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如何實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器的高效開發(fā)

作者:bankcaracas.com 發(fā)布時(shí)間:2017-02-23

摘要: mapp是貝加萊為智能機(jī)器高效開發(fā)所設(shè)計(jì)的軟件應(yīng)用系統(tǒng),其基于軟件復(fù)用(Software Reuse)與組件技術(shù)(Components Technology),采用標(biāo)準(zhǔn)的PLCopen進(jìn)行應(yīng)用的封裝,通過提高已有的行業(yè)軟件封裝,對軟件進(jìn)行高效的開發(fā)支持。

  智能時(shí)代對OEM的挑戰(zhàn)是什么?
  當(dāng)我們談?wù)撝悄苤圃斓臅r(shí)候,很多時(shí)候我們討論的是制造商對于生產(chǎn)智能性的需求,人們通常將其智能依賴于IT的大數(shù)據(jù)分析、人工智能來實(shí)現(xiàn)基于信息的控制,以獲得生產(chǎn)的優(yōu)化,包括對能源、設(shè)備維護(hù)的基于IT的解決方案,但是,就機(jī)器本身,也面臨許多新的挑戰(zhàn),對于機(jī)器的開發(fā)者而言,必須予以考慮,否則,將無法滿足智能的需求。
  智能制造聚焦于如何響應(yīng)個(gè)性化生產(chǎn),提供在生產(chǎn)運(yùn)營管理方面更為全局的優(yōu)化,確保在個(gè)性化定制時(shí)代為產(chǎn)品提供產(chǎn)品質(zhì)量的保障、成本降低以及交付能力的保障,這些都是智能制造的意義。將這些問題延伸,將提出對于設(shè)備智能化的要求:


  圖1-智能時(shí)代的機(jī)器滿足生產(chǎn)者的需求


  以圖1-印刷機(jī)的控制需求的變化為例,我們分析智能時(shí)代終端生產(chǎn)企業(yè)對機(jī)器需求,除了強(qiáng)調(diào)機(jī)器的最基本的性能與功能設(shè)計(jì)外,對生產(chǎn)運(yùn)營維護(hù)方面提出了更多的要求
 ?。?).智能算法適應(yīng)變換的訂單需求(工藝配方與質(zhì)量控制,基于大數(shù)據(jù)分析)
 ?。?).智能維護(hù)能力(遠(yuǎn)程維護(hù)、預(yù)測性維護(hù))
 ?。?).能源效率(驅(qū)動(dòng)技術(shù)與能源監(jiān)測)
  (4).生產(chǎn)管理能力集成(訂單、配方、排產(chǎn)等能力)
 ?。?).設(shè)備的集群與輔機(jī)連線生產(chǎn)能力;
 ?。?).設(shè)備綜合運(yùn)行效率OEE指標(biāo)。
  這些特性歸結(jié)為基于平臺(tái)的集成、開放的第三方設(shè)備、開放的上層管理系統(tǒng)的集成能力,包括對機(jī)器人、工藝設(shè)備、安全的集成。
  1.質(zhì)量成本與交付是互聯(lián)的內(nèi)在需求
  質(zhì)量迭代必須發(fā)生在更小的批次中,因此,對于數(shù)據(jù)的采集頻度將較之大規(guī)模生產(chǎn)更高,另一方面,必須建立全局的優(yōu)化,以消除在生產(chǎn)協(xié)同中影響成本的關(guān)鍵因素,這些都是通過全局的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的,而這是數(shù)據(jù)采集與管理集成(MES/ERP)的主要原因。


