■資料來源:ARBURG
工業4.0– 未來戰略的主導思想
企業成功的前提是高效生產即實現較短的產品生命週期和較廣的產品類型多樣性並滿足日益增長的個性化產品需求。為此,必須更加節約地使用能源,提高大批量生產的生產率、質量和成品率,加速進入受市場歡迎的複雜創新產品以及進行更加靈活的批量生產。工業4.0 為我們提供了贏得這一巨大挑戰的機會。
為了確保並增強自己的長期競爭力,企業應儘早掌握生產技術和信息技術的融合。作為技術和系統合作夥伴,ARBURG(阿博格)早在數十年前就踏上了這一道路,基於其產品和服務,並在黑森林勞斯博格中央產地自己生產。 “4.0”將改變製造業在“電腦集成製造(CIM)”的口號下,早在1986 年的K 展上,ARBURG(阿博格)就展示了一套由多台射出機連接在一起組成的無手動加裝流程的全自動化製造系統。
通過這一示例,我們在當時已遙遙領先。今天,工業4.0名義下的主題發展勢頭愈加迅猛,早先對這個主題研究的成果造就了模塊化ALLROUNDER、自動化交鑰匙設備、中央SELOGICA 控制器、更高一級的ALS 主機系統以及最近的為個性化增材製造而生的freeformer的發展。我們相信,今天可用的信息和通信技術會對工業流程造成決定性的改變並且可以滿足當前市場的要求。
圖1: 數控流程關注透明度,令生產更高效
ARBURG(阿博格)和“4.0”
ARBURG(阿博格)早先就認識到網絡化生產的潛力,並且在19 世紀80 年代期間就已經將它作為一個要求納入到公司的未來戰略中。因此,工業4.0 是我們企業業務方向的一個固定組成部分,不管是在操作流程的組織上,還是在產品的研發上。我們的宗旨是成為客戶的技術和系統合作夥伴:從個性化交鑰匙解決方案到“智能工廠”中自由的、信息技術網絡化生產。
“Industrie 4.0 poweredby Arburg”倡議總結了這一方向定位。我們不僅將4.0 技術用於自己的生產,將它整合進我們的產品中,更積極支持4.0 技術項目並且向客戶展示4.0 具體的實施。對此有更具說服力的憑證。我們是:編寫德國機械設備製造聯合會(VDMA)頒布的“工業4.0 指南”的試點企業。制訂MES-/ 主機界面Euromap77 標準的發起者和先驅。 2015 年漢諾威工業博覽會上數字工廠中獨一無二的合作夥伴
更高的附加值和全新商業模式——工業4.0
工業4.0 不僅會影響生產,日後還會影響產品和產品供應。 “智能工廠”的目標是提高附加值,也是開闢全新的經營理念。 “百分之百的可追溯性”,“按需生產”,“一體成型”和“個性化”只是當前利用4.0技術進行促進的一些理念、推動力和可能性。作為塑料加工行業的技術和潮流引領者,ARBURG(阿博格)一直在拓展技術和經濟性上有意義的可行性極限。
圖2: 可模塊化擴展和可彼此自由連接的 4.0 結構組形成了通往“智能工廠”道路上個性化方案的基礎
圖3: 可追溯性: 獨立的 DM 代碼讓我們的產品本身成為資訊載體。您可以通過一台移動終端設備調出包含該產品所有處理資料的獨立網頁
4.0 基礎:工業乙太網工業4.0 以將信息技術和通信技術整合進生產流程為核心。在此過程中,就要為生產流程完成一個數字化信息的聯合,比如訂單、物理對像以及機器的數字化信息這就是所謂的“虛擬現實係統”。借助信息技術網絡化可以提高製造業的效率、生產率、可用性、質量和自由度,並且製造出更高附加值的產品。而實現這些的基礎就是構建一個能進行快速、開放、安全的數據交換的工業乙太網絡。
