要說這年頭，熱門的技術名詞可是真的不少，經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，這些高大上的技術是否馬上就能夠為我們所用，并創造價值呢？先不說這些被宣傳的極為高大上的技術方案本身到底有多么成熟，即便其中的應用場景真的落到實處，是否就能夠幫助企業解決各種在生產、運營過程中所面臨的現實問題呢？

 

換言之，在我們談論到底需要怎樣的技術手段之前，還是得先來搞明白制造企業的核心需求是什么。

 

 

可如果仔細思考一下，大家就不難發現，無論科學技術怎樣發展，制造企業的基本需求是不會變的，總歸都是用更少的投入，滿足更多用戶的各種不同需求，以創造更大的經濟價值。只是這種需求在不同階段的表現形式會有所差異。而當前制造企業面臨的主要問題，是高品質、多樣性的用戶需求與傳統制造體系之間的巨大矛盾。

 

 

因此，在這種情況下，制造企業所需要的技術自然就應該具備這樣一些特質：集成更多強大的功能、系統元器件更少、更高的靈活性、更優的應用成本、更加易用（接線、安裝、調試、維護）、更小的體積...

 

從這個角度看，我覺得在接下來的一段時間內，至少有這樣幾類技術是值得我們關注的。

 

制造現場的數字化

 

數字化無疑是這幾年工業技術的一大熱門。

 

 

不過如果僅僅是從表面上看各家有關數字化產品的宣傳，談論的大都是關于信息層與控制層的數字化，卻很少涉及到設備底層元件、尤其是動力組件；各種所謂的 IT / OT 融合解決方案，也都是在說工廠管理與設備運營信息的整合對于生產決策的意義，卻忽視了數字化對于企業 OT 實體層面的實際應用價值。

 

 

事實上，近幾年數字化技術在處理器的運算能力和數據通訊的傳輸速率這兩個重要維度，都有著極為突飛猛進的發展。前者，以更小更經濟的處理器元件為設備現場的各類功能組件賦予了邏輯控制和數據處理的功能（如：模數轉換、信號識別、故障診斷...等等）；而后者則讓現場的自動化設備在進行通訊時能以更少的硬件（如：線纜...）承載更多的交互信息，簡化系統的線路連接，優化設備各組件之間的溝通成本，延伸和擴展設備感知，并實現控制信號與數據信息的融合。這對于提升產線設備的運營效率將具有極為重要的意義。而我們在去年和大家提到過的多款數字化產品，其應用價值也就在于此。

 

 

值得一提的是，現場的數字化不僅僅是針對那些自動化生產設備而言的，其對于制造現場大量仍然必須由人工操作完成的任務，也將起到至關重要的作用。例如：可以借助數字化的屏幕操作終端或輔助工具完成對現場操作步驟的引導和生產過程數據的記錄/反饋，這不僅有助于人員工作流程和產線總體效率的持續優化，還將從整體上幫助企業不斷提升生產質量。

 

機電一體化

 

數字化的盛行并不意味著機電一體化技術的過時，恰恰相反，隨著產線自動化和產品定制化程度的不斷提高，產品制造過程中越來越多的環節需要使用到各類機電動力設備，這就給機械傳動設備中電氣動力機構的整合在效能、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和經濟條件下，集成更多電氣自動化設備，就必須對機電系統采取進一步的優化措施。

 

 

而說到運控/傳動系統的整合和優化，就有必要提一下幾家自動化廠商在近兩年推出的電磁驅動軌道傳輸系統。借助長定子直線電機技術，電驅傳輸系統將電磁動力直接嵌入傳輸軌道和運動部件中，徹底消除了中間傳動機構，在幾乎不占用任何外部電氣空間的情況下，極大的提升了系統傳輸速度和傳動效率。例如：ACOPOStrak 的最大速度可達：4 m/s，最大加速度可達：5G。更重要的是，由于傳輸系統中每個動子部件都是可以獨立受控運動的，這讓整個產線的運轉變得非常靈活高效。

 

 

盡管電驅傳輸系統并不一定適合所有設備應用，但其簡化機械傳動環節、讓動力更加直接的傳遞到最終運動機構的做法還是非常值得我們借鑒的。針對設備中某些局部傳動軸的優化，我們可以考慮使用一些機電一體化產品，例如：直線電動缸、旋轉直接驅動電機、直線電機...等等，以去除電氣動力源與機械負載之間復雜的轉換和過渡環節。

 

 

而即使是不使用上面這些直接驅動類產品，僅通過對各個傳動環節的布局和設置進行一些小的調整，例如：修改傳動比、更換減速機構、...，也是可以在一定程度上實現機電系統的簡化和優化的。我們在之前有關電機傳動系統的幾篇推文中曾經提到過，使用高性能的行星齒輪減速機替代傳統多級同步帶傳動鏈，不僅可以降低電機和驅動系統的電流/功率需求，還能夠在提高產品質量的同時，有效減小硬件（產品、柜體、線纜...）尺寸，提升傳動效率，并降低系統總體成本...

 

所以，有關在產線設備中機械傳動與電氣驅動系統的整合，企業用戶實際上是可以根據具體應用和實際工況選擇合適的產品體系和解決方案的。

 

基礎技術

 

在這個幾乎人人都在談論智能制造的時候，我還是要和大伙再嘮叨一下那些日常一定會碰到、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，無論技術如何發展，工業應用的一些基本面是不會有太大變化的，同時它們總是在根本上決定著制造企業的經濟效益。

 

量化設計

 

在系統設計的時候，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驗和各種不確定性因素買多少單呢？

 

 

而采取量化設計的意義就在于，減少經驗成分，在避免無謂的成本付出的同時，確保系統可靠的性能。

 

電氣集成

 

當自動化設備需要使用越來越多的電氣驅動產品時，我們是否有考慮過去優化這些動力組件在系統中的硬件布局和空間占用呢？

 

 

而這個問題上，市面上其實是有一些現成的省盤柜技術方案的，例如：集成驅動電機技術、共直流母線驅動、分布式驅動系統...等等。

 

實施規范

 

產線設備的性能表現，歸根結底還是必須得借助最基本的物理原理在實體層面完成的。

 

 

所以，任何時候，包括：系統電磁兼容性管理、線纜的敷設與連接、電氣柜及其內部元件的布局、機械結構和傳動環節的安裝與連接、.....等在內的、有關設備機電系統的集成在操作實施方面的各種應用規范，都絕對是非常必要的。盡管，這的確算得上是一個老生常談的問題了。

 

功能安全

 

很多人會認為，機器安全就是在設備控制中增加各種機電聯鎖，以防止人員在機器運行時受到意外傷害。然而事實上并沒有那么簡單，因為直接在系統中嵌入所謂的安全邏輯，往往是會影響設備運行效率的。

 

 

面對產線上越來越多的高性能自動化運控設備，對它們在系統風險和投資回報等方面的數據進行綜合評估，并基于此對技術方案進行反復的迭代升級，將變得非常重要。而安全控制，只不過是在機器的安全生命周期管理過程中技術實施環節的一部分。