在機器開發(fā)中，只有超越傳統(tǒng)方法的限制，才能滿足更高的效率要求。在不久的將來，這是一個值得我們思考的問題。最終用戶正在面臨巨大的生產(chǎn)成本壓力，這也進而導(dǎo)致降低機械制造業(yè)整體成本的呼聲越來越大。
在過去，當我們談到提高機器和系統(tǒng)效率時，這一主題通常是從兩個不同的角度展開的：一方面，需要生產(chǎn)單位在日常運行中提高機器效率，另一方面，需要快速經(jīng)濟地完成機器從概念設(shè)計到全面啟用的開發(fā)。將多臺設(shè)備組合成一個完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，也是除這兩個角度外被經(jīng)常討論和實現(xiàn)的方面。
產(chǎn)品系列的精心規(guī)劃和優(yōu)化是建立高效的自動化解決方案的基石
然而，這些方面已經(jīng)越來越多地聚焦于一點，即現(xiàn)在似乎非常適合我們共享在設(shè)備與系統(tǒng)開發(fā)與操作方面的經(jīng)驗。作為所有開發(fā)活動的目標，著眼于貫穿產(chǎn)品生命周期各個階段的效率非常重要。
機器的整體效率是由開發(fā)的最初幾個階段所決定的。在過去，系統(tǒng)設(shè)計師和自動化技術(shù)人員都是分開獨立工作的，而現(xiàn)有的時間壓力則為并行開發(fā)任務(wù)創(chuàng)造了需求。另外，即使在傳統(tǒng)的機械自動化領(lǐng)域，仿真也已開辟了一片嶄新的前景。
仿真提高安全且降低成本
隨著仿真技術(shù)的引入，機器在開發(fā)方式上發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變。雖然仿真方法在機械構(gòu)造方面已經(jīng)有所應(yīng)用，但是它們直到最近才開始應(yīng)用于自動化技術(shù)。針對基于建模的軟件開發(fā)使用仿真工具，如結(jié)合自動代碼生成功能的MATLAB / Simulink，可以提高開發(fā)過程中的可追溯性，并且在制造出機械零部件之前就能對機器的性能進行測試。這不僅加快了機器的開發(fā)速度，提高了客戶初步驗收的滿意率，而且還降低了整臺機器的成本，最大限度地減少昂貴的樣機試驗次數(shù)，避免在客戶處對機器進行代價高昂的改進。當我們想要從一個完全組裝的系統(tǒng)中測試個別機電組件時，"半實物仿真"就成為了關(guān)鍵詞。它可以分解開發(fā)過程，節(jié)省時間并且排除臨時的安裝任務(wù)。
機械制造商們在改善開發(fā)方法方面看到了巨大的成本節(jié)約潛力。在新產(chǎn)品上重新使用現(xiàn)有的自動化架構(gòu)可以大幅縮短開發(fā)進程。與此同時，由于仿真支持基于模型的設(shè)計，不僅提高了易讀性而且優(yōu)化了易維護性，因此他們從中受益匪淺
今天，大多數(shù)機器不再是系列產(chǎn)品。這就是為什么針對機器及其所需功能性的早期測試是如此重要的原因。物理極限的透明性使某些機器零部件變得更精巧化成為可能，而且還不會犧牲安全性，這進而導(dǎo)致電機以及傳動系統(tǒng)組件更小型化。由于采用電氣連接技術(shù)進行更加高效地布線，因此能源消耗和采購成本都得以顯著降低。仿真模型不僅可以縮短調(diào)試時間，而且還可以減少執(zhí)行后續(xù)調(diào)試和維護工作時的停機時間，因為設(shè)備制造商首先能夠在計算機模型上對各項任務(wù)進行測試。
然而，不僅在機器開發(fā)階段而且在實際生產(chǎn)過程中應(yīng)用仿真技術(shù)都是非常有益的。例如，如果過去僅憑經(jīng)驗確定產(chǎn)品的壁厚，那么現(xiàn)在仿真工具可以在確保品質(zhì)的情況下優(yōu)化壁厚，從而降低材料成本。在機器仿真中觀察制造時間提供了一個額外的好處，因為可靠的計算生產(chǎn)率比近似估計擁有更好的基礎(chǔ)。
降低維護成本
