在全球競爭異常激烈的製造行業中，每一分鍾、每一克原料和每千瓦時的能耗都會對企業的生產成本造成影響。Wienerberger 集團數十年來一直麵臨著這個挑戰。最近，這家國際領先的創新建築材料和基礎設施解決方案生產商以及全球最大磚瓦生產商采用 TwinCAT 和“Data Agent 技術”實(shi)現(xian)了(le)這(zhe)些(xie)目(mu)標(biao)。在(zai)全(quan)麵(mian)實(shi)施(shi)數(shu)字(zi)化(hua)轉(zhuan)型(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)，集(ji)團(tuan)每(mei)天(tian)需(xu)要(yao)將(jiang)數(shu)百(bai)萬(wan)個(ge)測(ce)量(liang)值(zhi)發(fa)送(song)至(zhi)雲(yun)端(duan)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)，以(yi)便(bian)公(gong)司(si)的(de)所(suo)有(you)層(ceng)麵(mian)都(dou)能(neng)夠(gou)獲(huo)取(qu)有(you)效(xiao)數(shu)據(ju)並(bing)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)，從(cong)而(er)能(neng)夠(gou)有(you)針(zhen)對(dui)性(xing)地(di)製(zhi)定(ding)優(you)化(hua)措(cuo)施(shi)。
TwinCAT 3 IoT Data Agent
為 Wienerberger 集團的數據池提供技術支撐
節能建築、安全的下水道係統、更具吸引力的公共空間：Wienerberger 集團的專業知識已經滲透到人們日常生活中的各個領域。這家磚瓦、管道係統和鋪磚機生產商創建於 1819 年，總部設在維也納，200 多年來一直成功地推動著建築業的發展。集團在全球 29 個國家擁有 197 個ge生sheng產chan基ji地di，是shi國guo際ji領ling先xian的de建jian築zhu材cai料liao和he基ji礎chu設she施shi解jie決jue方fang案an供gong應ying商shang之zhi一yi。最zui近jin，集ji團tuan推tui出chu了le全quan麵mian的de數shu字zi化hua轉zhuan型xing舉ju措cuo，以yi便bian在zai全quan球qiu化hua競jing爭zheng日ri益yi激ji烈lie的de今jin天tian也ye能neng捍han衛wei他ta們men的de領ling先xian地di位wei。一yi方fang麵mian，它ta旨zhi在zai推tui進jin智zhi能neng產chan品pin（例如，用於收集水位或降雨量數據的塑料管）的生產製造以及新的數字業務模式的發展。另一方麵，集團正在盡其所能地提升每個生產基地的數據透明度。
從數字孿生到高效運營
“我們的願景是為每條生產線創建一個數字孿生體，在其中存儲生產過程、規劃和質量數據，以及詳細的係統操作人員的培訓課程信息等。”Wienerberger 集團子公司 Pipelife 的高效運營製造官 Roy Sibbald 解釋道。最終，他需要了解每一分鍾的生產情況，以及每一分鍾是否得到高效利用。“如ru果guo沒mei有you得de到dao高gao效xiao利li用yong，這zhe一yi分fen鍾zhong時shi間jian就jiu被bei浪lang費fei了le。這zhe同tong樣yang也ye適shi用yong於yu我wo們men使shi用yong的de每mei一yi克ke原yuan材cai料liao。這zhe是shi否fou變bian成cheng為wei我wo們men可ke以yi銷xiao售shou的de產chan品pin？在zai它ta身shen上shang發fa生sheng了le什shen麼me問wen題ti？所suo有you這zhe些xie問wen題ti的de準zhun確que答da案an都dou具ju有you巨ju大da的de價jia值zhi。”Roy Sibbald 解釋說道。據 Wienerberger 集團 IT 戰略、創新和項目主管 Manfred Heger 所述，Roy Sibbald 為推進生產環境的數字化轉型做出了重要貢獻。
