在全球競爭異常激烈的制造行業(yè)中，每一分鐘、每一克原料和每千瓦時的能耗都會對企業(yè)的生產(chǎn)成本造成影響。Wienerberger 集團(tuán)數(shù)十年來一直面臨著這個挑戰(zhàn)。最近，這家國際領(lǐng)先的創(chuàng)新建筑材料和基礎(chǔ)設(shè)施解決方案生產(chǎn)商以及全球最大磚瓦生產(chǎn)商采用 TwinCAT 和“Data Agent 技術(shù)”實(shí)現(xiàn)了這些目標(biāo)。在全面實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，集團(tuán)每天需要將數(shù)百萬個測量值發(fā)送至云端進(jìn)行分析，以便公司的所有層面都能夠獲取有效數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，從而能夠有針對性地制定優(yōu)化措施。
  TwinCAT 3 IoT Data Agent
  為 Wienerberger 集團(tuán)的數(shù)據(jù)池提供技術(shù)支撐
  節(jié)能建筑、安全的下水道系統(tǒng)、更具吸引力的公共空間：Wienerberger 集團(tuán)的專業(yè)知識已經(jīng)滲透到人們?nèi)粘Ｉ�活中的各個領(lǐng)域。這家磚瓦、管道系統(tǒng)和鋪磚機(jī)生產(chǎn)商創(chuàng)建于 1819 年，總部設(shè)在維也納，200 多年來一直成功地推動著建筑業(yè)的發(fā)展。集團(tuán)在全球 29 個國家擁有 197 個生產(chǎn)基地，是國際領(lǐng)先的建筑材料和基礎(chǔ)設(shè)施解決方案供應(yīng)商之一。最近，集團(tuán)推出了全面的數(shù)字化轉(zhuǎn)型舉措，以便在全球化競爭日益激烈的今天也能捍衛(wèi)他們的領(lǐng)先地位。一方面，它旨在推進(jìn)智能產(chǎn)品（例如，用于收集水位或降雨量數(shù)據(jù)的塑料管）的生產(chǎn)制造以及新的數(shù)字業(yè)務(wù)模式的發(fā)展。另一方面，集團(tuán)正在盡其所能地提升每個生產(chǎn)基地的數(shù)據(jù)透明度。
  從數(shù)字孿生到高效運(yùn)營
  “我們的愿景是為每條生產(chǎn)線創(chuàng)建一個數(shù)字孿生體，在其中存儲生產(chǎn)過程、規(guī)劃和質(zhì)量數(shù)據(jù)，以及詳細(xì)的系統(tǒng)操作人員的培訓(xùn)課程信息等。”Wienerberger 集團(tuán)子公司 Pipelife 的高效運(yùn)營制造官 Roy Sibbald 解釋道。最終，他需要了解每一分鐘的生產(chǎn)情況，以及每一分鐘是否得到高效利用�！叭绻麤]有得到高效利用，這一分鐘時間就被浪費(fèi)了。這同樣也適用于我們使用的每一克原材料。這是否變成為我們可以銷售的產(chǎn)品？在它身上發(fā)生了什么問題？所有這些問題的準(zhǔn)確答案都具有巨大的價值。”Roy Sibbald 解釋說道。據(jù) Wienerberger 集團(tuán) IT 戰(zhàn)略、創(chuàng)新和項(xiàng)目主管 Manfred Heger 所述，Roy Sibbald 為推進(jìn)生產(chǎn)環(huán)境的數(shù)字化轉(zhuǎn)型做出了重要貢獻(xiàn)。
  位于維也納新村的 Pipelife 公司與解決方案供應(yīng)商 TietoEVRY 和 HEAP 工程有限公司以及倍福共同開發(fā)的 21 號和 26 號擠出生產(chǎn)線入選解決方案概念驗(yàn)證項(xiàng)目。對質(zhì)量有特殊要求的塑料管就是在這些生產(chǎn)線上生產(chǎn)的。“我們需要采集壁厚、橢圓度、離心率、每米公斤數(shù)、鋸切脈沖等數(shù)據(jù)�！盩ietoEVRY 公司高級業(yè)務(wù)顧問 Andreas Roither-Voigt 在描述其中一個生產(chǎn)過程時說道，除此之外，還必須找出對應(yīng)尺寸切割哪些管道，何時進(jìn)行切割，以及是否真正做到了精度達(dá)到一毫米。這些測量任務(wù)通過倍福的 EtherCAT 端子模塊 EL1512 和 EL5151 實(shí)現(xiàn)�！耙粋� I/O 端子模塊可以直接連接編碼器，另一個模塊則實(shí)時傳輸當(dāng)前的計數(shù)器讀數(shù)，以便在 TwinCAT 軟件中計算管道長度，所有這一切都在邊緣網(wǎng)關(guān)上�！边@位控制工程師解釋說道。
