注塑機(jī)制造商眼中的工業(yè)4.0

寂靜天花板

工業(yè)4.0是一個(gè)流行詞。對(duì)某些人來(lái)說(shuō)，一切似乎都成為了4.0；而對(duì)其他人來(lái)說(shuō)，這個(gè)話題只是炒作。在注塑機(jī)制造商恩格爾的眼中，工業(yè)4.0是一個(gè)愿 景，盡管他們?cè)谀承╊I(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。多年來(lái)，通過(guò)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化運(yùn)用和傳輸，許多加工商已經(jīng)能夠利用產(chǎn)品和解決方案顯著提高制造過(guò)程中的生產(chǎn)能力、 生產(chǎn)效率、可用性和靈活性。目前，恩格爾正在以“注塑4.0”的名義不斷擴(kuò)大其在這一領(lǐng)域的產(chǎn)品。
- |! r) X. Z( |, g( ?! J+ V* t
( f4 N/ _- [9 ?6 T" h- y0 f
“恩格爾電子化工廠”賦予加工商智能生產(chǎn)。通過(guò)提供所有相關(guān)機(jī)器和工藝參數(shù)的透明接口，MES使之能夠更好地規(guī)劃產(chǎn)能并輕松生成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
. }& o8 L: _. ?
! p( p+ a4 B, [7 i# ?熱詞“工業(yè)4.0”代表著第四次工業(yè)革命，但在恩格爾看來(lái)，“革命”一詞也無(wú)法確切表達(dá)其含義。公司正在經(jīng)歷的行業(yè)變革以及積極產(chǎn)生的變化更像是一次進(jìn)化。
- J) J3 Q; V7 a) W, I4 Q
% `9 S* w7 \4 V8 X" D+ s+ r前三次工業(yè)革命顯著提升了生產(chǎn)效率，同時(shí)也增加了復(fù)雜性。第四次工業(yè)革命也不例外，但它首次為新增的復(fù)雜性提供了解決方案。工業(yè)4.0為恩格爾提供了掌控復(fù)雜性所需的工具。
; P3 O% h% c& ]( @' Y
另一個(gè)重要的好處表現(xiàn)在靈活性上。在前三次工業(yè)革命期間，生產(chǎn)的靈活性大幅降低。憑借工業(yè)4.0，它將在200年之后再次將靈活性提升到甚至超越純手工工藝的水平。因此，工業(yè)4.0為恩格爾提供了解決部分未來(lái)主要挑戰(zhàn)的手段。
) Y- @* Y5 R1 @0 r: s5 B

充分利用機(jī)器和生產(chǎn)單元的全部潛能
  C# t$ C: [# e4 B
全球化和城市化、原材料和能源消耗、高素質(zhì)員工的緊缺以及專(zhuān)業(yè)技術(shù)的缺失成為大勢(shì)所趨，它們也體現(xiàn)了塑料行業(yè)正面臨的挑戰(zhàn)。隨之而來(lái)的一些后果包括：用戶(hù)期待獲得更加高效而又更容易管理的加工方法，部件被設(shè)計(jì)成具有更多的功能組合并且形式愈加復(fù)雜，可定制產(chǎn)品的需求越來(lái)越多而批量生產(chǎn)規(guī)模則在不斷下降。
, o) U+ v+ _& _' a
考慮到所有這些挑戰(zhàn)，僅僅開(kāi)發(fā)和部署最佳注塑成型解決方案明顯無(wú)法解決問(wèn)題；充分利用它們的潛能也非常重要。這正是恩格爾為自己設(shè)定的“注塑4.0”目標(biāo)，即一個(gè)囊括目前和未來(lái)更新?lián)Q代產(chǎn)品和解決方案的計(jì)劃。恩格爾計(jì)劃通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)：
# }4 }. m1 v8 i! J1 M6 x
# @- z; K+ E- m  b■ 生產(chǎn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和一體化。

■ 加工和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化運(yùn)用。

& ~# [. M0 R* m" w" ]: R& S5 E8 S■ 自適應(yīng)生產(chǎn)系統(tǒng)的逐級(jí)應(yīng)用。
+ r4 y6 Z# b- r) ]( \# @4 P
/ P. E) Q: p0 n! Y通過(guò)“注塑4.0”，恩格爾為加工商提供能提升生產(chǎn)能力、生產(chǎn)質(zhì)量、可用性和靈活性方面的支持。生產(chǎn)優(yōu)化從每臺(tái)機(jī)器開(kāi)始并延伸至全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。
2 \1 f5 H) B# `( l
智能工廠：系統(tǒng)自?xún)?yōu)化

