每家廠商都在談?wù)摯髷?shù)據(jù)，有些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了可以收集數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，但是很少有廠商能夠充分利用其機(jī)器和流程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的全部潛力。憑借其用于陶瓷和金屬粉末成型的電動(dòng)和液壓粉末壓力機(jī)，Dorst公司使用貝加萊技術(shù)為其客戶提供了特別便捷的信息寶庫(kù)。為其機(jī)器配備了智能維護(hù)的客戶可以選擇收集哪些數(shù)據(jù)以及誰(shuí)可以訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)。

　　生產(chǎn)批次常常包含一些次品，它們不符合買家的質(zhì)量要求，并會(huì)導(dǎo)致整個(gè)交貨被拒收。這對(duì)供應(yīng)商的營(yíng)收和聲譽(yù)都有危害。位于巴伐利亞的陶瓷和金屬粉末壓力機(jī)制造商Dorst Technologies公司致力于確保其客戶不會(huì)發(fā)生這種情況。

圖1：眾多汽車制造商使用Dorst壓力機(jī)制造高精度變速箱和發(fā)動(dòng)機(jī)零部件以及其它與安全相關(guān)的組件。

　　具有附加值的粉末壓力機(jī)

　　關(guān)鍵字是數(shù)字化。早在2016年，這家擁有150年歷史的公司就已建立了數(shù)字化部門——將自己定位為德國(guó)工業(yè)4.0運(yùn)動(dòng)的先鋒。此舉有兩個(gè)目的。一方面，新部門的任務(wù)是檢查和評(píng)估經(jīng)過(guò)數(shù)十年發(fā)展的內(nèi)部流程，包括生產(chǎn)物流和制造流程本身。另一方面，他們將確定對(duì)Dorst客戶具有吸引力和價(jià)值的數(shù)字化和新服務(wù)的潛力。

　　對(duì)于機(jī)器制造商和操作員來(lái)說(shuō)，數(shù)字化仍然是新的領(lǐng)域，而且在實(shí)施的早期階段很難獲得確鑿證據(jù)證明其具體好處。因此，說(shuō)服客戶在初始投資上放手一搏可能是一個(gè)挑戰(zhàn)?！昂芸煳揖椭?，無(wú)論我們提供什么解決方案，都必須盡早為我們的客戶帶來(lái)可觀的附加值?！必?fù)責(zé)數(shù)字化團(tuán)隊(duì)的信息技術(shù)主管Herbert Grbl說(shuō)道，他在公司工作了近30年，比大多數(shù)人更了解Dorst?！白龅竭@一點(diǎn)的最佳方法是使他們能夠通過(guò)易于管理的步驟，以明確的目標(biāo)訪問(wèn)未開發(fā)的機(jī)器和過(guò)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)?！?/p>

　　有效訪問(wèn)大數(shù)據(jù)

　　Grbl及其團(tuán)隊(duì)正在尋找一種軟件解決方案，可以使他們以盡可能小的成本和努力實(shí)現(xiàn)此目的，同時(shí)還要確保最大限度的安全性和靈活性。他們首先尋求知名軟件巨頭的支持?！斑@些公司提供具有眾多功能的先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。但是，這些通常都是帶有巨大價(jià)格標(biāo)簽的封閉系統(tǒng)。最重要的是，他們?cè)趶浐蠙C(jī)器與軟件之間的鴻溝方面往往缺乏經(jīng)驗(yàn)。”Grbl聲稱道。

　　經(jīng)過(guò)初步討論，Dorst拒絕了一家軟件公司的定制化解決方案?！昂翢o(wú)疑問(wèn)，作為軟件專家，他們很懂行?！盙rbl承認(rèn)道。

　　“問(wèn)題在于，我們將不得不闡明整個(gè)過(guò)程中每個(gè)步驟的每個(gè)細(xì)節(jié)。而且最后，我們將在身邊擁有一個(gè)合作伙伴，至少在國(guó)際上，這在很大程度上是一個(gè)未知數(shù)。”這對(duì)很多客戶來(lái)說(shuō)是一件影響大局的事情，因此，尋找開箱即用解決方案的工作仍在繼續(xù)。Dorst多年來(lái)一直在使用貝加萊產(chǎn)品，因此有必要看一下自動(dòng)化專家的APROL軟件， 它已在過(guò)程和工廠自動(dòng)化領(lǐng)域相當(dāng)成熟，并測(cè)試其作為數(shù)字化平臺(tái)的適用性。