提高設(shè)備和系統(tǒng)在維護方面的整體效率潛力極大：在傳統(tǒng)機械制造中，各個系統(tǒng)部件基于事件的預(yù)防性維護只存在于開發(fā)的早期階段。但是，貝加萊目前提供的所有自動化組件可以為機器制造商們提供所有可能性。SDC（服務(wù)診斷中心）是這一方向上的創(chuàng)新開發(fā)成果。標準的WEB技術(shù)有助于將任意計算機作為一個定性診斷的工具，而無需其他特殊的軟件。
這一主題還包括模擬量模塊，盡管它們成本低，卻能以極高的掃描頻率采集大量數(shù)據(jù)。另外，集成的日志還可以默認記錄所有操作狀態(tài)的相關(guān)信息，如ACOPOS驅(qū)動模塊的操作狀態(tài)。
無需布線的安全技術(shù)
應(yīng)用帶SafeLOGIC安全邏輯控制器的集成安全技術(shù)同樣有助于降低固定成本。為了滿足情況變化而改造安全設(shè)備曾經(jīng)是一項代價高昂，困難重重，有時甚至是不可能實現(xiàn)的冒險行為。在這方面，可編程安全系統(tǒng)可以延長生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命。對于新的機器來說，這種技術(shù)減少了所需的布線量，使安全系統(tǒng)比以往使用固定線路的安全邏輯更加靈活。在貝加萊，機械安全設(shè)備的信號通過高速總線POWERLINK與"非安全相關(guān)"的信號一起進行傳輸。使用一個開發(fā)工具對整個自動化進行安全邏輯編程體現(xiàn)了很高的集成度。
修改程序以滿足不斷變化的規(guī)范對于安全技術(shù)來說已經(jīng)成為過去。集成安全技術(shù)可以簡化安全功能的編程，不僅節(jié)省時間而且節(jié)約成本
采用先進驅(qū)動技術(shù)節(jié)約能源
特別是針對那些需要頻繁停車操作的生產(chǎn)過程，考慮盡快升級驅(qū)動系統(tǒng)往往是非常有益的。公用事業(yè)公司是通過測量峰值功率來計算公司電費的。具有低"真功率因數(shù)"的電氣傳動會給他們帶來隱性成本。當然，現(xiàn)代驅(qū)動技術(shù)相比傳統(tǒng)系統(tǒng)的采購成本更高，但是，理想的真功率因數(shù)TPF=1可以大大降低運行成本，并且優(yōu)化機器中和相關(guān)電源間的接線尺寸。
電氣傳動的能源效率：ACOPOSmulti的功率因數(shù)校正（PFC）功能使功率因數(shù)φ = 1 。這意味著最多節(jié)省50%的電能
由于今天的電氣傳動性能卓越，因此用它取代液壓傳動非常有益。這些驅(qū)動器精度更高，功率可調(diào)，并且僅使用所需要的能量。采用智能電機驅(qū)動技術(shù)控制液壓泵也可以帶來可觀的能源節(jié)約。
整體解決方案是關(guān)鍵
然而，對生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)相關(guān)效率的最大影響來自完整和統(tǒng)一的開發(fā)，在開發(fā)中需要考慮從機器基本概念到后續(xù)生產(chǎn)過程中的一切。貝加萊為他們的客戶提供Automation Studio開發(fā)平臺以及獨立于平臺的檢查選項如SDC工具，這些工具代表機器的整個生命周期并協(xié)助規(guī)劃，當然還包括連接其他制造商CAD/CAE/CAM系統(tǒng)用于機電設(shè)計的雙向接口。由于取決于設(shè)計的自動化程序只需編寫一次就能在各自硬件上輕松執(zhí)行，并且無需額外編程，因此這進一步提高了生產(chǎn)設(shè)備的模塊化程度。
作者介紹
Franz Enhuber先生于1982年加入貝加萊，在項目管理和應(yīng)用方面擁有廣泛的國際項目經(jīng)驗。從2000年起他開始擔(dān)任重點項目經(jīng)理一職，負責(zé)公司最重要的一些項目的管理和技術(shù)工作。自從2010年1月份以來，Enhuber先生還擔(dān)任貝加萊自動化學(xué)院院長一職。