( v# z* O( `" j4 q智能工廠是“注塑4.0”的中心環(huán)節(jié)。智能工廠不斷進(jìn)行自?xún)?yōu)化或發(fā)出優(yōu)化需求信息，同時(shí)還具備高度靈活性?！白⑺?.0”意味著將注塑成型生產(chǎn)轉(zhuǎn)為智能工廠。在這一情況下，重點(diǎn)不在于生產(chǎn)智能產(chǎn)品，而在于加工商的領(lǐng)域。但是，恩格爾在許多人尚未意識(shí)到的情況下已提供了滿(mǎn)足工業(yè)4.0未來(lái)需求的注塑成型解決方案。

“智能工廠”包含三個(gè)要素：“智能機(jī)器”、“智能生產(chǎn)”和“智能服務(wù)”。恩格爾為這三個(gè)領(lǐng)域提供了對(duì)應(yīng)的解決方案。“智能機(jī)器”解決方案能夠提升注塑成型生產(chǎn)線的加工能力而不要求操作人員掌握特殊技能。未來(lái)，人機(jī)界面將起到更為重要的作用。其目標(biāo)是盡量簡(jiǎn)單直觀地設(shè)置和控制如注塑成型一樣復(fù)雜的工藝。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，設(shè)備操作人員得到了多種輔助系統(tǒng)的支持。
6 }; R  I7 U& I
# w" o9 v7 u5 H8 P; ?# i3 U. c
圖2  智能工廠基于加工和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化運(yùn)用，生產(chǎn)線、機(jī)器和部件的網(wǎng)絡(luò)化和一體化以及自適應(yīng)生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用

8 O' {( t+ u9 r+ p" C! h例如，恩格爾開(kāi)發(fā)的“iQ”軟件產(chǎn)品不斷地對(duì)特定的工藝參數(shù)進(jìn)行分析，從而識(shí)別偏差甚至在廢件制成之前對(duì)偏差進(jìn)行補(bǔ)償。“iQ重量控制”軟件能夠在整個(gè)注塑成型過(guò)程（包括保壓階段）中保持注入熔體體積和粘度不變，而最新的“iQ鎖?？刂啤避浖t能夠利用模具除氣不斷調(diào)整鎖模力。這兩種軟件解決方案顯著提升了工藝的一致性并確保了穩(wěn)定的高產(chǎn)品質(zhì)量。
, h1 F, ]. b3 d6 E
分散型自適應(yīng)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)例是“恩格爾e-flomo”。這一溫控配水系統(tǒng)能夠自主補(bǔ)償模內(nèi)的溫度波動(dòng)，從而提高工藝的一致性和再現(xiàn)性并減少冷卻能耗。

# Z/ M' r3 q$ `0 o3 G( f( H' M上文僅講述了“智能機(jī)器”領(lǐng)域眾多解決方案的三個(gè)實(shí)例，但它們已足以說(shuō)明輔助系統(tǒng)如何輔助設(shè)置注塑機(jī)以大幅度提高工藝能力。
3 R& M$ a( l! c7 Z3 n( o
本地和全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)透明性

0 l; e1 N, w7 r- a“智能生產(chǎn)”意在提高用戶(hù)所有機(jī)器的生產(chǎn)能力，主要涉及制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的領(lǐng)域。在“恩格爾電子化工廠”里，恩格爾使用根據(jù)塑料加工行業(yè)的要求量身定制的MES，從而實(shí)現(xiàn)高水平的縱向數(shù)據(jù)集成。它甚至還將模腔的數(shù)量考慮在內(nèi)。
6 T7 t  W! A( l9 p# ^6 i, F
. r# ]* w* P9 f7 F& N( }MES支持所有相關(guān)條件和加工數(shù)據(jù)的集中訪問(wèn)，并可將其和質(zhì)量參數(shù)相比較，從而改善本地和全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的透明性。通過(guò)將所有機(jī)器和地點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)化，加工商能夠充分利用機(jī)器的潛能、查詢(xún)所有注塑機(jī)的狀態(tài)并根據(jù)需求創(chuàng)建文檔。未來(lái)，該軟件還將包含能量管理工具，用于輔助所有機(jī)器優(yōu)化能耗。

