裝備制造是整個制造業(yè)的基礎(chǔ)，常被稱為“工業(yè)之母”，推進(jìn)傳統(tǒng)裝備制造高端化、智能化是實現(xiàn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。那如何實現(xiàn)裝備制造的高端化、智能化呢？技術(shù)創(chuàng)新無疑是最為直接的源動力。
創(chuàng)新就是推陳出新，打破現(xiàn)有的思路，改進(jìn)或創(chuàng)造新的事物。在現(xiàn)代社會，創(chuàng)新無處不在，但創(chuàng)新總是說起來容易做起來難。那在當(dāng)前全社會走向數(shù)字化、智能化的大趨勢下，裝備制造業(yè)如何進(jìn)行創(chuàng)新呢？我們不妨從一家長期專注在裝備制造業(yè)的自動化廠商，ABB貝加萊公司的2023創(chuàng)新日上來看看，在當(dāng)前階段裝備制造如何進(jìn)行創(chuàng)新開發(fā)？
數(shù)字化智能，創(chuàng)新于無形
貝加萊，作為機(jī)器智能領(lǐng)域的軟硬件一體化方案提供商，總是處于技術(shù)的前沿。而創(chuàng)新日是就貝加萊在機(jī)器智能領(lǐng)域的產(chǎn)品、技術(shù)、方案、服務(wù)等創(chuàng)新，與產(chǎn)業(yè)用戶的一個交流活動。5月26日，ABB貝加萊在上海舉辦了主題為“賦能機(jī)器創(chuàng)新開發(fā)”的2023創(chuàng)新日活動，貝加萊大中華區(qū)總裁肖維榮博士以及來自貝加萊奧地利總部的多名專家分別分享了對機(jī)器創(chuàng)新的理解。
貝加萊大中華區(qū)總裁肖維榮博士
當(dāng)下，我們處在一個易變、不確定、復(fù)雜和模糊的VUCA時代，市場需求瞬息萬變，如何才能在激烈的競爭中贏得未來？肖維榮博士認(rèn)為，依靠創(chuàng)新實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展是唯一正確的發(fā)展道路。
“高質(zhì)量發(fā)展是符合制造業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的方針，這也與當(dāng)下產(chǎn)業(yè)所處階段緊密相關(guān)?！?肖維榮博士說道，在經(jīng)歷改革開放40余年的高速發(fā)展后，中國已然成為全球最大的制造國家，然而，全新的挑戰(zhàn)也正在悄然到來，更為個性化的產(chǎn)品需求、增速放緩下的競爭加劇，凡此種種，都需要制造企業(yè)通過更敏捷的市場響應(yīng)，以及可持續(xù)的發(fā)展來予以支撐。同時，高質(zhì)量也是一種產(chǎn)業(yè)共識的達(dá)成，即避開低質(zhì)量的價格競爭，邁向更為高品質(zhì)的創(chuàng)新、自主研發(fā)與核心競爭力的掌控發(fā)展道路上來。
對于裝備制造業(yè)來說，如何才能走上高質(zhì)量發(fā)展之路呢？肖維榮博士認(rèn)為，一個能夠贏得未來的企業(yè)必須要有“可持續(xù)發(fā)展”的能力，必須要有高的盈利支撐，而要達(dá)到這種高盈利，就必須得突破價格競爭。我們的產(chǎn)業(yè)，需要通過更為優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品與服務(wù)創(chuàng)新來贏得可持續(xù)發(fā)展。
