構建智能機電一體化生態係統，搭上“未來工廠”直通車
2021-11-18 來源：博世力士樂（lè） 作者：-
當今市場對（duì）個性化產品、快速可用的產品變體（tǐ）和商（shāng）品（pǐn）的（de）長期可用（yòng）性的（de）需求越來越高，這些都（dōu）是未（wèi）來工廠將麵（miàn）臨的挑戰。對（duì）於許多工業公司而言（yán），未（wèi）來製造業的發展（zhǎn）道路似乎（hū）漫長且不明朗。特別是傳統的生產公司仍存在疑（yí）問：數字化具體（tǐ）如何發揮作用？什（shí）麽是合適的方法？以及如何快速調整典型的製造流程（chéng）——如果可能的話，是否可以無需（xū）編程？關於這類問題，博世力士樂的答案（àn）是打造智能機電一體化生態係統，該（gāi）係統涵蓋了各個方麵（miàn），從設計和選（xuǎn）型、快速交付和調（diào）試（shì）到（dào）過（guò）程配置和監測、通過報告或質量信息提供服務支持（chí）。高度自動化可以節省（shěng）大量時間，並最終節省成本。
即使是已走上智能生產之路的公司（sī）也會意（yì）識到，在為（wéi）裝配過程（如連接或壓裝）以及搬運任務的子（zǐ）係統確定尺寸、配置和編程方麵需要付出巨大努力。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（qīng）公司負擔——並且根據即插即（jí）用的原則（zé），同樣可以在（zài）工廠自動化中快（kuài）速（sù）輕鬆地實施這類解（jiě）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（dài）機電一體化解決方案有助於改（gǎi）變（biàn）通常看似（sì）無窮無盡的必要單個步驟序列。另一方麵，那些繼續將數字化視（shì）為“漸進（jìn）戰略”的公司則麵臨著孤立解決方案（àn）的風（fēng）險，這類解（jiě）決方案容（róng）易出錯，通（tōng）常需要分散的專家知識（shí）。由於在工程中往往缺（quē）乏統一的技術基礎和共同的思路，最終會（huì）消耗大量的時間和成（chéng）本。
一種由預選的機電一體化元件和智能功能組成的（de）模塊化（huà）係統，隻需通過瀏覽器點擊幾（jǐ）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（chú）昂貴的時（shí）間支出以及可能的設計錯誤和其他風險，可以消除工程冗餘。
為未（wèi）來（lái）工廠提供一（yī）流元件
這正是博世力士樂通過智能功能套（tào）件所采用的方法（fǎ）。借助（zhù）協調的機（jī）電一體（tǐ）化元件“生態係統”，可快速實施（shī）產品和解決方案，在線選擇其標準（zhǔn）化組（zǔ）件，並預先配置（zhì）以備安裝。智（zhì）能功能套件是正在根據 Smart MechatroniX 解（jiě）決方案平（píng）台創（chuàng）建的新產品和解決方案的一部（bù）分。基於一流（liú）元（yuán）件，該生態係統結合了未來工廠的新機電一體化解決方案方法。
這些子係統（tǒng）由線性（xìng）軸或電缸組成，並（bìng）配有（yǒu）配套的電機、伺服驅動器和控製係統。智能功能套（tào）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（kě）以立即操作該軟件。
所有智能功能套件（jiàn）在（zài）用戶（hù）活動中為用戶提供了（le）明顯的優勢，例如輕鬆的產品選（xuǎn）型或采用即插即用的調試方法。智能功（gōng）能套件還能實現直觀（guān）的過程配置，無（wú）需編程，並（bìng）具（jù）有開放式接口，即使在（zài）更高層級（jí）的係統和更大的（de）物聯網環境（jìng）中（zhōng），也可以實現簡單集成。
圖 1：衝壓和接合用（yòng）智能功能（néng）套件是博世力士樂 Smart MechatroniX 生態係統中首個可（kě）即時安裝的智能包解決方案。（圖（tú）片來源：Bosch Rexroth AG）
智能功（gōng）能套（tào）件的（de）優點概述：
. 簡單的產品選型：可以通過現代電子工具輕鬆選（xuǎn）擇和配置預定（dìng）義套件（jiàn），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（cān）數化功能，可確保（bǎo）快速調試和快速投資回報（ROI）。
. 零編程（chéng）：直觀軟件用（yòng）於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（gèng）高層級的係統中，使機電一體化生產線可以隨時擴展並充分具備物聯網能力。
