構建智能機電一體化生態系統，搭上“未來工廠”直通車
2021-11-18 來源：博世力士樂 作者：-
當今市場對個性化產品、快速可用的產品變體和商品的長期可用性的需求越來越高，這些都是未來工廠將面臨的挑戰。對于許多工業公司而言，未來制造業的發展道路似乎漫長且不明朗。特別是傳統的生產公司仍存在疑問：數字化具體如何發揮作用？什么是合適的方法？以及如何快速調整典型的制造流程——如果可能的話，是否可以無需編程？關于這類問題，博世力士樂的答案是打造智能機電一體化生態系統，該系統涵蓋了各個方面，從設計和選型、快速交付和調試到過程配置和監測、通過報告或質量信息提供服務支持。高度自動化可以節省大量時間，并最終節省成本。
即使是已走上智能生產之路的公司也會意識到，在為裝配過程（如連接或壓裝）以及搬運任務的子系統確定尺寸、配置和編程方面需要付出巨大努力。這些工作對外部專業人才的需求量很高，而且這類人才往往很難獲得。因此，理想的解決方案是模塊化預配置套件進行巧妙組合，以減輕公司負擔——并且根據即插即用的原則，同樣可以在工廠自動化中快速輕松地實施這類解決方案。
避免易錯的孤立解決方案
有了現代機電一體化解決方案，公司更容易從整體上處理數字化問題。現代機電一體化解決方案有助于改變通常看似無窮無盡的必要單個步驟序列。另一方面，那些繼續將數字化視為“漸進戰略”的公司則面臨著孤立解決方案的風險，這類解決方案容易出錯，通常需要分散的專家知識。由于在工程中往往缺乏統一的技術基礎和共同的思路，最終會消耗大量的時間和成本。
一種由預選的機電一體化元件和智能功能組成的模塊化系統，只需通過瀏覽器點擊幾下即可完成組裝。此外，借助現代工程工具中的智能算法，在線選型和配置期間，將消除昂貴的時間支出以及可能的設計錯誤和其他風險，可以消除工程冗余。
為未來工廠提供一流元件
這正是博世力士樂通過智能功能套件所采用的方法。借助協調的機電一體化元件“生態系統”，可快速實施產品和解決方案，在線選擇其標準化組件，并預先配置以備安裝。智能功能套件是正在根據 Smart MechatroniX 解決方案平臺創建的新產品和解決方案的一部分。基于一流元件，該生態系統結合了未來工廠的新機電一體化解決方案方法。
這些子系統由線性軸或電缸組成，并配有配套的電機、伺服驅動器和控制系統。智能功能套件的核心是預裝的直觀操作軟件，即使不具備任何先驗知識，也可以立即操作該軟件。
所有智能功能套件在用戶活動中為用戶提供了明顯的優勢，例如輕松的產品選型或采用即插即用的調試方法。智能功能套件還能實現直觀的過程配置，無需編程，并具有開放式接口，即使在更高層級的系統和更大的物聯網環境中，也可以實現簡單集成。
圖 1：沖壓和接合用智能功能套件是博世力士樂 Smart MechatroniX 生態系統中首個可即時安裝的智能包解決方案。（圖片來源：Bosch Rexroth AG）
智能功能套件的優點概述：
. 簡單的產品選型：可以通過現代電子工具輕松選擇和配置預定義套件，大大節省時間和成本。
. 即插即用：預裝操作軟件具有調試向導和自動參數化功能，可確保快速調試和快速投資回報（ROI）。
. 零編程：直觀軟件用于簡單和圖形化的過程配置，無需編程知識和外部專家，即可實現高效的自助服務。
. 開放式接口：通過開放式接口，將智能功能套件簡單地集成到更高層級的系統中，使機電一體化生產線可以隨時擴展并充分具備物聯網能力。
圖 2：博世力士樂在 Smart MechatroniX 生態系統中添加了搬運任務用智能功能套件：這款帶有預裝操作軟件的即用型套件適用于各種搬運應用。（圖片來源：Bosch Rexroth AG）
快速設計和選型
通過 LinSelect 工程工具提供軟件支持，只需幾步即可快速設計出配套元件，然后通過在線配置器敲定配套元件。那些節省了大量工程時間的公司很快就會明白：通過優化，釋放了可用于增值工作的資源，而不是重復設計、配置和編程。
由于用戶在一次交付中收到了所有預配置元件，因此子系統可以快速與生產環境集成。然后只需點擊幾下就可以投入運行。預裝的操作軟件、直觀的程序和省時的自動參數化共同創造了一系列優勢，使智能功能套件對所有類型和規模的制造公司極具吸引力。整條生產線可以更快地升級，而且由于智能功能，附加值會不斷增加。
零編程以及與控制架構快速集成
有了智能功能套件，可通過直觀前端來執行應用特定流程配置，無需任何編程。只需點擊幾下即可選擇各項功能，并通過拖放操作將各項功能按順序排列。由于用戶界面獨立于平臺在瀏覽器中運行，因此，可以快速靈活地調試優化后的系統，必要時進行重新參數化，并通過 PC 或平板電腦進行監控。
另一優點是，該子系統易于與更高層級的線路控制系統集成。為此，用戶只需選擇合適的現場總線模塊。借助 ReST-API 編程接口和獨立于平臺的數據交換標準OPC UA，智能工廠也最終能適應更大的工業 4.0 環境，OPC UA 允許與更高級別的 IT 系統進行數據傳輸，不存在任何基礎設施障礙。
更靈活、更快進入市場
除了沖壓和接合應用所需的智能功能套件和搬運任務所需的智能功能套件外，針對特殊應用的其他解決方案也在開發中，例如用于點膠或投料過程的套件。智能功能組件將經過驗證的一流線性運動技術與全新突破性 ctrlX AUTOMATION平臺和直觀的用戶軟件相結合。機械元件與預選的驅動元件組合，并精確匹配。
圖 3：多合一包裝：預裝多軸系統，包括電機、電纜和所有附加零件，以及適用的 ctrlX 伺服驅動器（包括控制器）。（圖片來源：Bosch Rexroth AG）
圖 4：預裝軟件可用于各種終端設備，無需編程知識即可操作。（圖片來源：Bosch Rexroth AG）
預裝軟件提供自動參數化、與更高層級的控制系統集成或簡單的過程配置等基本功能。此外，該軟件還包括應用特定功能，如沖壓智能功能套件中的沖壓和接合過程的質量監控。
這些模塊化的智能全能型設備幫助用戶實現了重要的運行和戰略優勢：舉例來說，智能全能型設備在基礎層推進生產的數字化，以最佳方式應對定制化生產或數據驅動型供應鏈管理等趨勢。此外，智能全能型設備提供了更大的的靈活性和快速的投資回報率。
結論
在通往未來工廠的道路上，那些經歷了大量孤立解決方案的公司正在意識到進程變得比他們預期的更難。
具有典型機電一體化應用的沖壓、接合或搬運和定位任務的裝配線可使用單一來的智能模塊系統，從而快速、輕松地適應工業 4.0 環境，無需編程。在生產中，越來越多地使用軟件支持型機電一體化生態系統，這大大節省了工程資源，提高了生產靈活性，最終加速了產品上市的時間。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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