柔性制造对于自动化的新需求

智能制造通过运用现代自动化、信息化和智能化技术，对生产过程中的订单处理、设计规划、制造、运营以及维护等各个环节进行全面优化，并作出判断与决策，进而反馈至制造单元执行，旨在在个性化需求盛行的时代，实现与大批量生产相媲美的成本效益，提供更优的品质、更低的成本以及更迅速的交付服务。

柔性制造构成了智能制造体系中的关键环节，贝加莱作为行业内的自动化领军企业，持续专注于提升生产的智能化和灵活性。在即将到来的IAS展会上，贝加莱将全面展示其涵盖柔性制造全系列产品的解决方案。

1.&实现最大的生产柔性

该系统已投入使用，作为一款柔性电驱输送装置，它将带来生产线设计的革新，显著提升生产线的适应性和灵活性。

图1 与机器人构成柔性产线

柔性协同能力体现在：动子间的距离、运动速度及加速度等参数，均可通过软件进行灵活调整，以便适应生产过程中的各种变化。

低维护系统：得益于非接触式传输技术和机械部件数量极少（仅3个），其维护费用显著降低。

通过建模和*技术，我们能够提前对新的生产组织形式进行模拟，以此减少实际测试中的资源浪费。

波动抑制：可以有效降低生产中的摇晃、波动带来的质量偏差；

占地更小：通过紧凑的设计，可以降低占地面积；

新一代产品展现出更强的柔韧性，其轨道设计形式也更加丰富多变，例如图2所示的结构，能够容纳圆形弧线、直线以及圆形弧线与直线的多种组合形式。

产品可根据分流技术被分配至不同的生产线，进行后续的加工处理，例如，可以被送往不同的包装站点。

汇流：将不同的产品汇合至同一线体进行加工、装配、检测等；

图2 的分流汇流带来产品柔性组合

和使得产线实现了革命性的设计，它将为制造业带来以下好处：

简化机械设计，借助电磁一体化的传输系统，使得产线机械结构得以简化，同时，组织过程亦变得更加简便。

通过生产流程的重组以及建模和*虚拟测试，在产品工艺进行更新之后，该产线能够实现重复使用。

软件定义智能技术，它赋予生产线以极高的灵活性，这种灵活性是传统机械传输所无法达到的。

2.智能机器视觉系统

机器视觉在柔性制造领域的关键作用体现在其能够实现产品质量的实时监控、物料的智能分类，这一功能显著提高了柔性制造的质量水平和生产组织的效率。在精益生产模式中，生产流程中的半成品必须经过检测，否则无法进入后续环节。因此，未来视觉技术在众多场景中的应用将愈发广泛。

贝加莱推出全新视觉系统，它与传统分立的视觉有非常大的优势：

2.1 集成性

传统上，图像处理和自动化技术分别属于不同的学科领域，这导致视觉系统往往与控制系统分离。然而，贝加莱的机器视觉设计方案却强调了其“集成”特性，这一理念主要体现在以下数个方面：

视觉模块，类似于常规的输入输出或驱动轴，被控制器所整合，并通过实时以太网技术融入了整个控制系统之中。

在软件方面，集成开发平台负责实现其与其他程序，例如逻辑和运动控制程序，在软件层面的无缝对接。此外，专门用于视觉处理的mapp模块则负责对这些程序进行配置、连接、诊断以及应用开发。

图3 贝加莱智能视觉

2.2 智能性

贝加莱的机器视觉系统专为嵌入式应用而设计，它能够对视觉测量的信号进行快速处理，进而得出计算结果。这些结果会通过总线传输至控制系统，从而确保与机器人、CNC系统以及其他需要同步控制的运动单元保持同步。

智能性体现在：

配置简便：贝加莱的机器视觉系统具备智能特性，因而用户能够轻松进行设置，无需依赖具有高度专业图像处理技能的工程师参与开发过程。

广泛适用性：该系统可满足多种应用场景对视觉功能的需求，无论是嵌入式照明还是其他视觉应用，都能根据具体场景进行相应的调整，并智能地执行处理，确保与场景完美契合。

3.OPC UA TSN工业互联

智能制造的发展背景是，自动化技术已将控制水平提升至较高层次，这就要求我们通过协同作用来削减生产过程中的非增值环节，以此提高整体生产效率。然而，传统总线在IT与OT融合过程中，尤其在数据传输和语义互操作方面存在诸多问题，这导致了OPC UA TSN技术正逐渐成为未来工业互联网的主要发展方向。贝加莱公司一直积极推动这项技术的发展。

