為未來的生產(chǎn)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

Festo 在工業(yè) 4.0 時(shí)代的技術(shù)解決方案

在未來，工程流程將會被更直觀、迅速、有效地實(shí)現(xiàn)，個(gè)體自動化組件將會變得越來越智能化；生產(chǎn)設(shè)施會越加靈活，并將在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行。

本文將向您介紹Festo參與的 OPAK 研究項(xiàng)目的初步研究成果和Festo Didactic能夠適應(yīng)工業(yè) 4.0 背景的教育理念，以及與 Siemens 合作開發(fā)的多載具運(yùn)輸系統(tǒng) (Multi-Carrier System)。zui后展示的是仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的項(xiàng)目成果 — 例如 BionicANTs，一種能夠協(xié)同工作的人工昆蟲。

現(xiàn)如今，生產(chǎn)設(shè)施日益復(fù)雜化，規(guī)劃和調(diào)試也隨之需要付出更多的努力。在 OPAK （專為自主機(jī)電自動化組件設(shè)計(jì)的具有功能導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的開放工程平臺）研究項(xiàng)目中，F(xiàn)esto 和合作企業(yè)正在致力于使這種復(fù)雜性變得可控。Festo 的企業(yè)研究和技術(shù)部主任 Peter Post  教授、博士這樣解釋道：“我們在此項(xiàng)目中要處理兩個(gè)主要問題：一方面，我們需要簡化工程流程，使之更有效率；另一方面，我們要開發(fā)具有數(shù)字記憶功能的組件 — 這是工業(yè) 4.0 時(shí)代智能化組件研制之路需要邁出的*步。"OPAK 項(xiàng)目是由德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)事務(wù)和能源部進(jìn)行資助的。

簡單的工程流程

為使工程流程更加直觀、，研究人員在 OPAK 項(xiàng)目中進(jìn)行了對生產(chǎn)設(shè)備的虛擬仿真。這就使得在設(shè)備規(guī)劃初期 — 甚至早于設(shè)施的實(shí)際建造，就能通過工程軟件將所有流程和功能進(jìn)行模擬和測試。開發(fā)人員只需設(shè)計(jì)所需的自動化流程，而不必處理控制單元編程過程中的抽象命令。

工業(yè) 4.0 時(shí)代的組件

作為對生產(chǎn)廠房進(jìn)行虛擬仿真的一個(gè)必要條件，必須事先將運(yùn)行所需的信息輸入到組件的集成控制器中。這些組件將與適應(yīng)性界面相結(jié)合，將組裝、配置和系統(tǒng)集成所需的條件降至zui低，從而使這些組件適用于“插上電源插頭即可生產(chǎn)"的應(yīng)用。

當(dāng)前正在小范圍內(nèi)進(jìn)行探索和實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目內(nèi)容會在未來應(yīng)用到整個(gè)設(shè)備。Post 教授說道：“OPAK 項(xiàng)目的愿景是使生產(chǎn)設(shè)備作為虛擬仿真而整體呈現(xiàn)。因?yàn)樗辛鞒處缀醵寄茉谧兂涩F(xiàn)實(shí)之前被測試，所以個(gè)體組件或設(shè)施的零部件能夠很容易地被修改或者替換。"

CPS-Gate：OPAK 項(xiàng)目的首項(xiàng)成果

OPAK 項(xiàng)目研究活動的*個(gè)成果是一個(gè)集成制動器模塊的雛形：CPS-Gate。此模塊可以將停止傳送帶上工件輸送架所需的所有功能集成到一個(gè)組件中，繼而將 PLC、傳感器、執(zhí)行器、RFID/NFC 技術(shù)和通信功能集成到 MES/ERP 的應(yīng)用中。未來，CPS-Gate 將被應(yīng)用于 Festo Didactic 部門CP 工廠的學(xué)習(xí)設(shè)施中去，使該設(shè)施能夠提供關(guān)于“綜合產(chǎn)業(yè)"的研究和面向未來的培訓(xùn)。

工業(yè) 4.0 在產(chǎn)品世界的應(yīng)用

另一個(gè)能夠進(jìn)一步說明 Festo 是如何在今天就開始迎接工業(yè) 4.0產(chǎn)品的例子就是具有創(chuàng)新性的多載具運(yùn)輸系統(tǒng)，它是 Festo 通過與 Siemens 密切合作而研發(fā)的一個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)將非常有利于高度靈活的生產(chǎn)流程，因?yàn)樗梢员蛔杂膳渲?，從而適應(yīng)個(gè)性化需求，工件載具和驅(qū)動單元也配備有分散傳感器和重要信息。

同樣，F(xiàn)esto 研發(fā)的 CPX 自動化平臺也已經(jīng)掌握來自綜合產(chǎn)業(yè)的方法。閥組的電氣終端不僅能在實(shí)地和管理層面提供連接，它還配有一個(gè)伺服氣動自適應(yīng)定位系統(tǒng)，能夠進(jìn)行診斷，執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)測任務(wù)。這些系統(tǒng)都配備了 OPC UA 接口，可以融入工業(yè) 4.0 的主機(jī)環(huán)境。

展望未來： 仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)

今年仿生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)小組展示的項(xiàng)目讓我們對未來更遙遠(yuǎn)的生產(chǎn)世界得以一探究竟。BionicANTs 和 eMotionButterflies 演示了個(gè)體系統(tǒng)是如何通過通信在群組中行動的，以及現(xiàn)實(shí)和虛擬世界如何能夠共同成長的。除了合作行為、網(wǎng)絡(luò)化、功能集成和小型化，這些系統(tǒng)的分散智能科技在這里也起到了重要作用。

關(guān)于Festo

Festo成立于1925年，是自動化技術(shù)領(lǐng)域的廠商，也是基礎(chǔ)和技術(shù)培訓(xùn)的市場。公司總部位于德國埃斯林根，是一家獨(dú)立的家族企業(yè)。Festo集團(tuán)業(yè)務(wù)遍及200個(gè)行業(yè)，為超過30萬的客戶提供的氣動和電驅(qū)動技術(shù)及全面解決方案。同時(shí)，F(xiàn)esto Didactic為超過4萬名客戶提供*的工程培訓(xùn)設(shè)備及課程。2014年Festo集團(tuán)銷售額達(dá)到24.5億歐元，在250個(gè)國家和地區(qū)有16,700名員工。

Festo在中國的業(yè)務(wù)始于1985年。目前在大中華區(qū)設(shè)有42個(gè)銷售和服務(wù)中心，位于上海的亞太技術(shù)中心和大中華區(qū)解決方案中心為區(qū)域內(nèi)客戶提供定制產(chǎn)品和方案，在濟(jì)南和上海的生產(chǎn)中心與位于濟(jì)南的中國物流中心為提升中國市場供應(yīng)和服務(wù)提供保障。Festo為中國市場提供工廠自動化和過程自動化的氣動和電動技術(shù)及全面解決方案，主要服務(wù)于汽車、橡塑、食品飲料包裝、電子和輕型裝配行業(yè)，水/污水處理以及生物技術(shù)/制藥等行業(yè)。同時(shí)，F(xiàn)esto Didactic 為大中華地區(qū)600 多個(gè)教育合作伙伴、大學(xué)、職業(yè)院校和工業(yè)培訓(xùn)中心提供支持——培訓(xùn)內(nèi)容從基礎(chǔ)課程到技術(shù)學(xué)習(xí)中心的“交鑰匙"成套設(shè)備。目前公司在中國有約2,000名員工。