  圖2-OT與IT的融合是產(chǎn)業(yè)一直在進(jìn)行的線路


  因此,IT與OT的融合是整個(gè)制造業(yè)一直的線路圖,其本質(zhì)是在通過信息協(xié)同來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的最大優(yōu)化,特別是在個(gè)性化生產(chǎn)時(shí)代,對于信息的需求變得更為迫切,但是,對于機(jī)器而言,其自身并不需要依據(jù)信息來實(shí)現(xiàn)所謂的優(yōu)化,但是,其必須有開放的接口與IT系統(tǒng)互聯(lián)。
  這表現(xiàn)在于基于以太網(wǎng)的互聯(lián),并對OPC UA、MQTT這些MES/ERP、大數(shù)據(jù)/云平臺(tái)的互聯(lián)與集成能力,當(dāng)然也包括軟件的接口,如數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)接口、軟件API的接口等。
  對于自動(dòng)化設(shè)備而言,其對OPC UA的支持也包括了采用PLCopen對OPC UA進(jìn)行編程的能力。
  2.機(jī)器對于變化的響應(yīng)能力
  行業(yè)功能庫是機(jī)器的智能最為核心的部分,這個(gè)智能主要是基于對行業(yè)Know-How的封裝,通過工藝建模,將影響生產(chǎn)品質(zhì)的因素進(jìn)行建模,當(dāng)生產(chǎn)的工藝條件發(fā)生變化后,系統(tǒng)可自適應(yīng)新的生產(chǎn)工藝,進(jìn)而能夠形成智能的響應(yīng)訂單變化的計(jì)算能力。
  變化的響應(yīng)能力除了關(guān)鍵的工藝建模外,也還包括了用戶管理、配方管理這些基本功能的應(yīng)用,以讓操作人員快速的進(jìn)行調(diào)整,但是,又必須簡單。
  3.能源與維護(hù)問題
  對于未來的生產(chǎn)而言,機(jī)器本身的能耗指標(biāo)必須被傳輸至整個(gè)全局工廠管理系統(tǒng),因此,機(jī)器本身具有的能耗采集將成為機(jī)器能耗采集的關(guān)鍵一環(huán),能耗問題之所以會(huì)被關(guān)注在于:
 ?。?)個(gè)性化產(chǎn)品的能耗計(jì)量會(huì)更為精準(zhǔn)。
 ?。?)對于小批次的生產(chǎn)而言,機(jī)器的故障將會(huì)造成更大的成本損耗。
  因此,能耗與維護(hù)問題在智能時(shí)代將對生產(chǎn)的成本產(chǎn)生更大的影響。
  4.安全與效率平衡
  安全技術(shù)一直在生產(chǎn)效率與人身安全之間進(jìn)行平衡,而進(jìn)入智能集成時(shí)代,機(jī)器將會(huì)納入到生產(chǎn)系統(tǒng)中,單臺(tái)機(jī)器的安全停車會(huì)對整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)帶來影響,為了不降低整線的OEE,必須在安全與效率間進(jìn)行平衡:
 ?。?)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的安全集成問題,來自不同廠商的設(shè)備運(yùn)行不同的總線;
 ?。?)機(jī)器人的安全與人-機(jī)協(xié)同的安全問題;
  (3)安全距離與響應(yīng)速度問題,如何更短的安全停車距離才能保證人身安全?
 ?。?)如何安全而不影響效率?
  5.機(jī)器人集成
  
越來越多的機(jī)器人應(yīng)用于生產(chǎn)線,但是,機(jī)器人如何與工藝設(shè)備同步,機(jī)器人與輸送系統(tǒng)的合作,如何更為有效的開發(fā)應(yīng)用,這些都是需要解決的問題。
 ?。?)協(xié)同機(jī)器人;
 ?。?)機(jī)器人的安全技術(shù);
 ?。?)AGV路徑優(yōu)化與智能避障算法;
 ?。?)機(jī)器人與工藝設(shè)備的同步協(xié)作。
  將如此多的復(fù)雜需求集成于一體,對于控制系統(tǒng)而言,需要高度集成的,且具有極強(qiáng)的開放性的平臺(tái),否則,無法讓包含了控制的邏輯、運(yùn)動(dòng)、機(jī)器人與復(fù)雜行業(yè)算法,以及IT功能、管理功能進(jìn)行最高效的匹配與整合,而這里,我們介紹基于貝加萊Automation Studio平臺(tái)所開發(fā)的mapp模塊化開發(fā)平臺(tái)軟件。
  mapp的高效開發(fā)
  1.mapp智能機(jī)器開發(fā)的原理
  mapp是貝加萊為智能機(jī)器高效開發(fā)所設(shè)計(jì)的軟件應(yīng)用系統(tǒng),其基于軟件復(fù)用(Software Reuse)與組件技術(shù)(Components Technology),采用標(biāo)準(zhǔn)的PLCopen進(jìn)行應(yīng)用的封裝,通過提高已有的行業(yè)軟件封裝,對軟件進(jìn)行高效的開發(fā)支持。