  最終用戶、系統(tǒng)供應(yīng)商與倍福專家團(tuán)隊(duì)之間的良好合作是成功的關(guān)鍵，尤其是像這樣的綜合性項(xiàng)目。 

 
  格勞博的點(diǎn)擊定子（右）包含多個由發(fā)卡式繞組組成的繞組輪轂（左）

  工業(yè) PC 用作邊緣控制設(shè)備
  同時，每天有來自 Wienerberger 集團(tuán)不同工廠的數(shù)百萬條數(shù)據(jù)被存儲在云端，用于分析。它們都配備了準(zhǔn)確無誤的工廠、生產(chǎn)線和設(shè)備類型代碼，以便明確分配傳輸過來的信號�！拔覀兟�(lián)合起來創(chuàng)建了一個‘單向可信源（Single Source of Truth）’，實(shí)現(xiàn)了公司的‘所有相關(guān)數(shù)據(jù)總是在線’的愿景�！边@樣可以確保最終為每個用戶提供與他或她相關(guān)的信息�！盁o論數(shù)據(jù)科學(xué)家是否計劃將原始數(shù)據(jù)用作機(jī)器學(xué)習(xí)模型的輸入，或者這些數(shù)據(jù)已經(jīng)被合并和/或集中在一起，以便整合到各個報表工具，這些數(shù)據(jù)在任何情況下都必須是完整和正確的�！盩ietoEVRY 公司物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)顧問 Manuel Hausjell 強(qiáng)調(diào)道。
  因此，項(xiàng)目管理者已經(jīng)規(guī)定將所有設(shè)備集成到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，并將此方式作為標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。倍福的超緊湊型工業(yè) PC C6030 用作云端 Azure IoT Hub 的“安全守衛(wèi)員”，起著核心作用，它的設(shè)計緊湊，并搭載多核處理器（每個內(nèi)核主頻高達(dá) 3.6 GHz），非常適合用作邊緣控制設(shè)備，HEAP Engineering 公司總經(jīng)理 Lukas Pechhacker 解釋道：“這就是基于 PC 的控制技術(shù)的優(yōu)勢，控制設(shè)備可以根據(jù)要求進(jìn)行擴(kuò)展，并為現(xiàn)場的數(shù)據(jù)預(yù)處理提供足夠的性能儲備。以卷繞機(jī)為例，采樣時間間隔在毫秒級范圍內(nèi)。因此必須使用邊緣計算，將其轉(zhuǎn)化為每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，以保證傳向云端的信息在控制中�！�
  配備 TwinCAT 3 IoT Data Agent 的 C6030 通常要承擔(dān)很多“解釋器”的職能：一方面，它使用 TwinCAT ADS 和 OPC UA 在不同年代和不同來源的設(shè)備之間建立通信橋梁，另一方面，它又可以充當(dāng)通往云端的網(wǎng)關(guān)�！拔覀冊谌�球 29 個國家共有 197 座工廠，每座工廠之間的生產(chǎn)環(huán)境都有很大差異，使用的協(xié)議也非常多，而這些協(xié)議必須遵循一個共同的標(biāo)準(zhǔn)。在一些情況下，需要將 EtherCAT 端子模塊 EL6001 用作 RS232 串口，以建立所需的連接；在其它情況下，這需要通過 OPC UA 實(shí)現(xiàn)。”Lukas Pechhacker 解釋說道。 

 
  通過倍福 PS 系列電源產(chǎn)品（右）供電的 C6030 超緊湊型工業(yè) PC（左）用作邊緣計算網(wǎng)關(guān)，起著核心作用 

  完美的團(tuán)隊(duì)協(xié)作
