2018 有哪些值得我们关注

要说这年头，热门的技术名词可是真的不少，经常就让我们忘记自己到底想要什么了。

 

 

可是大伙有没有想过，这些高大上的技术是否马上就能够为我们所用，并创造价值呢？先不说这些被宣传的极为高大上的技术方案本身到底有多么成熟，即便其中的应用场景真的落到实处，是否就能够帮助企业解决各种在生产、运营过程中所面临的现实问题呢？

 

换言之，在我们谈论到底需要怎样的技术手段之前，还是得先来搞明白制造企业的核心需求是什么。

 

 

可如果仔细思考一下，大家就不难发现，无论科学技术怎样发展，制造企业的基本需求是不会变的，总归都是用更少的投入，满足更多用户的各种不同需求，以创造更大的经济价值。只是这种需求在不同阶段的表现形式会有所差异。而当前制造企业面临的主要问题，是高品质、多样性的用户需求与传统制造体系之间的巨大矛盾。

 

 

因此，在这种情况下，制造企业所需要的技术自然就应该具备这样一些特质：集成更多强大的功能、系统元器件更少、更高的灵活性、更优的应用成本、更加易用（接线、安装、调试、维护）、更小的体积...

 

从这个角度看，我觉得在接下来的一段时间内，至少有这样几类技术是值得我们关注的。

 

制造现场的数字化

 

数字化无疑是这几年工业技术的一大热门。

 

 

不过如果仅仅是从表面上看各家有关数字化产品的宣传，谈论的大都是关于信息层与控制层的数字化，却很少涉及到设备底层元件、尤其是动力组件；各种所谓的 IT / OT 融合解决方案，也都是在说工厂管理与设备运营信息的整合对于生产决策的意义，却忽视了数字化对于企业 OT 实体层面的实际应用价值。

 

 

事实上，近几年数字化技术在处理器的运算能力和数据通讯的传输速率这两个重要维度，都有着极为突飞猛进的发展。前者，以更小更经济的处理器元件为设备现场的各类功能组件赋予了逻辑控制和数据处理的功能（如：模数转换、信号识别、故障诊断...等等）；而后者则让现场的自动化设备在进行通讯时能以更少的硬件（如：线缆...）承载更多的交互信息，简化系统的线路连接，优化设备各组件之间的沟通成本，延伸和扩展设备感知，并实现控制信号与数据信息的融合。这对于提升产线设备的运营效率将具有极为重要的意义。而我们在去年和大家提到过的多款数字化产品，其应用价值也就在于此。

 

 

值得一提的是，现场的数字化不仅仅是针对那些自动化生产设备而言的，其对于制造现场大量仍然必须由人工操作完成的任务，也将起到至关重要的作用。例如：可以借助数字化的屏幕操作终端或辅助工具完成对现场操作步骤的引导和生产过程数据的记录/反馈，这不仅有助于人员工作流程和产线总体效率的持续优化，还将从整体上帮助企业不断提升生产质量。

 

机电一体化

 

数字化的盛行并不意味着机电一体化技术的过时，恰恰相反，随着产线自动化和产品定制化程度的不断提高，产品制造过程中越来越多的环节需要使用到各类机电动力设备，这就给机械传动设备中电气动力机构的整合在效能、成本、体积、易用性...等各方面提出了更高的要求。换句话说，要在有限的物理空间内和经济条件下，集成更多电气自动化设备，就必须对机电系统采取进一步的优化措施。

 

 

而说到运控/传动系统的整合和优化，就有必要提一下几家自动化厂商在近两年推出的电磁驱动轨道传输系统。借助长定子直线电机技术，电驱传输系统将电磁动力直接嵌入传输轨道和运动部件中，彻底消除了中间传动机构，在几乎不占用任何外部电气空间的情况下，极大的提升了系统传输速度和传动效率。例如：ACOPOStrak 的最大速度可达：4 m/s，最大加速度可达：5G。更重要的是，由于传输系统中每个动子部件都是可以独立受控运动的，这让整个产线的运转变得非常灵活高效。

 

 

尽管电驱传输系统并不一定适合所有设备应用，但其简化机械传动环节、让动力更加直接的传递到最终运动机构的做法还是非常值得我们借鉴的。针对设备中某些局部传动轴的优化，我们可以考虑使用一些机电一体化产品，例如：直线电动缸、旋转直接驱动电机、直线电机...等等，以去除电气动力源与机械负载之间复杂的转换和过渡环节。

 

 

而即使是不使用上面这些直接驱动类产品，仅通过对各个传动环节的布局和设置进行一些小的调整，例如：修改传动比、更换减速机构、...，也是可以在一定程度上实现机电系统的简化和优化的。我们在之前有关电机传动系统的几篇推文中曾经提到过，使用高性能的行星齿轮减速机替代传统多级同步带传动链，不仅可以降低电机和驱动系统的电流/功率需求，还能够在提高产品质量的同时，有效减小硬件（产品、柜体、线缆...）尺寸，提升传动效率，并降低系统总体成本...

 

所以，有关在产线设备中机械传动与电气驱动系统的整合，企业用户实际上是可以根据具体应用和实际工况选择合适的产品体系和解决方案的。

 

基础技术

 

在这个几乎人人都在谈论智能制造的时候，我还是要和大伙再唠叨一下那些日常一定会碰到、然而却老是容易被人们忽略的、那些不起眼的“小事情”。原因很简单，无论技术如何发展，工业应用的一些基本面是不会有太大变化的，同时它们总是在根本上决定着制造企业的经济效益。

 

量化设计

 

在系统设计的时候，保持一定的余量总是必要的。但我们到底要为那些所谓的经验和各种不确定性因素买多少单呢？

 

 

而采取量化设计的意义就在于，减少经验成分，在避免无谓的成本付出的同时，确保系统可靠的性能。

 

电气集成

 

当自动化设备需要使用越来越多的电气驱动产品时，我们是否有考虑过去优化这些动力组件在系统中的硬件布局和空间占用呢？

 

 

而这个问题上，市面上其实是有一些现成的省盘柜技术方案的，例如：集成驱动电机技术、共直流母线驱动、分布式驱动系统...等等。

 

实施规范

 

产线设备的性能表现，归根结底还是必须得借助最基本的物理原理在实体层面完成的。

 

 

所以，任何时候，包括：系统电磁兼容性管理、线缆的敷设与连接、电气柜及其内部元件的布局、机械结构和传动环节的安装与连接、.....等在内的、有关设备机电系统的集成在操作实施方面的各种应用规范，都绝对是非常必要的。尽管，这的确算得上是一个老生常谈的问题了。

 

功能安全

 

很多人会认为，机器安全就是在设备控制中增加各种机电联锁，以防止人员在机器运行时受到意外伤害。然而事实上并没有那么简单，因为直接在系统中嵌入所谓的安全逻辑，往往是会影响设备运行效率的。

 

 

面对产线上越来越多的高性能自动化运控设备，对它们在系统风险和投资回报等方面的数据进行综合评估，并基于此对技术方案进行反复的迭代升级，将变得非常重要。而安全控制，只不过是在机器的安全生命周期管理过程中技术实施环节的一部分。