在此過程中,在網絡中,區分為以下互相嚙合的接口:實時乙太網接口(VARAN):機器組件、機械手系統和周邊設備連接到用於控制生產流程的中央SELOGICA上智能工廠的組成模塊沒有普遍適用的4.0 解決方案!因為沒有一個射出生產是與另一個完全一樣的。
圖4:「按需」射出: 精巧的產品設計和模具設計結合了緊湊型自動化生產方式和 OPC-UA 介面,令使靈活生產彈力繩成為可能
所以,您通往“智能工廠”的道路也需要通過不同組件和系統的共同合作來生成個性化的方案。我們正是從這裡開始著手:作為技術和系統合作夥伴,ARBURG(阿博格)能夠提供特別廣泛的服務並且能從基礎上幫助您滿足所有要求。我們的專業知識涵蓋了機器、工藝、自動化和控制系統技術,再到數字網絡化技術。在此過程中,您可以從可模塊化擴展的和可自由連接的結構組件中獲益,利用它們,您可以高效地構造和優化您的流程。我們始終在這裡:不管您是想讓一些機器,還是想讓完整的生產,抑或是全球服務變得更加“聰明”或“智能”。
智能機器登台協助讓複雜的技術更易操作!在沒有專業知識的情況下,您的操作人員必須能直觀地調整並簡單控制生產流程,不論流程有多複雜。這一目標就是智能機器,它可以將周邊設備順利地整合起來並進行監控,分析流程參數並作出相應的調整以及提供多樣的輔助功能。作為自己控制器技術的製造商,ARBURG(阿博格)不斷致力於可自我調節系統方向上的開發,這個系統可以簡化工作並且提高生產的安全性以及部件質量。在線流程控制保持恆定零件質量的前提條件是模具保壓階段每次射出時恆定的壓力變化。為了達到產品質量最佳的重複能力,必須控制這個壓力曲線。
為此,開發出了通過參考曲線對ALLROUNDER 進行調節的功能。在SELOGICA 控制系統的該功能的背後,有著這樣的理念:記錄質量處於良好狀態下的射出件的模腔壓力曲線,並將它用作設定值。此外,還隨帶記錄調節器的調整行為。不僅簡單地查明了設定值,更方便地完成了調節器的參數設定。利用這個功能,使射出過程更加快捷、方便並且穩定了部件質量。
其他的SELOGICA 功能:
- 利用通過可行性檢驗的圖像化流程編程
- 適配的模具加熱電路
- 螺杆位置可調節
- 加熱順序
- 自動的鎖模力調節裝置
- SELOGICA 安裝助手模塊
- 自動進行參考值查明和故障評估在線冷卻水調節附加的過濾器,各射出機不同的負荷係數和線路損耗可能導致冷卻水水量和溫度的波動。
為了自動平衡這些影響,ALLROUNDER 配備了流量和溫度檢測系統。為了實現個性化在線監控,每一個被監控的冷卻通道的誤差範圍都由SELOGICA 控制器決定。除了監控之外,SELOGICA 還會選擇性地調節冷卻水水量和溫度。
SELOGICA 可“即插即用”ALLROUNDER 內先進的信息技術網絡化所提供的一些優勢深刻地表明了“自我配置”原則的生產方案系統。增加的射出單元、測量放大器、I/O 模塊、機械手系統以及它的夾鉗技術或者真空閥,這類的功能組件的組裝不再是用電線連接到機器上。更多時候而是以一個現代的實時乙太網為基礎通過插頭與SELOGICA 控制器連接,在插上插頭時會進行自動辨認,即使是在運行時。
在使用機械手系統時,會辨別機器的完整規格(型號、軸的數量、長度),並提供相關的操作功能的使用。這樣,不需要額外的投入,就可以使這項連接運轉起來。同時,功能加工組件不再同一個機器連接在一起,而是可以自由靈活地使用。
動態可控的透明流程