　　“我們很快就意識(shí)到，APROL將是最佳選擇。該平臺(tái)幾乎已經(jīng)具備了我們所需的一切，”Grbl回憶道?！耙虼耍?017年開始實(shí)施后不久，我們就取得了第一個(gè)切實(shí)成果?！彼膱F(tuán)隊(duì)得到了貝加萊APROL專家及其長(zhǎng)期合格的合作伙伴Megasystems的支持。通過(guò)這種聯(lián)合開發(fā)取得的解決方案具有非凡的模塊化、開放性和可擴(kuò)展性，并能滿足最新的安全標(biāo)準(zhǔn)。

圖2：Dorst制造的陶瓷和金屬粉末液壓及電動(dòng)壓力機(jī)深受全球領(lǐng)先的制造商的歡迎，且需求旺盛。

　　不影響現(xiàn)有資產(chǎn)

　　貝加萊提供多種通信接口，可利用各種類型的機(jī)器和工廠控制器生成的數(shù)據(jù)。但是，Dorst選擇了其它路線。為了排除可能對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)造成影響的任何風(fēng)險(xiǎn)，必須重新驗(yàn)證它們，Dorst為其壓力機(jī)配備了第二個(gè)控制器，它與機(jī)器控制器相同，可以耦合機(jī)器和過(guò)程數(shù)據(jù)。這樣還可以連接其它傳感器，且無(wú)需修改主要的機(jī)器控制器。

　　“采用這種方式收集的所有數(shù)據(jù)，其所有權(quán)完全歸用戶所有?！盙rbl說(shuō)道。他們可以圍繞它建立自己的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，或者將其連接到現(xiàn)有的MES系統(tǒng)，只要他們具備這些方法所需的IT和數(shù)據(jù)庫(kù)專業(yè)知識(shí)即可。對(duì)于那些不具備這種專業(yè)知識(shí)的用戶而言，Dorst創(chuàng)建了兩種級(jí)別的更深入的解決方案。

　　使用Dorst的中級(jí)解決方案，可以在用戶現(xiàn)場(chǎng)的邊緣控制器上收集數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)收集器由一臺(tái)貝加萊工業(yè)PC組成，在該P(yáng)C上安裝有APROL運(yùn)行版軟件，它僅需一次性支付授權(quán)費(fèi)即可。該P(yáng)C能夠從多臺(tái)Dorst壓力機(jī)中收集數(shù)據(jù)。如果處理或連接要求不斷發(fā)生變化，那么轉(zhuǎn)換到更強(qiáng)大的貝加萊工業(yè)PC沒有絲毫問(wèn)題。

　　APROL提供各種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的容器。定義哪些數(shù)據(jù)進(jìn)入哪個(gè)容器只是簡(jiǎn)單的配置問(wèn)題。這樣就可以將過(guò)程數(shù)據(jù)和機(jī)器數(shù)據(jù)分開，并以不同方式進(jìn)行處理。APROL系統(tǒng)配置無(wú)需任何數(shù)據(jù)庫(kù)管理方面的專業(yè)知識(shí)，并允許Dorst提供完全透明的數(shù)據(jù)流可追溯性。

圖3：越來(lái)越多的汽車零部件制造商要求采用質(zhì)量保證措施記錄和處理他們生產(chǎn)的每個(gè)零部件的數(shù)據(jù)。為此，Dorst開發(fā)了一個(gè)基于APROL的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

　　靈活的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和自定義報(bào)表

　　由機(jī)器控制器提供的數(shù)據(jù)可以在邊緣控制器上進(jìn)行檢查和預(yù)處理。通過(guò)僅過(guò)濾相關(guān)的和經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)，減少了后續(xù)步驟需要處理的數(shù)據(jù)量。還可以僅在由報(bào)警、錯(cuò)誤或停止之類的事件觸發(fā)時(shí)才記錄某些數(shù)據(jù)。不同時(shí)間的多個(gè)處理步驟中的數(shù)據(jù)也可以映射到特定的零件號(hào)上。例如，這樣就可以將壓制過(guò)程中施加的力與隨后相同零件的測(cè)量聯(lián)系起來(lái)。

