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連接機床的世界,工業4.0的通用語言

2020-05-18  來自: 沈陽??藱C床有限公司 瀏覽次數:795

                 連接機床的世界,工業4.0的通用語言


隨著智能制造的逐步推進,數控系統、數控機床及相關數字化裝備得到了大力發展。數控機床的智能化升級對智能制造的發展起著至關重要的基礎性作用,而實現這一目標的基礎便是機床裝備的互聯互通,其中相關的協議標準更是影響互聯互通的決定性要素。

NC-Link協議支持單個數控裝備、智能產線和智能工廠的數據交互。該標準的研制為我國數控機床互聯互通建立了一套統一的標準,對智能工廠、智能車間的建設、智能生產的推進將帶來巨大的作用。

隨著NC-Link協議的推出,標志著通訊協議的大營中再添一將大員,但機床聯網的通信協議也如整個工業控制領域的通信協議一樣,品種門類繁雜而凌亂。上海維宏電子科技股份有限公司副總經理趙東京先生曾對gongkong小編表示,“目前國內多數廠商應用的通訊協議都還是來自于國外,雖然國內已經開始相關協議標準的建立工作,但是還處于起步階段?!币虼?,實現通訊協議的統一是實現智能制造的前提之一,但在這一方面,國內外差距懸殊。

目前,各個數字控制器的制造商都使用各自的專有語言,而這已經不能滿足客戶日益增高的要求。對很多企業來說,開放式接口是一大障礙。為了促進機床制造商的互相協作,德國機床制造商協會(VDW)與其核心會員企業攜手,正致力于構建一個以OPC UA為基礎的機床互聯行業標準。VDW希望,通過該標準,能建立一種通用語言,用一種通用標準格式提取機器中的數據,然后導入例如ERP或MES系統,從而為客戶創造更多價值。

無錫微茗智能科技有限公司總經理魏振南先生在展會上接受筆者采訪時便表示:“目前,廠商分散、協議眾多;工藝不同、廠商不同、種類多、數量大;各業務系統對工業制造數據信息需求不同;車間布局比較分散等是阻礙聯網的主要問題。不同的協議之間各自為政,很難實現一種協議統一的局面,此時需要的是一種完全中立的平臺來進行轉化?!?/p>

工業4.0

工業通信分為互聯(硬件接口的連接)、互通(軟件層面的數據格式與規范)、語義互操作(語義的定義與規范)幾個層面,各種總線解決的是連接問題,互通解決了應用層的匹配,而OPC UA則解決不同系統之間的語義的互操作-包括應用行為與動態功能。

“OPC UA不是一種協議,而是一種信息模型?!監PC基金會中國區首席代表張譽說道,“OPC UA首先且重要的是一種信息模型。當然,它還是一種用于連接客戶端和服務器的協議,但OPC UA的優勢在于地址空間,正是這一點使得OPC UA成為通用應用接口?!監PC UA提供了一個封裝信息模型的標準,讓信息在不同的平臺間實現暢通無阻的交換,讓平臺之間實現零成本零耗時的無縫對接。

為了解決工業現場數據通信標準不統一的問題,OPC基金會發起了OPC UA技術架構的開發與應用工作。OPC UA采用基于語義和面向服務(SOA)的架構,它以統一的架構與模式,既可以實現設備底層的數據采集、設備互操作等的水平信息集成,即設備與設備之間的橫向通訊。而且,OPC UA還可以實現設備到SCADA,SCADA到MES、設備與云端的垂直信息集成,也就是縱向的通訊。OPC UA大的優勢就在于其獨立于平臺,并能確保來自多個廠商的設備之間信息的無縫傳輸。

現階段一些主流的自動化廠商和頂級的IT公司如華為、Microsoft、CISCO等都成為了OPC UA的支持者,以及協會組織如OMAC、Euromap、Automation ML、ISA、FDT/DTM、MTConnect、BacNet。全球主要的現場總線基金會如PI、EPSG、ETG、SERCOSIII均積極支持參與OPC UA的融合與開發工作。德國工業4.0組織和美國工業互聯網組織IIC更是將OPC UA列為了實現語義互操作的標準規范。

在數字化的推動下,未來工廠將具備互聯、有序并且能夠實現遠程自我優化等特性,前提是,機床、刀具、系統、測量甚至是夾具,都要提供必要的數據來支撐。因此,未來制造業只有一個關鍵詞,那就是”互聯“。任何機器,不論它來自德國、中國還是美國,不論在何種生產環境中,都需要實現與任意系統的相聯。

如何實現互聯互通?那就是統一通訊標準,但是統一標準很難,并且未來也不可能出現一家獨大的標準。作為世界各國戰略布局的要點,工業通訊標準也是大國利益訴求和博弈的焦點。在全球化的今天,我國如果不加緊制定與完善機床行業相關通訊標準,必然會在發展上再次落后。

無論是機床行業的通訊協議標準還是面向工業領域的其他通訊標準,短期內都還是無法完成統一的,邁向完全整合還須一段時間。而機床行業通訊標準的建立,也絕不僅僅是一個國家、一個協會的事情。在這里,小編呼吁更多的大企業“坐下來”,推進標準統一,加強 開放合作。



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