工業(yè)自動(dòng)化項(xiàng)目逐步向數(shù)字化方向轉(zhuǎn)變

按照之前的理解，數(shù)字化是傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化向著滿足快速、、節(jié)能的生產(chǎn)控制系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)目標(biāo)。具體實(shí)現(xiàn)的方式是通過(guò)數(shù)字化的軟件，將原來(lái)自動(dòng)化產(chǎn)線制造、集成、生產(chǎn)的實(shí)際過(guò)程變成虛擬的過(guò)程，通過(guò)虛擬調(diào)試，使得未來(lái)的產(chǎn)線能夠以“虛擬現(xiàn)實(shí)”的方式呈現(xiàn)在人們面前。這種方式甚至可以實(shí)現(xiàn)整條產(chǎn)線、整個(gè)工廠的生產(chǎn)過(guò)程的模擬，大大節(jié)省了企業(yè)前期調(diào)試的成本。同時(shí)，這種方式還能模擬生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種情況，使人們?cè)趯?shí)際產(chǎn)線或者設(shè)備在真正的被制造之前，就已經(jīng)對(duì)設(shè)備的各種動(dòng)作有了全面的測(cè)試和了解。

        但這種方式是否能夠真正滿足未來(lái)自動(dòng)化生產(chǎn)的需要？是否能真正帶來(lái)益處？這是否是真正可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，這個(gè)目標(biāo)什么時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)？

        這里，我介紹幾個(gè)小的應(yīng)用實(shí)例，供大家探討。

虛擬調(diào)試

西門(mén)子為用戶設(shè)計(jì)制造一個(gè)設(shè)備Demo，該設(shè)備Demo機(jī)械部分包括傳送帶、機(jī)械手臂（圖1）。

圖1 設(shè)備Demo

        在整個(gè)Demo設(shè)計(jì)的過(guò)程中，采用了虛擬調(diào)試的方法。

        首先，除了機(jī)械部分的設(shè)計(jì)外，設(shè)備動(dòng)作設(shè)計(jì)采用了NX  MCD軟件，對(duì)整個(gè)設(shè)備的動(dòng)作和工藝進(jìn)行了模擬仿真，發(fā)現(xiàn)其中的錯(cuò)誤可以及時(shí)改正。

        接下來(lái)，對(duì)于控制器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試，均采用PLC SIM Advance軟件進(jìn)行模擬調(diào)試（圖2）。

圖2 PLCSIM Advance 仿真程序

        此時(shí)，可以通過(guò)軟件對(duì)PLC控制程序以及畫(huà)面進(jìn)行調(diào)試。這里的仿真軟件可以代替真實(shí)的PLC硬件，可以在沒(méi)有PLC硬件的情況下，隨時(shí)隨地的進(jìn)行程序的仿真調(diào)試。

        同時(shí)，還可以將該P(yáng)LC程序仿真與MCD仿真進(jìn)行連接，通過(guò)PLC程序來(lái)控制MCD中設(shè)備的動(dòng)作（圖3）。

圖3 PLC仿真程序與MCD仿真程序互連

        通過(guò)這樣的關(guān)聯(lián)，幾乎可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的調(diào)試了，只不過(guò)整個(gè)過(guò)程都是在軟件環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的，但效果跟實(shí)際的設(shè)備幾乎*一樣。

        由于采用了虛擬調(diào)試的方法，在機(jī)械部件被設(shè)計(jì)出來(lái)之后，在制造的過(guò)程中，整個(gè)設(shè)備的控制程序就已經(jīng)可以進(jìn)行編制和調(diào)試了。而且，無(wú)論是機(jī)械部分還是程序部分，都大大減少了實(shí)際設(shè)備的錯(cuò)誤率。根據(jù)我們同事的介紹，他們整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程（包括機(jī)械硬件、軟件程序）大概持續(xù)了半年，但在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)備零部件組裝以及程序調(diào)試的時(shí)間總共花了2周左右，這其中還包括了機(jī)器手臂的調(diào)試。

數(shù)字化Pump App on MindSphere

現(xiàn)場(chǎng)正常工作的設(shè)備，可以通過(guò)特定數(shù)據(jù)的采集，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行提前預(yù)判，從而避免事故的發(fā)生，防止出現(xiàn)更嚴(yán)重的損壞或者損失。

這里舉個(gè)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的Pump進(jìn)行預(yù)維護(hù)的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例（圖4）。

圖4 Digital Pump App

        通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、效率等參數(shù)進(jìn)行詳盡的記錄和分析，而訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)，則是通過(guò)Web的方式即可（圖5）。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果

考慮到設(shè)備可能位于不同地點(diǎn)，甚至遍布，另外，考慮到數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方便，這里將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)PLC上傳至西門(mén)子MindSphere云端。

圖6 PLC數(shù)據(jù)上傳至云端

        而近，西門(mén)子已經(jīng)與阿里云達(dá)成協(xié)議，未來(lái)將MindSphere部署于阿里云，為廣大國(guó)內(nèi)用戶提供基于云端的應(yīng)用服務(wù)。

        通過(guò)這兩個(gè)小的應(yīng)用實(shí)例，大家是否已經(jīng)感受到數(shù)字化的腳步在慢慢臨近，是否體會(huì)到工業(yè)自動(dòng)化的數(shù)字化變革所帶來(lái)的變化？而這些變化將會(huì)如何引導(dǎo)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的方向，終如何實(shí)現(xiàn)智能化制造？可以談?wù)勀目捶ǎ?/p>