（1）基础互联，OPC UA TSN扮演非常关键的角色

OPC UA与TSN技术有效解决了OICT融合过程中的诸多紧迫问题。其中，OPC UA对异构网络中的语义互操作性进行了标准化处理，确保了不同总线上的应用层能够在此实现统一。此外，它还为各行各业量身定制了信息模型，简化了数据采集流程，同时显著降低了开发工作量。TSN技术克服了传统控制依赖周期性且需实时响应的特点，同时满足了IT数据大规模传输的需求，确保了数据能在同一网络中传输。因此，OPC UA TSN成为了数字化互联互通的物理支撑。图4展示了OPC UA TSN的完整工业通信结构。

图4 基于OPC UA TSN的全连接架构

图5展示了贝加莱OPC UA TSN的全面集成，涵盖了从设备到控制器的各个部分，包括控制器之间的数据传输，以及北向的工厂级数据汇总，还有南向的数据传输路径，即从管理层延伸至工厂和生产线。

图5 贝加莱OPC UA TSN的全集成互联架构

4.软件定义智能-mapp技术

图6 贝加莱mapp模块化应用开发

智能制造的关键在于将人类的知识转化为软件，并将这些软件模块化，使其成为可重复使用的部件，只有这样，设备才能被灵活地组合。否则，大规模的定制化开发机器应用软件将导致企业难以适应市场需求的快速变化。

（1）软件定义智能

软件定义智能的关键在于机器的灵活生产，这要求内部工艺建模，并能够根据条件变化自主重组工艺流程。此外，软件还充当着封装专业技能的容器。多年来，自动化应用变得极为复杂，这也导致机器在功能强大的同时，必须应对工程量增加、软件错误率上升等风险。因此，迫切需要更有效的解决方案来应对这些问题。

（2）软件复用与组件技术

软件复用指的是将工业中广泛应用的软件程序封装成统一的模块，贝加莱公司便依据这一标准对多个领域的机器软件进行了封装处理，其组件技术则是依据“高内聚、低耦合”的原则所开发出的具体应用模块。

（3）贝加莱mapp技术解决自动化软件开发痛点

Mapp的开发依托于软件复用和组件技术，涵盖了众多基础自动化专业库，诸如等，同时还包括了针对特定行业开发的、等，以及专为机器画面设计、与生产运营紧密相关的、等丰富多样的软件组件。这些组件的使用使得机器配置和开发过程变得更加简便，并且涵盖了控制、服务、运营维护等各个方面的软件封装。

软件定义智能带来客户收益：

（1）缩短开发周期：模块构件无需复杂的代码编写；

降低开发成本，无需投入过多时间进行代码编写及软件模块的测试与验证。

（3）降低软件学习、维护、升级的成本。

5.-更简单的HMI开发

HMI应用的设计得到了全新升级，如图7所示，借助OPC UA技术的优势，带来了诸多益处：

软件模块化设计得以实现，得益于OPC UA的隔离作用，它成功地将应用与HMI以及数据进行了分离，从而显著提升了软件的模块化设计水平。

OPC UA在角色支持方面发挥作用，它允许通过角色定义来区分不同的访问者，并据此赋予他们相应的权限。

网络技术，特别是HTTP协议，使得用户能够利用各种浏览器终端轻松访问设备，同时，多样的IT控件易于掌握，且界面设计也颇具美感。

该系统具备适配各类屏幕尺寸的能力，无需针对每一种尺寸单独制作图像。

图7 自动化与Web的融合

贝加莱致力于推动柔性制造技术在工业领域的应用，同时为客户实现成本与效率的双重提升。我们诚挚邀请您莅临贝加莱，共同探讨智能制造的具体实施路径。

关于贝加莱

贝加莱，这家总部设在奥地利的创新型企业，在全球范围内设有众多分支机构，专注于自动化领域。2017年7月，贝加莱正式成为ABB集团的一部分，成为其业务体系中的一员。在全球工业自动化领域，贝加莱以其领先地位著称，它将尖端技术与卓越的工程技术相结合，为众多产业客户提供了包括机器和工厂自动化、运动控制、人机界面以及集成安全技术在内的全方位解决方案。借助工业物联网的通信规范，诸如OPC UA等，以及贝加莱卓越的软件开发平台，贝加莱持续革新，重塑自动化工程的发展方向。贝加莱秉持着不懈的创新理念，向客户提供了更加简便且超越预期的工业自动化领域的尖端技术和解决方案。

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