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裝備制造是整個(gè)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(shí)現(xiàn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。那如何實(shí)現(xiàn)裝備制造的高端化、智能化呢？技術(shù)創(chuàng)新無(wú)疑是最為直接的源動(dòng)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(huì)，創(chuàng)新無(wú)處不在，但創(chuàng)新總是說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難。那在當(dāng)前全社會(huì)走向數(shù)字化、智能化的大趨勢(shì)下，裝備制造業(yè)如何進(jìn)行創(chuàng)新呢？我們不妨從一家長(zhǎng)期專注在裝備制造業(yè)的自動(dòng)化廠商，ABB貝加萊公司的2023創(chuàng)新日上來(lái)看看，在當(dāng)前階段裝備制造如何進(jìn)行創(chuàng)新開(kāi)發(fā)？

數(shù)字化智能，創(chuàng)新于無(wú)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(gè)交流活動(dòng)。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(kāi)發(fā)”的2023創(chuàng)新日活動(dòng)，貝加萊大中華區(qū)總裁肖維榮博士以及來(lái)自貝加萊奧地利總部的多名專家分別分享了對(duì)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(gè)易變、不確定、復(fù)雜和模糊的VUCA時(shí)代，市場(chǎng)需求瞬息萬(wàn)變，如何才能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中贏得未來(lái)？肖維榮博士認(rèn)為，依靠創(chuàng)新實(shí)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(zhǎng)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(shuō)道，在經(jīng)歷改革開(kāi)放40余年的高速發(fā)展后，中國(guó)已然成為全球最大的制造國(guó)家，然而，全新的挑戰(zhàn)也正在悄然到來(lái)，更為個(gè)性化的產(chǎn)品需求、增速放緩下的競(jìng)爭(zhēng)加劇，凡此種種，都需要制造企業(yè)通過(guò)更敏捷的市場(chǎng)響應(yīng)，以及可持續(xù)的發(fā)展來(lái)予以支撐。同時(shí)，高質(zhì)量也是一種產(chǎn)業(yè)共識(shí)的達(dá)成，即避開(kāi)低質(zhì)量的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，邁向更為高品質(zhì)的創(chuàng)新、自主研發(fā)與核心競(jìng)爭(zhēng)力的掌控發(fā)展道路上來(lái)。

對(duì)于裝備制造業(yè)來(lái)說(shuō)，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(gè)能夠贏得未來(lái)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(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。我們的產(chǎn)業(yè)，需要通過(guò)更為優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品與服務(wù)創(chuàng)新來(lái)贏得可持續(xù)發(fā)展。

過(guò)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(gè)基礎(chǔ)上，企業(yè)要考慮構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的平臺(tái)，放眼未來(lái)的持續(xù)產(chǎn)品與技術(shù)迭代。

對(duì)于創(chuàng)新，肖維榮博士提出，數(shù)字化時(shí)代的創(chuàng)新，不僅在那些看得見(jiàn)的地方，更在那些看不見(jiàn)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(yùn)營(yíng)效率。數(shù)字化智能技術(shù)，創(chuàng)新于無(wú)形，這才是撬動(dòng)未來(lái)的杠桿。

自適應(yīng)制造——應(yīng)對(duì)“變化”的需求

此次創(chuàng)新日，來(lái)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(lái)”的分享。他分析了當(dāng)前制造業(yè)所面臨的消費(fèi)者個(gè)性化需求增強(qiáng)、勞動(dòng)力短缺與市場(chǎng)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(jiǎn)單的運(yùn)營(yíng)。為此，貝加萊提出了“自適應(yīng)制造”的思想，通過(guò)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(duì)不斷變化的消費(fèi)市場(chǎng)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(jué)、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(shuō)，貝加萊的機(jī)器視覺(jué)在于它的“集成性”，它把視覺(jué)融入到了自動(dòng)化系統(tǒng)，而非獨(dú)立的一個(gè)系統(tǒng)，這樣帶來(lái)的最大好處就是“同步性”，它可以像一個(gè)I/O一樣被配置和診斷，用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)軟件即可實(shí)現(xiàn)。

貝加萊是OPC UA FX的積極推動(dòng)者，早在2008年左右即在系統(tǒng)中配置了OPC UA Server，并在2016年開(kāi)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(huì)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(guò)物理建模和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模的融合應(yīng)用，來(lái)解決制造中的學(xué)習(xí)、分析、決策問(wèn)題。在物理建模中，通過(guò)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(dòng)建模方面，貝加萊的exOS可以實(shí)現(xiàn)IT事件驅(qū)動(dòng)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(gè)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(shí)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?yàn)閭€(gè)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(jué)、ABB機(jī)器人，可以簡(jiǎn)化機(jī)械設(shè)計(jì)，滿足靈活多變市場(chǎng)需求，為“組裝”領(lǐng)域的用戶打造“自適應(yīng)制造”的平臺(tái)，而未來(lái)，貝加萊還將為本土用戶提供產(chǎn)線工程咨詢、設(shè)計(jì)、實(shí)施支持。

融機(jī)器人于機(jī)器之中：簡(jiǎn)化智能產(chǎn)線設(shè)計(jì)

在未來(lái)的自動(dòng)化生產(chǎn)線上，機(jī)器人將成為必不可少的組成部分。來(lái)自于ABB貝加萊總部的Robert Kickinger博士在此次創(chuàng)新日上帶來(lái)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(kāi)發(fā)，以便更好地同步協(xié)作，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，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(xiàng)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(dòng)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(shí)現(xiàn)重復(fù)的質(zhì)量和一致的產(chǎn)品處理。

而對(duì)于如何在自動(dòng)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(dòng)化系統(tǒng)，只有36%的設(shè)備制造商認(rèn)為機(jī)器人作為獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)。

隨著更多的產(chǎn)線集成需求，機(jī)器人也開(kāi)始更多成為產(chǎn)線集成的重要目標(biāo)，貝加萊在2021 收購(gòu)了Codian機(jī)器人，并將Codian機(jī)器人無(wú)縫集成到了貝加萊了自動(dòng)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(lái)前所未有的好處。

比如機(jī)器人與運(yùn)動(dòng)控制軸、機(jī)器人與貝加萊的Trak系統(tǒng)、與視覺(jué)傳感器之間可以實(shí)現(xiàn)高精度的同步運(yùn)動(dòng)。集成機(jī)器人后，可以用貝加萊的Automation Studio來(lái)統(tǒng)一編程，進(jìn)行程序的開(kāi)發(fā)、拾取與放置過(guò)程仿真、測(cè)試與驗(yàn)證、維護(hù)等，只要一個(gè)開(kāi)發(fā)工具就可以開(kāi)發(fā)出整臺(tái)機(jī)器，無(wú)需專門(mén)的機(jī)器人編程語(yǔ)言。基于mappVIEW的設(shè)計(jì)，可以將機(jī)器人與其它機(jī)器應(yīng)用集成為一個(gè)HMI中，實(shí)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(gè)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(dòng)力。對(duì)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(duì)于處于亟需走向高質(zhì)量發(fā)展之路的中國(guó)裝備制造業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑又增添了一份前進(jìn)的動(dòng)力。