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图片来源：贝加莱
对于塑料工业，首要的挑战在于产品越来越多的多样性需求，这使得设备需要具有自适应能力，才能快速适应制品的规格变化，并根据生产来及时调整。
彼得·德鲁克曾经说“动荡时代最大的风险不是动荡本身，而是企图以昨天的逻辑来应对动荡”。人们常用“VUCA”来形容我们所处的时代，对于制造业同样如此，经历了改革开放40余年的高速发展，把握着时代的脉搏，企业从小做大。但是，过去依靠单一产品，以及低价竞争的低盈利，高周转，在快速变化的时代，使得企业面临着非常艰难的生存。贸易政策的突变、融资、银行利率、市场需求的波动等等因素经常会让企业陷入危机之中。
中国制造业必须走“高质量发展”的道路，这就要求不断以“用户需求为导向”的产品研发，提升企业自身的技术与运营护城河，以跨界融合提升差异化竞争力，确保在变化中，仍旧可以获得长期的企业高质量发展。而这一切www.cechina.cn，就像彼得·德鲁克所说，需要改变过往的发展逻辑，而迈向新的发展道路。当然，对于制造业不变的是“稳定的高品质”产品生产，除此之外，用户的需求也变得更为多样，而复杂问题，需要化解为简单的细分问题来解决。
01 终端用户视角看塑料机械的挑战
塑料工业作为一个传统领域CONTROL ENGINEERING China版权所有，随着消费升级，对于产品的品质、功能性设计也提出了更高的要求。另外，也随着新材料，以及新兴领域如电动汽车、光伏、锂电、燃料电池、医疗器械等快速成长也面临着新机遇。而塑料机械，必须敏锐把握市场的需求变化，以及横向科技的发展，以跨界融合创新来解决用户问题。对于塑料工业，首要的挑战在于产品越来越多的多样性需求，这使得设备需要具有自适应能力，才能快速适应制品的规格变化，以及快速的调整能力。
对用户来说，注塑机已然不再是过去的传统单机生产，它必然会融入到各个制造领域。在不同的工厂，注塑机需要与其它设备构成协同的产线www.cechina.cn，通过机器人/AGV/柔性输送线连接到其它生产单元。这意味着，塑料机械不再独立存在，而必须有快速融入工厂的网络基础设施、软件接口标准与规范、数据框架与存储、分析所需的数字化提供能力。
中国的塑机产业在全球有着巨大影响力——这意味着，大量远销到全球各地。而这将使得服务变得压力倍增。如何让设备被以最便捷、又安全的方式连接，并借助于无所不在的网络资源来快速定位问题，并能够提供程序的远程修改、上传、下载。这对于用户来说，也是非常有吸引力，而对于自己也同样大幅降低成本的。
由于塑料工业都需要大量的加热控制，以及传动所需的动力，这使得本身的能耗也成为了终端生产企业考量的关键点。在制品的每个1%的能耗，都会累积出巨大的成本，而换言之，更好的系统节能设计，则可以为用户带来额外的“利润回报”，因此，电气控制传动系统的能耗控制就变得重要。
塑料工业的生产节拍往往很小，几秒钟就会一个产品被注射成型，每分钟数百米的薄膜生产，每小时成百上千个瓶子的生产，即使是1%的材料节省一年都会累积出一个惊人的数字。
高端制造业的用户具有非常强的ROI，以及设备OEE评价能力。因此，对于高质量的用户，他们会给出真正的评价，一个好的机器究竟能带来的回报是什么？而什么是值得采购的设备？这往往在一个精密的计算中，并非是价格越低越好—很多时候，价格高只是一个谢绝的理由，而非真相。
02 塑料工业的数字化
数字化首要在于连接，这包含了设备间和设备与生产管理系统间的连接。贝加莱是最早EUROMAP规范的主要推动者，也是积极参与者。在贝加莱系统中，嵌入了多种EUROMAP规范。如EUROMAP 67-基于信号的物理连接，而EUROMAP 77则定义了通过OPC UA标准的注塑机与机械、上位MES之间的数据交互，包括基于管理壳的数据交互，EUROMAP 79则定义了注塑机与机器人的连接能力。EUROMAP 83则是基本的通用类型的定义，对于挤出EUROMAP 63/84等规约的满足。
在EUROMAP 79中定义了注塑机与机器人如何进行交互，图1即是一个比较直观的表达来体现注塑机与机器人之间为了协同工作所需的信息。通过满足OPC UA统一架构的EUROMAP行业规约，贝加莱可以让您的机器快速被管理系统访问，通过标准以太网也可以获得毫秒级的数据连接能力。此外，在贝加莱的mapp软件模块中www.cechina.cn，也为机器融入工厂提供了众多的数字化能力。
图1：EUROMAP 79定义了注塑机和机器人的对话规范与标准
设备数字化的另一个基本能力则是远程的诊断与维护技术(图2），贝加莱通过安装于本地的Link Manager经由在云端架构的服务器（GateManager），可以连接现场的机器（SiteManager）。其实，我们可以通过各种云（阿里云、华为云、亚马逊AWS、微软Azure等）来进行远程的数据访问-建立安全的连接通道，这确保数据与程序的安全。
图2：远程维护与诊断
03 塑料机械智能化的实现
不仅在塑料工业，其实，每个产业都会存在这样的迫切诉求，即，机器如何能够具有自我的判断力，来根据生产来降低应用。
对于挤出、注塑等众多领域，称重系统需要在材料成本与品质间进行平衡，而更为智能的系统，能够高速响应工艺制程的材料所需。贝加莱称重算法针对多种模式（连续失重、运动中的称重）等多种场景。智能算法，能够为不同的制造规格提供自适应的称重参数匹配，快速实现称重的精准、高效（图3）。
图3：智能称重系统
对于开合模来说，它的复杂性在于如何让机器根据产品的变化，能够形成不同的开合模运动控制曲线的设定与精准执行。而另一方面，随着产品的复杂性，以及机器本身的液压、机电传动的结构变化，这使得它变得比较复杂，往往需要由经验丰富的师傅来进行配置，而这又使得它依赖于人的经验，而带来不确定性，尤其对于批量小www.cechina.cn，不良品率放大会影响产品的成本。
贝加莱的控制系统具有算法设计能力，不仅是基于高级语言的算法设计能力，也可以基于学习模式来进行参数学习，通过对多次的师傅的经验学习，机器可以获得自己的最佳参数收敛，并且，它是一个不断迭代的系统。在硬件上，它依赖于高性能计算的Panel PC的Hypervisor能力，可以运行Windows/Linux系统，在软件上可以通过C/C++或通过exOS来实现Linux下训练模型与机器的交互（图4）。
图4：智能开合模自学习系统软硬件架构
此外，在贝加莱的工艺闭环控制模块中，mappTemprature不仅可以确保良好的温度斜坡跟踪，快速的温度调节能力，在节能方面，也同样具有非常巧妙的设计。
贝加莱的mappTemperature温控可以通过这些方法带来能源效率的大幅提升：降低输入端波动带来不必要的调节；解耦算法消除多温区干扰；精准温度斜坡控制；前馈提升响应速度并能源效率；以及合理的加热/冷却匹配策略。
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