圖 2：博世力士樂在 Smart MechatroniX 生態係統中添加（jiā）了搬（bān）運任務用智能功能套件：這（zhè）款帶有預裝（zhuāng）操作軟件的即用型套件適用於各種搬運應用。（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，隻需幾步即可（kě）快（kuài）速（sù）設計出配套元件，然後通過在線配置器敲定配套元件。那些節省了（le）大量工程時間的公（gōng）司很快就會明白：通過優化，釋放了（le）可用（yòng）於增值工作的資源（yuán），而不（bú）是重複設計、配置和（hé）編程。
由於用戶在一次交付中收到了（le）所有預配置元件（jiàn），因此子係統可以快速與生產環境集成。然後隻需點擊幾（jǐ）下就可（kě）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（chuàng）造了一係列優勢，使智（zhì）能功（gōng）能套件對所有類型和規模的製造（zào）公（gōng）司極具吸引力。整條生產線可以更快地升級，而且由於智能功能，附加值會不斷增加。
零編程以及與控製架構快速集成（chéng）
有（yǒu）了智能功能套件，可通（tōng）過直觀前（qián）端來執行應用特定流程配（pèi）置（zhì），無需任何編程。隻需（xū）點擊幾下即可（kě）選擇各項（xiàng）功能，並（bìng）通（tōng）過拖放（fàng）操作（zuò）將各項功能按順序排列。由於用戶界麵獨立於平台在瀏覽器中運行，因此，可以快速靈活地調試優化後的係統，必要（yào）時進行重新參數化，並通過 PC 或平（píng）板電腦進行（háng）監控。
另一優點是，該子係統易於與更高層級的線路控製係統（tǒng）集（jí）成（chéng）。為此，用（yòng）戶隻需選擇合適的現場（chǎng）總線模塊。借助 ReST-API 編程接口和獨立於平台的數據交換標準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 係統進行數據（jù）傳輸，不存在任何基礎設（shè）施障礙。
更靈活、更快進入市場
除了衝壓和接合應用所（suǒ）需的智能功能套件（jiàn）和搬（bān）運任務所（suǒ）需的智能功能套件外，針對特殊應用（yòng）的其他解決方案也在開發中，例如用於點膠（jiāo）或投料過（guò）程的套件。智能功能組件將經過驗證的一（yī）流線性運動技術與（yǔ）全新突破性 ctrlX AUTOMATION平台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，並精確匹配。
圖（tú） 3：多（duō）合（hé）一包裝：預裝多（duō）軸係統（tǒng），包括電機、電纜和所有附加零件（jiàn），以及適用的（de） ctrlX 伺服驅動器（qì）（包括控（kòng）製器）。（圖片來源：Bosch Rexroth AG）
圖 4：預裝軟件可用於各種終端設備，無需編程知識（shí）即可（kě）操作。（圖片來源：Bosch Rexroth AG）
預裝軟件提（tí）供自動參（cān）數化、與更高層級的控製係統（tǒng）集成（chéng）或簡單的過程配（pèi）置等基本功能。此外，該軟件還包括應用特定功能，如（rú）衝壓智能功能套件中的衝壓和接合過程的質量（liàng）監控。
這些模塊化（huà）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（shì）：舉例來說，智能全能型設備在基礎（chǔ）層推（tuī）進生產的數字化，以最佳（jiā）方式應對定製（zhì）化生產或數據驅動型供應鏈管理等趨勢。此外（wài），智能全（quán）能型設備提供了更大的的靈活性和快（kuài）速的投資回報率。
結論
在（zài）通往未來工（gōng）廠的道路上，那些經曆了大量孤立解決方案（àn）的公司正在（zài）意識（shí）到進程變得比他們預期的更難。
具有典型機（jī）電一體化應用的衝壓、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（kuài）係統，從而快速、輕鬆地適應工業 4.0 環境，無需編程。在生產中，越來越多地使用軟件支持（chí）型機（jī）電一體化生態係統，這大大節省（shěng）了（le）工程資源（yuán），提高了生產靈活性，最終加速（sù）了產品上市的時間。
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