要說這年頭，熱門的技術(shù)名詞可是真的不少，經(jīng)常就讓我們忘記自己到底想要什么了。

 

 

可是大伙有沒有想過，這些高大上的技術(shù)是否馬上就能夠?yàn)槲覀兯?，并?chuàng)造價(jià)值呢？先不說這些被宣傳的極為高大上的技術(shù)方案本身到底有多么成熟，即便其中的應(yīng)用場(chǎng)景真的落到實(shí)處，是否就能夠幫助企業(yè)解決各種在生產(chǎn)、運(yùn)營過程中所面臨的現(xiàn)實(shí)問題呢？

 

換言之，在我們談?wù)摰降仔枰鯓拥募夹g(shù)手段之前，還是得先來搞明白制造企業(yè)的核心需求是什么。

 

 

可如果仔細(xì)思考一下，大家就不難發(fā)現(xiàn)，無論科學(xué)技術(shù)怎樣發(fā)展，制造企業(yè)的基本需求是不會(huì)變的，總歸都是用更少的投入，滿足更多用戶的各種不同需求，以創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。只是這種需求在不同階段的表現(xiàn)形式會(huì)有所差異。而當(dāng)前制造企業(yè)面臨的主要問題，是高品質(zhì)、多樣性的用戶需求與傳統(tǒng)制造體系之間的巨大矛盾。

 

 

因此，在這種情況下，制造企業(yè)所需要的技術(shù)自然就應(yīng)該具備這樣一些特質(zhì)：集成更多強(qiáng)大的功能、系統(tǒng)元器件更少、更高的靈活性、更優(yōu)的應(yīng)用成本、更加易用（接線、安裝、調(diào)試、維護(hù)）、更小的體積...

 

從這個(gè)角度看，我覺得在接下來的一段時(shí)間內(nèi)，至少有這樣幾類技術(shù)是值得我們關(guān)注的。

 

制造現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字化

 

數(shù)字化無疑是這幾年工業(yè)技術(shù)的一大熱門。

 

 

不過如果僅僅是從表面上看各家有關(guān)數(shù)字化產(chǎn)品的宣傳，談?wù)摰拇蠖际顷P(guān)于信息層與控制層的數(shù)字化，卻很少涉及到設(shè)備底層元件、尤其是動(dòng)力組件；各種所謂的 IT / OT 融合解決方案，也都是在說工廠管理與設(shè)備運(yùn)營信息的整合對(duì)于生產(chǎn)決策的意義，卻忽視了數(shù)字化對(duì)于企業(yè) OT 實(shí)體層面的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

 

 

事實(shí)上，近幾年數(shù)字化技術(shù)在處理器的運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)通訊的傳輸速率這兩個(gè)重要維度，都有著極為突飛猛進(jìn)的發(fā)展。前者，以更小更經(jīng)濟(jì)的處理器元件為設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的各類功能組件賦予了邏輯控制和數(shù)據(jù)處理的功能（如：模數(shù)轉(zhuǎn)換、信號(hào)識(shí)別、故障診斷...等等）；而后者則讓現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化設(shè)備在進(jìn)行通訊時(shí)能以更少的硬件（如：線纜...）承載更多的交互信息，簡化系統(tǒng)的線路連接，優(yōu)化設(shè)備各組件之間的溝通成本，延伸和擴(kuò)展設(shè)備感知，并實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)與數(shù)據(jù)信息的融合。這對(duì)于提升產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)營效率將具有極為重要的意義。而我們?cè)谌ツ旰痛蠹姨岬竭^的多款數(shù)字化產(chǎn)品，其應(yīng)用價(jià)值也就在于此。

 

 

值得一提的是，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字化不僅僅是針對(duì)那些自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備而言的，其對(duì)于制造現(xiàn)場(chǎng)大量仍然必須由人工操作完成的任務(wù)，也將起到至關(guān)重要的作用。例如：可以借助數(shù)字化的屏幕操作終端或輔助工具完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作步驟的引導(dǎo)和生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的記錄/反饋，這不僅有助于人員工作流程和產(chǎn)線總體效率的持續(xù)優(yōu)化，還將從整體上幫助企業(yè)不斷提升生產(chǎn)質(zhì)量。

 

機(jī)電一體化

 

數(shù)字化的盛行并不意味著機(jī)電一體化技術(shù)的過時(shí)，恰恰相反，隨著產(chǎn)線自動(dòng)化和產(chǎn)品定制化程度的不斷提高，產(chǎn)品制造過程中越來越多的環(huán)節(jié)需要使用到各類機(jī)電動(dòng)力設(shè)備，這就給機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中電氣動(dòng)力機(jī)構(gòu)的整合在效能、成本、體積、易用性...等各方面提出了更高的要求。換句話說，要在有限的物理空間內(nèi)和經(jīng)濟(jì)條件下，集成更多電氣自動(dòng)化設(shè)備，就必須對(duì)機(jī)電系統(tǒng)采取進(jìn)一步的優(yōu)化措施。

 

 

