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機器人

機器日趨智能化

2025China.cn   2014年07月25日

  了解原始設(shè)備制造商如何制造出能夠?qū)⒐S車間與整個企業(yè)無縫連接的智能設(shè)備,幫助原始設(shè)備制造商和最終用戶分析數(shù)據(jù)并做出更明智的決策。

  生產(chǎn)企業(yè)需要能夠輕松集成到其全廠基礎(chǔ)架構(gòu)中的創(chuàng)新型機器。因此,機器設(shè)備制造商正通過使用可將工廠車間與企業(yè)無縫相連的智能機器應(yīng)對此挑戰(zhàn)。憑借單一的控制和信息平臺,這些“智能機器”表現(xiàn)出非凡的智能水平,能夠自動使用和生成信息,適應(yīng)新的情況。這些機器還能為原始設(shè)備制造商提供滿足客戶需求和分析運營數(shù)據(jù)所需的安全遠(yuǎn)程訪問和洞察力,以便他們制造出性能更卓越、靈敏度更高的機器。

  “‘智能機器’是對行業(yè)中這一重要發(fā)展趨勢的總稱,包括安全性、利用信息、集成、診斷等,而且主要是利用機器上的信息并提高這些信息的可用性?!绷_克韋爾自動化全球工業(yè)集團副總裁 Christopher Zei 解釋說,“在這一點上,我們羅克韋爾自動化重點關(guān)注能夠幫助我們了解各個客戶確切價值主張的三個問題?!狈謩e是:

  1.全廠最優(yōu)化:幫助最終用戶優(yōu)化資產(chǎn)并降低總擁有成本。

  2.原始設(shè)備制造商業(yè)績:滿足制造商需求,確保羅克韋爾自動化提供的產(chǎn)品能夠幫助他們制造出更出色的機器;

  3.可持續(xù)生產(chǎn):打造可持續(xù)發(fā)展企業(yè),幫助原始設(shè)備制造商及其客戶實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,包括安全性和能源監(jiān)測等因素。

  Zei 指出以下趨勢都將影響機器制造商的業(yè)績。其中一個趨勢就是最終客戶購買設(shè)備的凈交易額?!跋M品領(lǐng)域購買工廠設(shè)備和機械的費用占總采購額的 75%?!彼f“汽車行業(yè)大約占 50%,而像水處理、污水處理和采礦等重工業(yè)領(lǐng)域,這一比例則更接近于 30%。但在所有這些情況中,這都是一個不小的數(shù)值?!?/FONT>

  專注于核心競爭力

“消費品領(lǐng)域購買工廠設(shè)備和機械的費用占總采購額的 75%?!?/FONT>

— 羅克韋爾自動化全球工業(yè)集團副總裁 Christopher Zei

  另一個趨勢是越來越多的最終客戶選擇將業(yè)務(wù)外包給原始設(shè)備制造商,這樣他們就可以更加專注于核心競爭力的發(fā)展。

  “一家食品公司的 CEO 告訴我,他們公司不得不重新關(guān)注他們擅長的領(lǐng)域 — 生產(chǎn)餅干,而不是指定機器的運行情況,他們要做的應(yīng)該只是指定機器要完成的任務(wù)?!盳ei 解釋說,“這一類型的最終客戶需要與機器制造商建立良好的合作伙伴關(guān)系。”

  幾乎每個用戶都希望設(shè)備能夠在保證產(chǎn)量的同時兼具靈活性?!捌鋵崳@兩方面是一對相互矛盾的因素。”Zei 說,“如果您要最大程度地提高產(chǎn)量,機器經(jīng)過設(shè)計和優(yōu)化后,能以最快的速度生產(chǎn) 1 個 SKU 的產(chǎn)品。但通常需要生產(chǎn)很多 SKU,因此,這就意味著機器的設(shè)計必須具備處理最為復(fù)雜的 SKU 能力,這就限制了產(chǎn)量。而實際應(yīng)用中大家都希望二者兼?zhèn)??!?/FONT>

  另一個巨大需求是機器能夠生成提供良好結(jié)果的信息,以便滿足生產(chǎn)力、可持續(xù)發(fā)展和靈活性的需要。

  Tissue Machinery 公司 (TMC, ) 的 Valter Marcolini 表示,信息的利用是 TMC 業(yè)務(wù)的重要組成部分?!耙獙崿F(xiàn) OEE,診斷和預(yù)防性維護(hù)至關(guān)重要。”他說道,“開發(fā)出能通過專用軟件實現(xiàn)這兩項功能的系統(tǒng),我們感到非常自豪,我們可以利用該系統(tǒng)了解將要發(fā)生的情況并通過與所編譯的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來完成數(shù)據(jù)分析?!?/FONT>

  通過收集過程信息來保證產(chǎn)品的可追溯性對于羅克韋爾自動化原始設(shè)備制造商合作伙伴 TetraPak 公司() 的 Ana Paula Herrstrom 來說是一個關(guān)鍵因素。她說:“我們需要的信息就是能夠在產(chǎn)品質(zhì)量沒有達(dá)到客戶要求的水平時,可以將影響控制在(公司)內(nèi)部。”

  設(shè)備制造商 M.W. Waldrop公司 () 在兩個方向上均使用數(shù)據(jù)?!盁o論在工廠車間還是在工程師工作臺上,我們制造的每一臺機器幾乎都能夠采集數(shù)據(jù),但我們采集到的信息僅供自己改進(jìn)設(shè)備使用?!盋hris Waldrop 說,“發(fā)生故障后需要多長時間恢復(fù)正常運行?進(jìn)料流量是不是沒有達(dá)到具體產(chǎn)品的預(yù)期要求?”