  作為倍福的解決方案供應(yīng)商，HEAP Engineering 和 TietoEVRY 都了解如何能夠充分利用基于 PC 和 EtherCAT 的控制技術(shù)�！拔覀冺�(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中的每個人都可以互相信任，每個人都完全清楚對方正在做什么，而且在做任何事情時都能著眼全局�！盡anfred Heger 稱贊道。由于新冠疫情對相關(guān)的國際出行限制，位于瑞典和荷蘭的兩座工廠甚至被遠(yuǎn)程連接到 loT 網(wǎng)絡(luò)上�！爱�(dāng)?shù)氐碾姽ぬ峁┝擞嘘P(guān)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵細(xì)節(jié)。然后我們從倍福訂購了所需的組件，并由 HEAP Engineering 公司進(jìn)行預(yù)配置，以便在現(xiàn)場進(jìn)行簡單的即插即用連接。然后 HEAP Engineering 公司重新介入，通過安全可靠的遠(yuǎn)程連接進(jìn)行最后的配置，我們在云端設(shè)定好合適的路線或進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查�！盩ietoEVRY 員工 Manuel Hausjell 在描述三方的完美合作時說道。
  “我們每天都會萌發(fā)一些新的想法，想著我們還能夠做些什么改善我們工廠的日常運(yùn)營，在各個工廠之間建立一個基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)，支持預(yù)測性維護(hù)，減少資源的使用等等。”Roy Sibbald 說道，他很清楚，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個持續(xù)發(fā)展的過程�！爸挥袑Σ煌�的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的對比分析，才能真正實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)。而我們系統(tǒng)最大的魅力就在于，它很容易擴(kuò)展和升級�！边@位高效運(yùn)營制造官總結(jié)說道。此外，電流互感器被越來越多地布署在生產(chǎn)設(shè)施中，畢竟每一分鐘、每一克原料和每千瓦時的能耗都很重要。因此，項(xiàng)目也為減少二氧化碳以及原材料消耗和能源使用的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)做出了重要貢獻(xiàn)。而我們隨后實(shí)施的二維碼識別很好地說明了已安裝的解決方案的適應(yīng)性和靈活性�！拔覀兯�需要做的只是激活工業(yè) PC 上的視覺軟件授權(quán)許可，通過以太網(wǎng)連接相機(jī)，即可擴(kuò)展 TwinCAT Vision 的邊緣計算網(wǎng)關(guān)，使其包括實(shí)時的圖像處理功能。當(dāng)然，已經(jīng)讀取的二維碼可以通過 TwinCAT IoT Data Agent 傳輸至云端。這些數(shù)據(jù)也可以提供給 MES 和 ERP 系統(tǒng)使用�！北陡＞S也納銷售辦事處負(fù)責(zé)人 Balazs Bezeczky 說道。
  關(guān)于德國倍福（BECKHOFF）
  德國倍福自動化有限公司的總部位于德國威爾市。公司在世界各地設(shè)有分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，目前公司業(yè)務(wù)已遍及70多個國家和地區(qū)。
  倍福始終以基于PC的自動化新技術(shù)作為公司的發(fā)展理念，所生產(chǎn)的工業(yè)PC、 現(xiàn)場總線模塊、驅(qū)動產(chǎn)品和 TwinCAT自動化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個工控領(lǐng)域提供開放式自動化系統(tǒng)和完整的解決方案。30多年來，倍福公司的元件和系統(tǒng)解決方案在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用。2001年3月德國倍福在北京設(shè)立中國區(qū)第一個代表處，2007年5月德國倍福在上海成立獨(dú)資公司，并將中國區(qū)總部遷至上海。此后公司業(yè)務(wù)進(jìn)入了一個快速發(fā)展時期，目前已在北京、廣州、成都、武漢、南京等全國26個大中城市設(shè)立了辦 事處。隨著倍福各種具有良好性價比的新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷進(jìn)入中國市場，其勇于打破傳統(tǒng)控制模式，傾力推廣PC控制技術(shù)的理念已被越來越多的中國用戶所接受。
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