而說到運(yùn)控/傳動(dòng)系統(tǒng)的整合和優(yōu)化，就有必要提一下幾家自動(dòng)化廠商在近兩年推出的電磁驅(qū)動(dòng)軌道傳輸系統(tǒng)。借助長定子直線電機(jī)技術(shù)，電驅(qū)傳輸系統(tǒng)將電磁動(dòng)力直接嵌入傳輸軌道和運(yùn)動(dòng)部件中，徹底消除了中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在幾乎不占用任何外部電氣空間的情況下，極大的提升了系統(tǒng)傳輸速度和傳動(dòng)效率。例如：ACOPOStrak 的最大速度可達(dá)：4 m/s，最大加速度可達(dá)：5G。更重要的是，由于傳輸系統(tǒng)中每個(gè)動(dòng)子部件都是可以獨(dú)立受控運(yùn)動(dòng)的，這讓整個(gè)產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)變得非常靈活高效。

 

 

盡管電驅(qū)傳輸系統(tǒng)并不一定適合所有設(shè)備應(yīng)用，但其簡化機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)、讓動(dòng)力更加直接的傳遞到最終運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的做法還是非常值得我們借鑒的。針對(duì)設(shè)備中某些局部傳動(dòng)軸的優(yōu)化，我們可以考慮使用一些機(jī)電一體化產(chǎn)品，例如：直線電動(dòng)缸、旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)、直線電機(jī)...等等，以去除電氣動(dòng)力源與機(jī)械負(fù)載之間復(fù)雜的轉(zhuǎn)換和過渡環(huán)節(jié)。

 

 

而即使是不使用上面這些直接驅(qū)動(dòng)類產(chǎn)品，僅通過對(duì)各個(gè)傳動(dòng)環(huán)節(jié)的布局和設(shè)置進(jìn)行一些小的調(diào)整，例如：修改傳動(dòng)比、更換減速機(jī)構(gòu)、...，也是可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)的簡化和優(yōu)化的。我們?cè)谥坝嘘P(guān)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的幾篇推文中曾經(jīng)提到過，使用高性能的行星齒輪減速機(jī)替代傳統(tǒng)多級(jí)同步帶傳動(dòng)鏈，不僅可以降低電機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電流/功率需求，還能夠在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，有效減小硬件（產(chǎn)品、柜體、線纜...）尺寸，提升傳動(dòng)效率，并降低系統(tǒng)總體成本...

 

所以，有關(guān)在產(chǎn)線設(shè)備中機(jī)械傳動(dòng)與電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整合，企業(yè)用戶實(shí)際上是可以根據(jù)具體應(yīng)用和實(shí)際工況選擇合適的產(chǎn)品體系和解決方案的。

 

基礎(chǔ)技術(shù)

 

在這個(gè)幾乎人人都在談?wù)撝悄苤圃斓臅r(shí)候，我還是要和大伙再嘮叨一下那些日常一定會(huì)碰到、然而卻老是容易被人們忽略的、那些不起眼的“小事情”。原因很簡單，無論技術(shù)如何發(fā)展，工業(yè)應(yīng)用的一些基本面是不會(huì)有太大變化的，同時(shí)它們總是在根本上決定著制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

 

量化設(shè)計(jì)

 

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，保持一定的余量總是必要的。但我們到底要為那些所謂的經(jīng)驗(yàn)和各種不確定性因素買多少單呢？

 

 

而采取量化設(shè)計(jì)的意義就在于，減少經(jīng)驗(yàn)成分，在避免無謂的成本付出的同時(shí)，確保系統(tǒng)可靠的性能。

 

電氣集成

 

當(dāng)自動(dòng)化設(shè)備需要使用越來越多的電氣驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品時(shí)，我們是否有考慮過去優(yōu)化這些動(dòng)力組件在系統(tǒng)中的硬件布局和空間占用呢？

 

 

而這個(gè)問題上，市面上其實(shí)是有一些現(xiàn)成的省盤柜技術(shù)方案的，例如：集成驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)、共直流母線驅(qū)動(dòng)、分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)...等等。

 

實(shí)施規(guī)范

 

產(chǎn)線設(shè)備的性能表現(xiàn)，歸根結(jié)底還是必須得借助最基本的物理原理在實(shí)體層面完成的。

 

 

所以，任何時(shí)候，包括：系統(tǒng)電磁兼容性管理、線纜的敷設(shè)與連接、電氣柜及其內(nèi)部元件的布局、機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)環(huán)節(jié)的安裝與連接、.....等在內(nèi)的、有關(guān)設(shè)備機(jī)電系統(tǒng)的集成在操作實(shí)施方面的各種應(yīng)用規(guī)范，都絕對(duì)是非常必要的。盡管，這的確算得上是一個(gè)老生常談的問題了。

 

功能安全

 

很多人會(huì)認(rèn)為，機(jī)器安全就是在設(shè)備控制中增加各種機(jī)電聯(lián)鎖，以防止人員在機(jī)器運(yùn)行時(shí)受到意外傷害。然而事實(shí)上并沒有那么簡單，因?yàn)橹苯釉谙到y(tǒng)中嵌入所謂的安全邏輯，往往是會(huì)影響設(shè)備運(yùn)行效率的。

 

 

面對(duì)產(chǎn)線上越來越多的高性能自動(dòng)化運(yùn)控設(shè)備，對(duì)它們?cè)谙到y(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)和投資回報(bào)等方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)估，并基于此對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行反復(fù)的迭代升級(jí)，將變得非常重要。而安全控制，只不過是在機(jī)器的安全生命周期管理過程中技術(shù)實(shí)施環(huán)節(jié)的一部分。