過去我們強(qiáng)調(diào)企業(yè)做大，但像裝備制造業(yè)，非常適合走“專精特新”的道路，裝備制造業(yè)就是要走專業(yè)化、精細(xì)化的發(fā)展之路。在這個基礎(chǔ)上，企業(yè)要考慮構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的平臺，放眼未來的持續(xù)產(chǎn)品與技術(shù)迭代。
對于創(chuàng)新，肖維榮博士提出，數(shù)字化時代的創(chuàng)新，不僅在那些看得見的地方，更在那些看不見的地方，如產(chǎn)業(yè)認(rèn)知、人才培養(yǎng)、工業(yè)軟件、行業(yè)工藝、研發(fā)與運營效率。數(shù)字化智能技術(shù)，創(chuàng)新于無形，這才是撬動未來的杠桿。
自適應(yīng)制造——應(yīng)對“變化”的需求
此次創(chuàng)新日，來自ABB貝加萊總部的首席銷售官Luca Galluzzi先生做了題為“共塑機(jī)器未來”的分享。他分析了當(dāng)前制造業(yè)所面臨的消費者個性化需求增強(qiáng)、勞動力短缺與市場的不確定性等多種挑戰(zhàn)，制造業(yè)需要生產(chǎn)力不斷提升、更為柔性的制造和更簡單的運營。為此，貝加萊提出了“自適應(yīng)制造”的思想，通過智能感知、信息協(xié)同、智能分析、機(jī)器人與智能輸送技術(shù)的執(zhí)行，形成完整的柔性制造體系，以應(yīng)對不斷變化的消費市場需求。
ABB貝加萊首席銷售官Luca Galluzzi先生
“貝加萊自適應(yīng)制造理念有各類成熟的數(shù)字化技術(shù)作為支撐，包括自感知-機(jī)器視覺、數(shù)字化連接OPC UA FX、自適應(yīng)的大腦、智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)-柔性輸送系統(tǒng)等?！?Luca Galluzzi先生介紹說，貝加萊的機(jī)器視覺在于它的“集成性”，它把視覺融入到了自動化系統(tǒng)，而非獨立的一個系統(tǒng)，這樣帶來的最大好處就是“同步性”，它可以像一個I/O一樣被配置和診斷，用一個網(wǎng)絡(luò)、一個軟件即可實現(xiàn)。
貝加萊是OPC UA FX的積極推動者，早在2008年左右即在系統(tǒng)中配置了OPC UA Server，并在2016年開始作為先鋒軍共同推進(jìn)TSN技術(shù)的發(fā)展。在貝加萊系統(tǒng)中，采用OPC UA框架的PackML、EUROMAP、Unimat等垂直行業(yè)信息建模也會被集成在軟件中，供用戶調(diào)用。
自適應(yīng)制造需要智能的“大腦”，智能算法，是數(shù)據(jù)分析的中樞。貝加萊通過物理建模和數(shù)據(jù)驅(qū)動建模的融合應(yīng)用，來解決制造中的學(xué)習(xí)、分析、決策問題。在物理建模中，通過FMU/FMI接口，貝加萊的Automation Studio可以與像MapleSoft、MATLAB/Simulink、IndustrialPhysics等進(jìn)行協(xié)同仿真。而在數(shù)據(jù)驅(qū)動建模方面，貝加萊的exOS可以實現(xiàn)IT事件驅(qū)動型任務(wù)與OT周期性任務(wù)之間的協(xié)同。
自適應(yīng)制造的一個重要組成部分是柔性化的產(chǎn)線輸送系統(tǒng)，貝加萊的ACOPOStrak磁懸浮輸送系統(tǒng)、ACOPOS 6D平面磁懸浮輸送系統(tǒng)使得“自適應(yīng)制造”在物理意義上有了實現(xiàn)的可能。柔性輸送系統(tǒng)不僅可以讓生產(chǎn)形成連續(xù)流、均衡負(fù)載的高效率狀態(tài)，并且能夠為個性化需求自由調(diào)節(jié)產(chǎn)線的，以達(dá)到高能效生產(chǎn)。