作為無(wú)處不在的橫向和縱向溝通的前提，先進(jìn)的解決方案將在未來(lái)使所有機(jī)器、所有外圍部件和所有傳感器都實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。隨著接口數(shù)量的下降和統(tǒng)一協(xié)議的廣泛應(yīng)用，這一切將變得更容易實(shí)現(xiàn)。

, u' _3 j# {6 z6 q; X制定安全標(biāo)準(zhǔn)的必要性
& X9 y! L5 _5 R4 E* ^4 {
' w. Z( s3 Y9 w" O: W智能工廠的第三個(gè)核心要素是“智能服務(wù)”解決方案，這也是恩格爾對(duì)傳統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)品的增值服務(wù)。遠(yuǎn)程維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)對(duì)眾多客戶(hù)來(lái)說(shuō)已習(xí)以為常。新的“恩格爾e-connect”客戶(hù)門(mén)戶(hù)使協(xié)作更為便捷。例如，零部件能夠在線識(shí)別并立即訂購(gòu)。服務(wù)請(qǐng)求可通過(guò)智能手機(jī)進(jìn)行分配，用戶(hù)可實(shí)時(shí)跟蹤當(dāng)前處理狀態(tài)。

在如何避免計(jì)劃內(nèi)系統(tǒng)停機(jī)方面，恩格爾認(rèn)為需要不斷研究負(fù)載優(yōu)化的維護(hù)周期，因?yàn)檫@是增加機(jī)器和各個(gè)系統(tǒng)部件使用壽命的唯一途徑。若要更進(jìn)一步，公司還需要對(duì)部件的剩余使用壽命作出預(yù)測(cè)，此時(shí)需要使用傳統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法。
# s( a, @$ j# ?( Y  b
“智能服務(wù)”解決方案需要恩格爾向客戶(hù)索取其愿意向供應(yīng)商公布的特定數(shù)據(jù)。此外，“智能機(jī)器”和“智能生產(chǎn)”也在加工商的責(zé)任范圍之內(nèi)。沒(méi)人愿意與供應(yīng)商分享其加工和質(zhì)量數(shù)據(jù)，而且也沒(méi)有這個(gè)必要。

但是，在數(shù)據(jù)交換有利可圖的情況下，相互信任則變得極為必要。制定安全標(biāo)準(zhǔn)是第四次工業(yè)革命的最大挑戰(zhàn)之一。無(wú)論是考慮到自身發(fā)展還是從行業(yè)協(xié)會(huì)層面出發(fā)，市場(chǎng)上的利益相關(guān)方均已著手開(kāi)始制定安全標(biāo)準(zhǔn)。
. d8 e* x/ H- j6 X2 Q
市場(chǎng)時(shí)機(jī)趨向成熟
7 Q" l3 {( k0 _( w& R" I. \
# e& A2 |! _+ ]; b" E5 x多年來(lái)，恩格爾一直致力于工業(yè)4.0的研究。最終，它得出了“注塑4.0”的結(jié)論——為注塑成型行業(yè)量身定制的工業(yè)4.0解決方案。本文提到的一些觀點(diǎn)可能既不新鮮也沒(méi)創(chuàng)造性。歷經(jīng)幾代人，注塑機(jī)的自調(diào)節(jié)和聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)?！坝?jì)算機(jī)集成制造”（CIM）是20世紀(jì)80年代末和90年代初的流行詞。在取得了一定的成功之后，CIM這一詞漸轉(zhuǎn)負(fù)面，成為了生產(chǎn)領(lǐng)域過(guò)度工程化和過(guò)度復(fù)雜的代名詞。

恩格爾認(rèn)為這次一定能夠成功的原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)樵S多應(yīng)用只有通過(guò)先進(jìn)的信息和通信技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。如今，正是時(shí)機(jī)成熟的時(shí)刻。

工業(yè)革命平均50年發(fā)生一次。恩格爾將其視作一個(gè)絕佳的機(jī)會(huì)并將參與注塑成型行業(yè)的改革。
) L. }, h+ W+ N  F" W
* D9 m  c, B/ K& M& W# c: L

離榮盡生

天花板大俠，工業(yè)4.0對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械的沖擊是在互聯(lián)網(wǎng)的方面嗎。

fwsc

離榮盡生 發(fā)表于 2015-11-21 08:19
/ j* Y  B) [) i" E3 c9 P天花板大俠，工業(yè)4.0對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械的沖擊是在互聯(lián)網(wǎng)的方面嗎。

幾乎沒(méi)有沖擊
9 v' N4 V4 c$ k5 q0 T