　　貝加萊軟件平臺(tái)提供了廣泛而現(xiàn)成的處理功能，僅需少量實(shí)際編程即可實(shí)現(xiàn)對(duì)所有機(jī)器和過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)縫記錄。例如，Dorst使用計(jì)數(shù)功能建立了一種“里程表”，以追蹤液壓缸驅(qū)動(dòng)工具所施加的累積載荷。根據(jù)這一信息，用戶可以得出與這些重要且非常昂貴的組件剩余壽命相關(guān)的結(jié)論。計(jì)數(shù)功能還應(yīng)用于多種機(jī)器以追蹤不合格零件的總數(shù)。

　　這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)集成的數(shù)據(jù)庫(kù)中，上位系統(tǒng)如客戶的MES系統(tǒng)可以通過(guò)OPC UA對(duì)其進(jìn)行檢索?！皩?duì)我們而言非常重要的一方面是APROL系統(tǒng)的開放性，它允許我們將APROL數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸?shù)組ariaDB數(shù)據(jù)庫(kù)，”Grbl說(shuō)道?！斑@確保了我們的用戶可以輕松地通過(guò)JDBC或ODBC訪問(wèn)數(shù)據(jù)，甚至建立他們自己的報(bào)表工具?！?/p>

圖4：Dorst的物聯(lián)網(wǎng)解決方案使客戶能夠記錄和存儲(chǔ)過(guò)程數(shù)據(jù)和機(jī)器數(shù)據(jù)，并生成報(bào)表，從而對(duì)其壓力機(jī)的狀態(tài)和效率進(jìn)行快速概覽。

　　智能維護(hù)

　　憑借最全面的解決方案，Dorst可以根據(jù)用戶生成的數(shù)據(jù)為其客戶提供更高級(jí)的服務(wù)。經(jīng)過(guò)用戶授權(quán)的數(shù)據(jù)可以通過(guò)與用于機(jī)器遠(yuǎn)程維護(hù)相同的路由器發(fā)送到中央日志服務(wù)器?！癗DA和數(shù)據(jù)使用協(xié)議對(duì)允許我們查看的數(shù)據(jù)進(jìn)行了明確定義。”Grbl指出道?；ヂ?lián)網(wǎng)上的VPN連接提供了必要的網(wǎng)絡(luò)安全性，此外，還可以通過(guò)證書保證安全性，這些證書可以確保滿足過(guò)程制造業(yè)最嚴(yán)格的安全要求。日志服務(wù)器無(wú)需持續(xù)不斷地連接路由器，而是將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在邊緣控制器上，并定期進(jìn)行檢索，從而確保服務(wù)不會(huì)因網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)中斷而受損。

　　“我們的機(jī)器專家將對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后再對(duì)其進(jìn)行解釋，他們能夠通過(guò)查看漏油量來(lái)估算液壓泵的剩余壽命。這就是我們所謂的智能維護(hù)?！盙rbl說(shuō)道。“我們還使用了一個(gè)自動(dòng)預(yù)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)，它是基于深度學(xué)習(xí)算法?！?/p>

　　無(wú)論是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還是處理后的數(shù)據(jù)，都可以在APROL的DisplayCenter先進(jìn)的儀表盤上進(jìn)行清晰而直觀的顯示。報(bào)表可以通過(guò)HTML調(diào)用直接嵌入，也可以在邊緣控制器上提供給客戶。APROL附帶的JasperReports軟件使Dorst能夠?yàn)槠淇蛻籼峁┩耆鶕?jù)他們需求和偏好量身定制的報(bào)表。機(jī)器制造商還可以添加基于MariaDB數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)表工具，從而進(jìn)一步擴(kuò)展了可供用戶使用的報(bào)表選項(xiàng)。

　　“這些功能展示了我們?nèi)绾问褂秘惣尤R成熟的軟件開發(fā)出靈活且面向未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，它將幫助我們立刻向我們的客戶傳遞清晰的附加值。這為他們無(wú)縫記錄和優(yōu)化其制造流程的工作提供了最佳支持?！盙rbl總結(jié)道。“然而，該平臺(tái)的全部潛力遠(yuǎn)不止于此。我們目前正在與客戶合作開發(fā)高級(jí)功能和服務(wù)，以此進(jìn)一步提高他們制造系統(tǒng)的效率和可用性。”