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迫在眉睫的数字化转型——一家压力机制造商的蜕变

www.cechina.cn2020.11.26阅读 1626

      “通过采用贝加莱成熟的软件和数字化技术,Dorst 公司开发出灵活且面向未来的物联网平台,为其客户无缝记录和优化制造流程提供了最佳支持。”

       每家厂商都在谈论大数据,有些已经实现了可以收集数据的系统控制工程网版权所有,但是很少有厂商能够充分利用其机器和流程产生的数据的全部潜力。凭借其用于陶瓷和金属粉末成型的电动和液压粉末压力机,Dorst 公司使用贝加莱技术为其客户提供了特别便捷的信息宝库。为其机器配备了智能维护的客户可以选择收集哪些数据以及谁可以访问这些数据。

       生产批次常常包含一些次品,它们不符合买家的质量要求,并会导致整个交货被拒收。这对供应商的营收和声誉都有危害。位于德国巴伐利亚的陶瓷和金属粉末压力机制造商Dorst Technologies 公司致力于确保其客户不会发生这种情况。

       具有附加值的粉末压力机

       关键字是数字化。早在2016 年, 这家拥有150 年历史的公司就已建立了数字化部门——将自己定位为德国工业4.0 运动的先锋。此举有两个目的。一方面,新部门的任务是检查和评估经过数十年发展的内部流程,包括生产物流和制造流程本身。另一方面,他们将确定对Dorst 客户具有吸引力和价值的数字化和新服务的潜力。

       对于机器制造商和操作员来说,数字化仍然是新的领域,而且在实施的早期阶段很难获得确凿证据证明其具体好处。因此,说服客户在初始投资上放手一搏可能是一个挑战。“很快我就知道,无论我们提供什么解决方案,都必须尽早为我们的客户带来可观的附加值。”负责数字化团队的信息技术主管HerbertGr.bl 说道,他在公司工作了近30 年,比大多数人更了解Dorst。“做到这一点的最佳方法是使他们能够通过易于管理的步骤,以明确的目标访问未开发的机器和过程数据存储库。”


▎图1 :众多汽车制造商使用Dorst 压力机制造高精度变速箱和发动机零部件以及其它与安全相关的组件。

       有效访问大数据 

       Gröbl 及其团队正在寻找一种软件解决方案,可以使他们以尽可能小的成本和努力实现此目的,同时还要确保最大限度的安全性和灵活性。他们首先寻求知名软件巨头的支持。“这些公司提供具有众多功能的先进物联网平台。

       但是,这些通常都是带有巨大价格标签的封闭系统。最重要的是,他们在弥合机器与软件之间的鸿沟方面往往缺乏经验。”Gröbl 声称道。

       经过初步讨论,Dorst 拒绝了一家软件公司的定制化解决方案。“毫无疑问,作为软件专家,他们很懂行。”Gröbl 承认道。

       “问题在于,我们将不得不阐明整个过程中每个步骤的每个细节。而且最后,我们将在身边拥有一个合作伙伴,至少在国际上,这在很大程度上是一个未知数。”这对很多客户来说是一件影响大局的事情,因此,寻找开箱即用解决方案的工作仍在继续。Dorst 多年来一直在使用贝加莱产品,因此有必要看一下自动化专家的APROL 软件, 它已在过程和工厂自动化领域相当成熟CONTROL ENGINEERING China版权所有,并测试其作为数字化平台的适用性。

       “我们很快就意识到,APROL将是最佳选择。该平台几乎已经具备了我们所需的一切,”Gröbl回忆道。“因此,自2017 年开始实施后不久,我们就取得了第一个切实成果。”他的团队得到了贝加莱APROL 专家及其长期合格的合作伙伴Megasystems 的支持。通过这种联合开发取得的解决方案具有非凡的模块化、开放性和可扩展性,并能满足最新的安全标准。


