隨著工業4.0、工業互聯網、智慧工廠及中國制造2025等概念火爆,物聯網的工業應用、電子制造行業的升級改造必定是大勢所趨,在過去幾年經受重挫的電子制造企業也開始利用自動化與信息化技術融合技術進行自身升級改造,以確保在競爭中保持領先,而基于PC的控制技術將在傳統制造向智慧工廠轉型過程中擔當重要的角色。
柔性化、智能化是趨勢
相比其他行業,電子制造業的自動化程度已經非常高,而且自動化的應用也曾讓電子制造業級大滿足了過去單品種、大批量生產的需求。但是,目前市場需求發生了重大改變,柔性化、智能化生產已經成為未來發展的一大趨勢,因此,單純的高大上的自動化技術已經無法滿足的生產需求,傳統電子制造業必須向智慧工廠轉型,進而提升自身的競爭力。
中國科技自動化聯盟秘書長王健表示,智慧工廠的核心競爭力圍繞數據、信息、知識并指導決策的鏈條展開,具體來說,就是通過感測技術收集車間機器設備的數據,利用運算處理技術形成信息,然后經過邏輯、推測及判斷形成有價值的知識,最后為管理層提供決策參考依據,在這個過程中,產品的全生命周期與企業價值鏈相集成,從而使自動化與信息化深度融合,助力工廠實現隨時市場需求變化來進行柔性化生產計劃,進而降低了運營成本,提升了生產力及企業的核心競爭力。
自動控制技術擔當重任
德國倡議“工業4.0”的目的是通過通信和智能控制提高制造業的靈活性、效率和可持續性,以加強德國工業的競爭力。自動化與信息化融合是工業4.0的核心,而基于 PC 的控制技術為兩化融合提供理想的控制技術架構。
德國倍福自動化有限公司行業經理王濤表示,高效率、模塊化、靈活可變及開放性的且基于PC的控制技術方案是實現工業4.0的必備條件,也可以說是現代工業自動化世界的互聯架構。可以為工廠提供安全可靠的橫向和縱向通訊,這正是現代智慧工廠用戶所需要整合的資源。
從工廠各層通訊角度上來講,智能工廠架構可以以金字塔來劃分,從底層到頂層分別為Factory Floor、PLCS、SCADA/HMI、MES、ERP及云端。縱向互聯是指SCADA/MES/ERP與PLC之間,即是到間現場設備的特定數據的一致訪問;橫向互聯是指PLC與PLC之間數據交換的一致訪問;I/O層互聯是指PLC與現場總線之間即是到車間現場設備的特定數據的一致訪問;云層是指PLC與云之間,為記錄數據到云的一致性訪問。
其中,I/O層PLC與現場總線之間的數據通訊的趨勢從傳統現場總線到工業以太網,雖然具備100M帶寬、價格相對低及與IT技術集成的優勢,但是實時性通訊的要求難以滿足,而EtherCAT技術優勢是具備高度的開放性,而且同時具有以太網特性、網絡規模幾乎無限、實時同步性及可以無縫集成傳統現場總線等優勢特點,據王濤透露,日本豐田曾宣布其全球新廠將采用EtherCAT技術,可見EtherCAT技術是未來的趨勢。
隨著PC作為公認的技術平臺,加上自動化設備規范(ADS)、EtherCAT自動化協議(EAP)和OPC統一架構(OPC UA),Beckhoff擁有了用戶在實現工業4.0所要求的縱向和橫向整合所需的所有資源。基于PC的控制技術可以集成測量技術和狀態監測功能,甚至能夠監測復雜的生產系統。從而幫助工廠能夠建立更可靠和更節能的智能生產系統。同時也將需要新的、直觀的操作界面,使得人類能夠更加輕松地完成他們的日常工作并能夠與智能設備進行更有效的互動。
簡而言之,基于PC的控制技術可以對整個產品生命周期進行自動化改造,包括將它們集成到ERP系統中。通過提供跨所有層的持續通訊的方式實現智能化的生產環境。并且開放的基于PC的控制技術對工業物聯網的落地有著關鍵的促進作用,因為物聯網意味著產品以及系統及其模塊間可以相互通信。這正是開放式控制技術的用武之地,它允許開發人員將系統設計成具有智能運行和通信的能力。
總結的說,基于PC的控制技術為自動化與信息化融合提供理想的控制架構,精簡的架構設計可以減小設施和安裝成本,便利化的模塊和適應制造的系統則使生產具有更強的“容錯能力”,而且可以提升能源利用率和生產率,提升工廠的競爭力,因此,在實現智慧工廠的過程中,基于PC的控制技術是必備的基礎條件,未來將助力電子制造行業智慧轉型。
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