  Waldrop 表示,他們公司也會使用數(shù)據(jù)向客戶展示工作效率,包括配方性能甚至操作員績效和班組績效。

  但訪問也隨之帶來了保護(hù)信息的需求。“正如之前介紹的安全性一樣,您不能只在外面加一層外罩,而是需要使其成為架構(gòu)的一部分,這同樣適用于網(wǎng)絡(luò)安全。”Zei 說道,

  “也就是說,按分層模型構(gòu)建安全性的最佳實踐包括針對內(nèi)外部威脅部署縱深防御;嚴(yán)格控制但又具備適當(dāng)訪問權(quán)限的開放性,不僅要滿足具體最終客戶需求的靈活性,還要保證便于用戶理解的方案整體一致性?!彼a充道。

  機器設(shè)備制造商直接以責(zé)任方的身份或作為總體計劃的一部分參與生產(chǎn)線集成。“在消費品包裝領(lǐng)域,我們發(fā)現(xiàn)很多情況下項目的最大或第二大費用都是生產(chǎn)線集成?!盳ei 指出,“我們也聽說,在某些情況下,集成的成本甚至?xí)^機器的總安裝成本。”

  智能機器和機器人

  “如果產(chǎn)品質(zhì)量沒有達(dá)到客戶要求的水平,我們可以將影響控制在(公司)內(nèi)部。”— TetraPak 公司的 Ana Paula Herrstrom 在談到快速采集和整合包裝機器中產(chǎn)品質(zhì)量信息的需求時如是說。

  工程師也在利用復(fù)雜而且越來越先進(jìn)的機器人技術(shù)設(shè)計智能機器。在緩解保密性和安全性危險以及構(gòu)建能源管理的同時,工程師還需要確保系統(tǒng)的可擴展性。機器人系統(tǒng)必須采用與離散和過程自動化系統(tǒng)提供運行數(shù)據(jù)相同的方式,為各個級別的工作人員提供對預(yù)測和診斷數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限。

  羅克韋爾自動化原始設(shè)備制造商合作伙伴 Aagard () 公司就是一個典型案例。該公司在開發(fā)模塊化包裝解決方案方面擁有豐富經(jīng)驗,但之前的進(jìn)給模塊是根據(jù)要處理的特定包裝尺寸進(jìn)行定制設(shè)計的。因此,進(jìn)給模塊限制了機器的靈活性。為克服固定包裝尺寸的限制,原始設(shè)備制造商引入了視覺引導(dǎo)機器人。

  Aagard 與羅克韋爾自動化共同設(shè)計了一款利用 Logix 控制平臺和羅克韋爾自動化集成架構(gòu)系統(tǒng)的靈活機器人進(jìn)給模塊,可輕松實現(xiàn)尺寸大小的調(diào)節(jié),適用于眾多運動軸。

  EtherNet/IPTM 網(wǎng)絡(luò)解決方案能夠在運動控制系統(tǒng)、視覺相機和 I/O 之間實現(xiàn)無縫通信,同時簡化模塊與其它機械的同步過程。之前不支持 EtherNet/IP 的進(jìn)給模塊很難與其它設(shè)備實現(xiàn)互連。

  Aagard 的客戶看到了 EtherNet/IP 帶寬對任意個軸都能提供智能診斷的巨大價值。

  機器人進(jìn)給模塊可以滿足 16 個以下或最多 52 個協(xié)調(diào)運動控制軸的需要。Aagard 工程師使用相同的應(yīng)用程序基礎(chǔ)代碼就能從 Allen-Bradley? CompactLogix? 控制器 () 切換到 Allen-Bradley ControlLogix? 控制器 () 以容納更多軸,從而節(jié)省開發(fā)時間和成本。

  Logix 控制平臺提供了在進(jìn)給模塊中安裝視覺引導(dǎo)機器人所需的靈活性。新模塊為工廠節(jié)省了至少 10% 到 20% 的測試時間。重用應(yīng)用程序代碼使整個開發(fā)周期縮短了 10% 到 30%。此外,該模塊的擴展方式簡單,可滿足特殊包裝尺寸、機器體積、成本和性能要求。

  智能化是未來發(fā)展方向

  世界各地的制造商都面臨著不斷增長的質(zhì)量、產(chǎn)量和靈活性需求。此外,技術(shù)的發(fā)展、勞動力短缺、薪資上漲以及改善工人安全的巨大壓力都是推動智能設(shè)備發(fā)展的需求。因此,原始設(shè)備制造商都在制造可支持遠(yuǎn)程訪問的更加智能、更加靈敏的機器,力求幫助客戶分析數(shù)據(jù)并提高業(yè)務(wù)決策水平。

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