▎图2 :Dorst 制造的陶瓷和金属粉末液压及电动压力机深受全球领先的制造商的欢迎,且需求旺盛。

       不影响现有资产

       贝加莱提供多种通信接口,可利用各种类型的机器和工厂控制器生成的数据。但是,Dorst 选择了其它路线。为了排除可能对现有系统造成影响的任何风险,必须重新验证它们,Dorst 为其压力机配备了第二个控制器,它与机器控制器相同,可以耦合机器和过程数据。这样还可以连接其它传感器,且无需修改主要的机器控制器。

       “采用这种方式收集的所有数据, 其所有权完全归用户所有。”Gr.bl 说道。他们可以围绕它建立自己的物联网解决方案,或者将其连接到现有的MES 系统,只要他们具备这些方法所需的IT 和数据库专业知识即可。对于那些不具备这种专业知识的用户而言,Dorst 创建了两种级别的更深入的解决方案。

       使用Dorst 的中级解决方案www.cechina.cn,可以在用户现场的边缘控制器上收集数据。该数据收集器由一台贝加莱工业PC 组成, 在该PC上安装有APROL 运行版软件,它仅需一次性支付授权费即可。该PC 能够从多台Dorst 压力机中收集数据。如果处理或连接要求不断发生变化,那么转换到更强大的贝加莱工业PC 没有丝毫问题。

       APROL 提供各种存储数据的容器。定义哪些数据进入哪个容器只是简单的配置问题。这样就可以将过程数据和机器数据分开,并以不同方式进行处理。APROL系统配置无需任何数据库管理方面的专业知识,并允许Dorst 提供完全透明的数据流可追溯性。


▎图3 :越来越多的汽车零部件制造商要求采用质量保证措施记录和处理他们生产的每个零部件的数据。为此CONTROL ENGINEERING China版权所有,Dorst 开发了一个基于APROL 的物联网平台。

       灵活的数据准备和自定义报表

       由机器控制器提供的数据可以在边缘控制器上进行检查和预处理。通过仅过滤相关的和经过验证的数据,减少了后续步骤需要处理的数据量。还可以仅在由报警、错误或停止之类的事件触发时才记录某些数据。不同时间的多个处理步骤中的数据也可以映射到特定的零件号上。例如,这样就可以将压制过程中施加的力与随后相同零件的测量联系起来。

       贝加莱软件平台提供了广泛而现成的处理功能,仅需少量实际编程即可实现对所有机器和过程数据进行无缝记录。例如,Dorst 使用计数功能建立了一种“里程表”,以追踪液压缸驱动工具所施加的累积载荷。根据这一信息,用户可以得出与这些重要且非常昂贵的组件剩余寿命相关的结论。计数功能还应用于多种机器以追踪不合格零件的总数。

       这些数据存储在一个集成的数据库中,上位系统如客户的MES 系统可以通过OPC UA 对其进行检索。“对我们而言非常重要的一方面是APROL 系统的开放性,它允许我们将APROL 数据库中的内部数据传输到MariaDB 数据库,”Gr.bl说道。“ 这确保了我们的用户可以轻松地通过JDBC或ODBC访问数据,甚至建立他们自己的报表工具。”

       智能维护

       凭借最全面的解决方案www.cechina.cn,Dorst 可以根据用户生成的数据为其客户提供更高级的服务。经过用户授权的数据可以通过与用于机器远程维护相同的路由器发送到中央日志服务器。“NDA 和数据使用协议对允许我们查看的数据进行了明确定义。”Gr.bl 指出道。互联网上的VPN 连接提供了必要的网络安全性,此外,还可以通过证书保证安全性,这些证书可以确保满足过程制造业最严格的安全要求。日志服务器无需持续不断地连接路由器,而是将数据存储在边缘控制器上,并定期进行检索,从而确保服务不会因网络临时中断而受损。

       “我们的机器专家将对收到的数据进行处理,然后再对其进行解释,他们能够通过查看漏油量来估算液压泵的剩余寿命。这就是我们所谓的智能维护。”Gr.bl 说道。“我们还使用了一个自动预测维护系统,它是基于深度学习算法。”


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