在自適應(yīng)制造技術(shù)的推進(jìn)上，Luca Galluzzi先生表示，借助于磁懸浮輸送技術(shù)，結(jié)合機(jī)器視覺、ABB機(jī)器人，可以簡化機(jī)械設(shè)計，滿足靈活多變市場需求，為“組裝”領(lǐng)域的用戶打造“自適應(yīng)制造”的平臺，而未來，貝加萊還將為本土用戶提供產(chǎn)線工程咨詢、設(shè)計、實施支持。
融機(jī)器人于機(jī)器之中：簡化智能產(chǎn)線設(shè)計
在未來的自動化生產(chǎn)線上，機(jī)器人將成為必不可少的組成部分。來自于ABB貝加萊總部的Robert Kickinger博士在此次創(chuàng)新日上帶來了貝加萊創(chuàng)新的機(jī)器人技術(shù)：融機(jī)器人于機(jī)器之中。這一機(jī)器人被稱為“以機(jī)器為中心的機(jī)器人”，它以工藝主機(jī)為中心，將機(jī)器人作為機(jī)器的一部分，采用同一網(wǎng)絡(luò)、同一控制器、同一軟件、同一HMI中進(jìn)行開發(fā)，以便更好地同步協(xié)作，簡化設(shè)計，響應(yīng)高速的應(yīng)用需求。
ABB貝加萊大中華區(qū)戰(zhàn)略經(jīng)理Robert Kickinger博士
據(jù)Robert Kickinger博士介紹，在一項為什么要在快消品生產(chǎn)中使用機(jī)器人的調(diào)查中，90%的人認(rèn)為機(jī)器人可以減少勞動力和重復(fù)性任務(wù)，78%的人認(rèn)為機(jī)器人可以提高速度和生產(chǎn)率，67%的人認(rèn)為可以實現(xiàn)重復(fù)的質(zhì)量和一致的產(chǎn)品處理。
而對于如何在自動化產(chǎn)線中用好機(jī)器人，64%的設(shè)備制造商認(rèn)為需要將機(jī)器人全面集成進(jìn)自動化系統(tǒng)，只有36%的設(shè)備制造商認(rèn)為機(jī)器人作為獨立運行的系統(tǒng)。
隨著更多的產(chǎn)線集成需求，機(jī)器人也開始更多成為產(chǎn)線集成的重要目標(biāo)，貝加萊在2021 收購了Codian機(jī)器人，并將Codian機(jī)器人無縫集成到了貝加萊了自動化系統(tǒng)之中。Robert Kickinger博士認(rèn)為，將機(jī)器人融到機(jī)器之中將帶來前所未有的好處。
比如機(jī)器人與運動控制軸、機(jī)器人與貝加萊的Trak系統(tǒng)、與視覺傳感器之間可以實現(xiàn)高精度的同步運動。集成機(jī)器人后，可以用貝加萊的Automation Studio來統(tǒng)一編程，進(jìn)行程序的開發(fā)、拾取與放置過程仿真、測試與驗證、維護(hù)等，只要一個開發(fā)工具就可以開發(fā)出整臺機(jī)器，無需專門的機(jī)器人編程語言?；趍appVIEW的設(shè)計，可以將機(jī)器人與其它機(jī)器應(yīng)用集成為一個HMI中，實現(xiàn)整機(jī)統(tǒng)一的人機(jī)交互。而且，由于工藝裝備和機(jī)器人采用同一控制器，HMI和網(wǎng)絡(luò)連接，這使得節(jié)省了一個控制器，并降低電柜空間和接線等硬件成本。
創(chuàng)新，是世界進(jìn)步的動力。對于總是走在科技前沿的貝加萊而言，創(chuàng)新是流淌其發(fā)展進(jìn)程中基因的存在。這次2023貝加萊創(chuàng)新日，我們看到貝加萊在裝備制造領(lǐng)域又有了諸多的創(chuàng)新技術(shù)和理念，這對于處于亟需走向高質(zhì)量發(fā)展之路的中國裝備制造業(yè)來說，無疑又增添了一份前進(jìn)的動力。