  圖3-mapp的應(yīng)用結(jié)構(gòu)


  如圖3,mapp有效的將機(jī)器的開發(fā)分為了基礎(chǔ)的機(jī)電一體化對象(軸、軸組、CNC、機(jī)器人)、以及行業(yè)功能、Web功能、基礎(chǔ)的管理功能(文件管理、配方、用戶、報(bào)警趨勢等),這樣,具有共性的部分都會(huì)被封裝為不同的mapp功能單元,而通過mappLINK對軟件進(jìn)行組態(tài)配置,即可快速構(gòu)成及其的應(yīng)用。
  mapp提升開發(fā)效率的思想
  --對軟件進(jìn)行復(fù)用
  --采用可視化的開發(fā)模式
  --擴(kuò)展豐富的IT功能
  2.采用mapp開發(fā)機(jī)器的舉例
  圖4-顯示了一個(gè)注塑機(jī)的開發(fā),其開發(fā)包含了以下部分:
  針對注塑機(jī),貝加萊會(huì)有專用的mappPLASTIC的專業(yè)庫支持,這些mappPLASTIC是以注塑機(jī)的熔膠、注射、保壓等閉環(huán)控制模塊、以及通用的溫區(qū)控制為機(jī)器的核心控制庫構(gòu)建機(jī)器的基本控制功能。
  mpAxis、mpmultiAxis則針對全電動(dòng)注塑機(jī)的應(yīng)用進(jìn)行了同步的綁定關(guān)系,根據(jù)機(jī)器的類型進(jìn)行配置軸參數(shù)以及軸耦合關(guān)系,即可形成全電動(dòng)注塑機(jī)的定位與同步控制。
  而mpUser、mpRecipe、mpAlarm等則圍繞客戶的應(yīng)用進(jìn)行開發(fā),包括了用戶管理、配方、報(bào)警、趨勢等。


  圖4-基于mapp的注塑機(jī)解決方案


  如果為了增加能源管理,可以添加mpEnergy模塊,如果需要的話也可以增加mpOEE、mpEuromap功能。
  mapp技術(shù)提供了開發(fā)機(jī)器應(yīng)用軟件的高效,也提供了連接至管理系統(tǒng)的便利。
  您想了解更多關(guān)于mapp的高效機(jī)器開發(fā),歡迎光臨貝加萊華南自動(dòng)化展展臺(tái)。
  展臺(tái)號(hào):3.1館-D08

社區(qū)公告

貝加萊是一個(gè)總部位于奧地利并擁有遍布全球分支機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型自動(dòng)化企業(yè),2017年7月,貝加萊成為ABB集團(tuán)的一個(gè)業(yè)務(wù)單元。作為全球工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,貝加萊融合了前沿技術(shù)與先進(jìn)的工程能力,為各個(gè)產(chǎn)業(yè)客戶提供機(jī)器與工廠自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)控制、HMI以及集成安全技術(shù)的完整解決方案。貝加萊保持持續(xù)的創(chuàng)新精神,為客戶提供更為簡化以及超出預(yù)期的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域前沿技術(shù)與方案。

聯(lián)系貝加萊

貝加萊工業(yè)自動(dòng)化(中國)有限公司
聯(lián)系人:王琳
地址:上海市田林路487號(hào)寶石園21號(hào)樓
郵編:200233
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傳真:
公司網(wǎng)址:http://www.br-automation.com/zh

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  • 陳靜明 在2024/8/14 11:11:00留言
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