Технологии, объединенные в сеть - производство будущего

В будущем инжиниринговые процессы должны выполняться быстрее и эффективнее, а отдельные компоненты автоматизации будут обладать искусственным интеллектом; производственное оборудование станет более адаптивным и будет объединено в сеть. На Ганноверской выставке Festo и подразделение Festo Didactiс презентуют первые полученные данные научно-исследовательского проекта OPAK, который решает вопросы Промышленности 4.0, а также систему “Multi-Carrier System”, разработанную совместно с компанией Siemens. Среди других экспонатов также проекты Бионической образовательной сети, такие как BionicANTs - искусственные насекомые, которые действуют коллективно.

Производственное оборудование становится все более сложным,  а разработка и ввод в эксплуатацию требуют все больше усилий. В ходе научно-исследовательского проекта OPAK (открытая платформа для решения инженерных задач по автономным мехатронным элементам автоматизации в функционально-ориентированной архитектуре) Festo и другие компании-партнеры стремятся сделать так, чтобы эти сложные процессы были управляемы. Проф. Питер Пост, руководитель отдела корпоративных исследований и технологий в Festo, поясняет: «В проекте мы работаем в двух направлениях: с одной стороны, мы упрощаем инжиниринговые процессы и делаем их эффективней; с другой стороны, мы разрабатываем компоненты с цифровой  памятью - это первый шаг на пути к умным элементам в Промышленности 4.0». Проект OPAK финансируется Федеральным министерством экономики и энергетики Германии.

Простые инжиниринговые процессы

Чтобы сделать инжиниринговые процессы более интуитивными и эффективными, в OPAK создается виртуальная симуляция производственного подразделения. Это позволяет сымитировать и протестировать все процессы и функции с помощью инжиниринговых компьютерных программ уже на этапе разработки - задолго до того, как сконструировано производственное оборудование. Далее разработчики внедряют требуемые процессы автоматизации, не программируя абстрактные команды для управляющих элементов.

Компоненты для Промышленности 4.0

Для того чтобы воспроизвести виртуальный процесс производства, компоненты должны уже содержать всю информацию, необходимую для их работы в интегрированном контроллере. В комбинации с адаптивными интерфейсами - это сводит к минимуму требования к сборке, конфигурации и интеграции системы, поэтому компоненты изначально создаются уже годными для задач, когда необходимо быстро подключить систему и сразу запустить линию производства.

То, что на данный момент исследуется и реализуется в небольших масштабах, в будущем можно перенести на производственные мощности, объясняет проф. Пост: «Идея, которая стоит за проектом OPAK - это производство, полноценно существующее как виртуальная  эмуляция. Отдельные компоненты или части оборудования, следовательно, могут быть изменены или заменены, и довольно просто, так как все процессы можно виртуально протестировать перед тем, как физически воплотить их в жизнь».

CPS-Gate: первое достижение проекта OPAK

Первый результат исследовательской деятельности проекта OPAK - это прототип интегрированного модуля останова: CPS-Gate. Эта система, будучи единым целым, образует группу функций, необходимых для останова на конвейерной ленте кареток с заготовками, таким образом, соединяя в себе функции ПЛК, датчиков, приводов, технологий RFID/NFC и коммуникационных модулей с применением систем MES/ERP. В будущем, система CPS-Gate будет использоваться в учебном центре Festo Didactic, в котором проводят исследования и ориентированные на будущее тренинги по «интегрированной промышленности». 

Реализация достижений Промышленности 4.0 в продукции

Следующий пример того, как Festo уже сегодня на примере собственной продукции удовлетворяет требования Промышленности 4.0 - это новый проект Multi-Carrier System, транспортная система, разработанная в тесном сотрудничестве с компанией Siemens. Система помогает достичь очень гибкого промышленного процесса, так как она свободно конфигурируется согласно индивидуальным требованиям, и каретки с заготовками и приводная техника связаны с децентрализованными датчиками и интеллектуальными элементами.

По аналогии, платформа автоматизации CPX от Festo начинает применять подходы  интегрированной промышленности. Электрический терминал для работы с пневмоостровами не только предлагает соединение на уровне шин и управления, но также содержит самонастраивающеюся сервопневматическую  систему позиционирования, может выполнять функции диагностики и задачи мониторинга состояния. В обоих системах имеется интерфейс OPC UA для интеграции в хостинг Промышленности 4.0.

Взгляд в будущее: Бионическая образовательная сеть

В этом году проекты  Бионической образовательной сети знакомят нас с виденьем более далекого будущего мирового производства. Бионические роботы BionicANTs (муравей) и eMotionButterflies (бабочки) демонстрируют как отдельные системы могут взаимодействовать в группе с помощью технологий коммуникации, и как реальный и виртуальный миры могут соприкасаться. Децентрализованные системы интеллектуальных компонентов автоматизации играют в этом процессе немаловажную роль, как и внедрение поведенческой модели, основанной на принципах сотрудничества и поддержки, объединение в сеть, интеграция функций и миниатюризация.