景：
●伴隨整個生命周期，從概念規(guī)劃到售后服務，早期發(fā)現(xiàn)設計缺陷必要的修改，避免物理原型的損失；
●生產(chǎn)過程的仿真，例如：對傳送帶上的產(chǎn)品在產(chǎn)線上的運動過程進行仿真，有助于盡早發(fā)現(xiàn)潛在的
碰撞，通過與IndustrialPhysics的合作，采用其集成的實時物理引擎，可以對動態(tài)行為進行三維仿真，影響物料流的所有作用力都可以通過數(shù)字孿生進行測試，并可以進行視覺反饋。
●易于實現(xiàn)：通過將CAD數(shù)據(jù)導入，即可輕松創(chuàng)建數(shù)字孿生，數(shù)字孿生可以用于測試運動配置、組件
和代碼對機器的影響。
虛擬現(xiàn)實：IndustrialPhysics可以提供VR/AR頭顯的選項，這樣開發(fā)人員可以在仿真運行時評估過
●程，而且從控制器中實時獲得數(shù)據(jù)，進行查看。
●虛擬調(diào)試：你可以在虛擬的模型中進行調(diào)試，而且在虛擬環(huán)境中進行不斷的原型迭代。
圖4-通過構建數(shù)字孿生來實現(xiàn)并行開發(fā)
●控制柜中的數(shù)字分身：在控制柜中的數(shù)字可用于構建預測性維護、故障報告、遠程維護系統(tǒng)。
●操作過程中的洞見可以反饋到開發(fā)系統(tǒng)中
●數(shù)字孿生作為服務：數(shù)字孿生用于初始驗證和集成測試，使得整個開發(fā)過程具有可預見性，可實現(xiàn)
高效管理，也能在團隊之間進行交流。
輕松管理你的機器-為什么要采用云？
"云解決方案能夠提供什么是我無法通過遠程訪問獲得的？"-這很重要，因為，很多用戶的確在這里困惑，因為所謂的云平臺的很多任務在遠程訪問種是可以實現(xiàn)的。
圖5-通過云連接實現(xiàn)數(shù)字化集成與訪問
遠程訪問僅看到你機器HMI上可以看到的內(nèi)容，而云則可以更為深入，貝加萊的APM(Asset Performance Monitor)為應用開啟了無數(shù)可能性，這包括以下一些方面：
圖6-通過智能終端實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化
（1）全天候采集機器數(shù)據(jù)，提供了機器集群的全局視圖；通過比較不同機器的運行，分析不足之處，從而對機器實現(xiàn)改進；
（2）新的業(yè)務模式：可以為End User提供更為早期的預警與售后服務；也可以為機器的升級提供服務能力，包括工藝的升級、軟件的升級等服務能力。
（3）強大的幕后團隊：為什么要采用云服務架構？實際上，對于OEM和End User來說，都不是IT架構專家，而像IT服務企業(yè)則利用其在全球分布的云計算、數(shù)據(jù)中心來提供連接，快捷、低成本，這就是滿足經(jīng)濟性的需求，就可以真正被用起來。貝加萊的APM基于ABB Ability平臺，由貝加萊的母公司提供，而Microsoft Azure則是Ability的支撐架構，這使得OEM無需考慮系統(tǒng)的擴展性，不會因為您的公司規(guī)模大小而受到限制，尤其對于小型企業(yè)，無需自建一個云服務架構。
幾分鐘內(nèi)實現(xiàn)故障響應-讓服務變得簡單
對于機器制造商來說，其分布在全國乃至全球的機器需要一個快速的響應-這關系到自身的用戶體驗，而通過一個安全的遠程維護系統(tǒng)，像Maximator這樣的高壓氣體及流體泵、閥門等的制造商，他們就可以解決這些服務問題。
圖7-貝加萊安全遠程維護
對于Maximator公司來說，他們以前需要工程師前往現(xiàn)場，而通過SRM，他們可以在數(shù)分鐘時間就查看到故障問題，通過SRM他們還可以為遠程的機器提供工藝編程升級，他們可以為用戶發(fā)現(xiàn)尚未覺察的問題。
對于SRM來說，僅需增加的設備就是一個SiteManager，這個可以通過簡單的幾步安裝，然后LinkManager部署于工程師的筆記本端，而GateManager則部署在云端的一個軟件，這樣就可以借助于無所不在的云連接來提供給End User的遠程服務。
認真對待藥品序列化
為了解決假藥的問題，歐盟要求藥品的包裝設備必須進行強制的序列化和驗證的要求，包裝線必須采用專用設備打印和驗證產(chǎn)品的二維碼。
在這個案例中Intrex主要提供制藥市場的設備，這個要求在于FDA 21CFR Part 11法規(guī)的要求，在制藥領域，該法規(guī)規(guī)定了所有電子存儲數(shù)據(jù)的文檔及其防篡改的需求，對于HMI而言，意味著報警、審計追蹤和用戶賬戶的管理功能。
圖8-制藥行業(yè)的審計追蹤需求
在Intrex的機器中，mapp的幾個模塊mapp User、mapp Audit起到了關鍵作用，mappUser能夠快速設置系統(tǒng)的管理用戶賬戶，訪問權限和密碼，而mapp Audit則記錄機器上發(fā)生的事件，任何試圖進行的未經(jīng)授權的訪問或變更都會被記錄，并以不可篡改的PDF保存在本地或上傳服務器，也可以發(fā)送郵件。
通過這個組件，就可以快速的讓機器滿足FDA的認證需求。
評論
像FDA 21 CFR part 11這種合規(guī)性的數(shù)字化追溯系統(tǒng)，一般都需要通過認證，而且與物理的機器上的HMI操作緊密相關，因此，通常需要由具有產(chǎn)業(yè)認證的自動化廠商來實施比較妥當。
Automotion雜志體現(xiàn)了貝加萊一貫的"Perfection in Automation"的追求，無論在產(chǎn)品技術上，還是在一本雜志上，它都是追求最為完美的用戶體驗，每篇文章都是一個故事的形式闡述，娓娓道來，而且經(jīng)常會讓人受到啟發(fā)-領先的制造商是如何理解系統(tǒng)的設計并實踐的？
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圖9-Automotion往期雜志
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