利用簡化的改裝、自動化過程和信息交換,讓您的生產技術更加自由化並減輕您員工的負擔!透明生產很大程度上是自己獨立運行,實現透明生產的目的在於在線獲取數據和跨方位進行生產準備以及控制並優化動態流程。何時、在哪里以及如何製造塑料製品?下一個加工步驟是什麼?在未來的射出行業中,產品也會自己提供這些問題的答案並成為有關員工和機器的信息載體。
作為技術和系統合作夥伴,ARBURG(阿博格)利用適應力強的生產流程和具有決定意義的信息交換實現了個性化的交鑰匙解決方案。這個領域中可用詳細解決方案的主要目標就是提高自由度、透明度和效率。
在線數據獲取以及更多用於在線信息交換的中央4.0工具是ARBURG(阿博格)的主機系統ALS—既可以連接產品離開的不同生產位置(水平整合),也可以連接一個PPS-/ERP 系統(垂直整合)。通過多功能電腦終端、I/O 模塊以及主機接口,可以將包括手動工位在內的機器組與以網絡為基礎的ALS 軟件進行網絡化連接。
消除了耗時的手動數據獲取。有關機器、各個執行中的訂單、輪班情況以及產品質量的反饋及關鍵數據始終保持可隨時在線讀取。並且是跨越生產方位和全球性的:不管是在PC 工作位上、或生產中的信息屏幕上,還是在智能手機和平板電腦上。員工可以積極獲取信息,並且隨時進行報告並作出決定。安裝和保養過程可理想地實現。為了能認識到可改善的潛力並且有針對性地進行優化,ALS 會通過不斷的和長期的數據存檔來提供所有必要的信息。另外,審計和認證會變得非常簡單。在線精密計劃為了有一個清楚的訂單計劃,ALS 會直接整理有關機器的訂單並且形成訂單等候隊列。以在線數據為基礎可以減少訂單更換時的啟動流程以及改裝和停止時間。自動準備必要ERP/PPS 的設置信息、模具或者材料,而且也會自動觸發測試訂單。例如ALS 與材料控制系統或質量保證系統同步可以實現這一情況。
智能系統自我監控
每當有需要的時候,請您始終為您的員工提供快速簡單的幫助。目標就是實現這樣一個智能係統:能夠始終監控重要機器元件的狀態,對易磨損部件的使用壽命進行有針對性的預測並且簡化原始備件的訂購以及故障的排除過程。
提供全面服務是ARBURG(阿博格)公司宗旨的一個固定組成部分,這些服務與所有產品一樣都處在一個持續優化的過程中。因為我們用於高效塑料加工的高質量機器技術不僅是通過其強大的功能性令人信服,更是通過最大的可用性令人信服。
在線狀態監控
除了能將技術組件簡單地連接到SELOGICA 控制器上以外,ALLROUNDER 的實時網絡系統還會提供一系列優勢。 MULTILIFT 機械手系統的新一代真空閥可以說明些優勢。在機械手系統的真空調節中,會附帶執行狀態監控。通過不斷獲取運行時間、抽空時間、壓力下降情況和開關頻率,可以得出洩漏、污染以及如吸盤磨損等結論。這樣,SELOGICA 控制器就能向操作人員通知有關即將進行的維修工作的信息不再是在規定的時間間隔後進行維修,而是在真正需要更換時就進行維修。
通過如此有遠見的維護,可以避免購買不必要備件的損失,而且同時也可以減少未預料到的生產故障並且提高機器有效性。另外,在開啟時,還會自動對真空系統進行功能測試。這也有利於實現無故障運行以及高效生產。但是只有當使用原裝真空閥時,狀態監控才能安全運行。因此每台裝置都擁有一個有製造商說明的內置存儲器,借助這個存儲器可以辨別是否為原裝產品。
遠程維護ALLROUNDER 可以加裝與集成防火牆相連的服務路由器,以通過一條安數據線來從外全部訪問控制器。為此,每次需要時要解除權限。因此,服務路由器是ARBURG(阿博格)服務與應用技術熱線進行故障檢測的重要輔助工具。通過與現場的員工進行連接,可以快速並高效地分析故障和停機原因。這就節約了等待時間和成本。■