智能制造,是当前全球制造业的焦点。从制造业的高质量发展、新型工业化到制造强国战略,智能制造都是主攻方向。
但智能制造是一个宽泛的概念,也是一个动态渐进的概念。那在当前阶段,什么样的制造才算是智能制造?如何实现智能制造?实现怎样的智能制造呢?
近日,带着这些疑问,CONTROL ENGINEERING China采访了自动化技术领域的全球技术领导厂商
贝加莱的大中华区总裁肖维荣博士。肖博士在访谈中提出了
精准自动化的理念,并表示当前制造业趋势之一是精准制造,通过自动化、数字化、智能化实现,"精准"将定义智能制造的深度。
精准自动化:装备制造走向高质量发展之路
在很长一段时间,中国制造业处于低端大规模复制这个阶段。在产业发展初期,这种模式也无可厚非,即便放眼全球的各个经济体的经济崛起,也是一个大规模复制的过程。但是控制工程网版权所有,当走过了40余年后,这种低端大规模复制显然不合时宜。它会使得我们处于低端产能过剩,而高端又大部分依赖进口,这使得我们的经济质量受到了限制,无法更好的盈利因此具有一定的脆弱性。
因此,在肖维荣博士看来,国家提出的"制造业高质量发展"战略正当其时,整个制造业的生产方式将走向个性化、绿色、智能,生产具备更高附加价值的产品,进而迈向可持续发展的道路。对于装备制造业来说,高质量发展意味着要从价值链中低端迈向中高端,要为用户提供更低的总拥有成本、更快的上市时间、更高的成本效率和质量、更高的投资回报等竞争优势。
装备制造业的高质量发展,精准自动化是必由之路,精准也是智能制造的应有之义。肖维荣博士指出,尽管当前实现智能制造的理念很多,工业物联网、工业AI、数字孪生等等,而回顾制造的本质,精准自动化才是衡量当前智能制造深度的基准。
贝加莱提出的"精准自动化"不仅是指通过精准的运动控制、高精度定位、机器人和柔性输送系统等来实现机器的更精准控制,而且还包括用数字技术让机器更聪明,通过数据采集、通信连接、机理建模、学习模型、判断决策、现场执行等多重手段,辅以服务创新、生态系统创新,为用户创造价值,让企业更精准地生产管理、高水平地精益运营,从而走向高质量发展之路。这里面包括三个方面的"精准":和客户一起挖掘市场的精准需求、协助客户一起进行更加高效智能的精准方案设计、借助数字化手段帮助用户解决问题提供精准的增值服务。通过这三个贯穿客户项目全生命周期的"精准自动化",贝加莱帮助客户提升自己的核心竞争力,实现可持续发展。
精准自动化:推动下一场变革
对于贝加莱来说,精准自动化并不只是一个理念,而是有丰富的可落地的产品和解决方案。从技术的角度,精准自动化包括微秒级精准控制、精准的重复定位和过程控制、预测性维护机制和先进的闭环算法。
从产品的角度,贝加莱具有从精准智能感知(数据采集、分析与传输)、精准智能分析与决策,以及精准智能执行的完整
自动化解决方案,包括X20 I/O、机器视觉等采样分析,经由OPC UA FX的传输,运行于PC架构的控制器,分别基于物理建模和数据建模来获得智能分析与决策能力,再经由ACOPOS伺服系统以及 ACOPOStrak/ACOPOS 6D的智能执行来实现高效地制造。
特别是近年来控制工程网版权所有,贝加莱围绕自适应制造推出了集成机器视觉、并联机器人和柔性输送系统等一系列产品,开启了精准自动化的新阶段。
ACOPOS 6D是贝加莱发布的基于平面磁悬浮技术的柔性输送系统,它使生产线突破原有机械布局的束缚,摆脱机械输送的局限,可以让被加工工件在多个维度运动和旋转,以使组装过程形成"即时生产(JIT)"所需的连续流、均衡负载、节拍的优化,而这些仅需参数的快速配置即可。另外CONTROL ENGINEERING China版权所有,它达到 IP69K 防护等级控制工程网版权所有,可在食品/制药、医疗器械、电池等高洁净要求的生产环境工作。
Codian并联机器人是贝加莱新近推出的真正融合在机器之中的机器人,具有高精度同步运动性能,完全集成在贝加莱的Automation Studio通用开发平台,一套开发工具就可适用于工艺装备、机器人的集成。并且通过建模仿真技术,可大幅缩短机器与产线的早期验证、代码开发与调试时间。
预测性维护是精准自动化不可或缺的一部分。贝加莱针对设备预测性维护推出了MDoctor工具,可以对振动、温度、转速、压力等信号做特征提取,再据此进行物理建模和数据驱动建模,通过融合方法,最终做出设备健康状态评估、维修建议以及剩余寿命预测,确保工厂运维数字化水平。。
"回顾精准自动化的发展,我们可以看到它始于上世纪70年代的开环控制,然后在90年代开始整合为基于测量的闭环控制,而到今天,基于数据分析的集成闭环控制逐渐成为了主流,实时监测和分析来自生产过程中的数据,借助于数据驱动的建模,也即机器学习、深度学习这样的智能方法,来实现更加精准的自动化。"肖维荣博士表示,在人工智能、大数据、机器学习等先进技术加持下,精准自动化或将开启下一场变革。
精准自动化打造客户核心竞争力
作为一个在机器智能领域耕耘数十年的自动化企业,贝加莱凭借不断演进的精准自动化技术,为光伏、锂电、风能、印刷包装和塑料等行业用户提供了独特的解决方案,帮助客户打造行业领先的竞争力。
硅片切割是光伏产业链中非常重要的环节,切割的好坏直接影响下游的电池片的制作,而切片的速度和线损决定了生产的效率和成本。贝加莱通过ACOPOSmulti高精度控制技术,提供高品质的张力与排线控制,并通过掉电停车技术、基于机器学习的预测性维护技术等为机器的可靠运行提供保障,降低非计划宕机造成的加工损失。与10年前相比,今天,在切割时间的缩短、切割线速度、单晶棒的提升使得光伏产能较之10年前有近百倍的增长。这就意味着光伏组件成本的大幅下降,才能将整个光伏发电的LCOE降低到只有10年前的1/10左右。
制药行业是一个工艺复杂且有着严苛合规要求的行业,其生产过程包含了流程、批控制、离散包装等多种混合模式,并包含大量的精准计量、缺陷检测、异物检测等关乎品质的环节。贝加莱凭借其适合制药环境的高精度运动控制解决方案,一直在制药包装有着丰富的应用经验。比如在吹灌封BFS,贝加莱可以提供IP69K防护等级的Panel PC、高防护等级的ACOPOSmotor伺服驱动与电机以及精准的温度控制和壁厚控制技术,为用户打造行业领先的高速度、高精度的包装设备。
"我们凭借'精准'的自动化控制技术,结合大量行业Know-How,通过机器快速开发的工程方法与经验以及专业的工程师团队,不断助力装备制造业客户打造行业领先的机器,从而提高他们的竞争力,这也贝加莱取得成功的关键要素。" 肖维荣博士总结说道。
智能制造勾勒出了制造业未来的样子,而精准自动化则定义了智能制造在实现中的关键路径。决定智造的成功与否,不在于表面是否智能,而在于是否能够回归制造的本质控制工程网版权所有,为用户创造价值,这就是贝加莱倡导精准自动化的价值所在。