位於維也納新村的 Pipelife 公司與解決方案供應商 TietoEVRY 和 HEAP 工程有限公司以及倍福共同開發的 21 號和 26 號擠出生產線入選解決方案概念驗證項目。對質量有特殊要求的塑料管就是在這些生產線上生產的。“我們需要采集壁厚、橢圓度、離心率、每米公斤數、鋸切脈衝等數據。”TietoEVRY 公司高級業務顧問 Andreas Roither-Voigt zaimiaoshuqizhongyigeshengchanguochengshishuodao，chucizhiwai，haibixuzhaochuduiyingchicunqiegenaxieguandao，heshijinxingqiege，yijishifouzhenzhengzuodaolejingdudadaoyihaomi。zhexieceliangrenwutongguobeifude EtherCAT 端子模塊 EL1512 和 EL5151 實現。“一個 I/O 端子模塊可以直接連接編碼器，另一個模塊則實時傳輸當前的計數器讀數，以便在 TwinCAT 軟件中計算管道長度，所有這一切都在邊緣網關上。”這位控製工程師解釋說道。
最終用戶、係統供應商與倍福專家團隊之間的良好合作是成功的關鍵，尤其是像這樣的綜合性項目。
格勞博的點擊定子（右）包含多個由發卡式繞組組成的繞組輪轂（左）
工業 PC 用作邊緣控製設備
同時，每天有來自 Wienerberger 集團不同工廠的數百萬條數據被存儲在雲端，用於分析。它們都配備了準確無誤的工廠、生產線和設備類型代碼，以便明確分配傳輸過來的信號。“我們聯合起來創建了一個‘單向可信源（Single Source of Truth）’，實現了公司的‘所有相關數據總是在線’的願景。”這樣可以確保最終為每個用戶提供與他或她相關的信息。“無論數據科學家是否計劃將原始數據用作機器學習模型的輸入，或者這些數據已經被合並和/或集中在一起，以便整合到各個報表工具，這些數據在任何情況下都必須是完整和正確的。”TietoEVRY 公司物聯網和數據顧問 Manuel Hausjell 強調道。
因此，項目管理者已經規定將所有設備集成到物聯網網絡中，並將此方式作為標準執行。倍福的超緊湊型工業 PC C6030 用作雲端 Azure IoT Hub 的“安全守衛員”，起著核心作用，它的設計緊湊，並搭載多核處理器（每個內核主頻高達 3.6 GHz），非常適合用作邊緣控製設備，HEAP Engineering 公司總經理 Lukas Pechhacker 解釋道：“這就是基於 PC 的(de)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)的(de)優(you)勢(shi)，控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)要(yao)求(qiu)進(jin)行(xing)擴(kuo)展(zhan)，並(bing)為(wei)現(xian)場(chang)的(de)數(shu)據(ju)預(yu)處(chu)理(li)提(ti)供(gong)足(zu)夠(gou)的(de)性(xing)能(neng)儲(chu)備(bei)。以(yi)卷(juan)繞(rao)機(ji)為(wei)例(li)，采(cai)樣(yang)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)在(zai)毫(hao)秒(miao)級(ji)範(fan)圍(wei)內(nei)。因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)邊(bian)緣(yuan)計(ji)算(suan)，將(jiang)其(qi)轉(zhuan)化(hua)為(wei)每(mei)分(fen)鍾(zhong)轉(zhuan)數(shu)，以(yi)保(bao)證(zheng)傳(chuan)向(xiang)雲(yun)端(duan)的(de)信(xin)息(xi)在(zai)控(kong)製(zhi)中(zhong)。”
配備 TwinCAT 3 IoT Data Agent 的 C6030 通常要承擔很多“解釋器”的職能：一方麵，它使用 TwinCAT ADS 和 OPC UA 在不同年代和不同來源的設備之間建立通信橋梁，另一方麵，它又可以充當通往雲端的網關。“我們在全球 29 個國家共有 197 座工廠，每座工廠之間的生產環境都有很大差異，使用的協議也非常多，而這些協議必須遵循一個共同的標準。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 實現。”Lukas Pechhacker 解釋說道。
通過倍福 PS 係列電源產品（右）供電的 C6030 超緊湊型工業 PC（左）用作邊緣計算網關，起著核心作用
完美的團隊協作
作為倍福的解決方案供應商，HEAP Engineering 和 TietoEVRY 都了解如何能夠充分利用基於 PC 和 EtherCAT 的控製技術。“我們項目團隊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麼，而且在做任何事情時都能著眼全局。”Manfred Heger 稱讚道。由於新冠疫情對相關的國際出行限製，位於瑞典和荷蘭的兩座工廠甚至被遠程連接到 loT 網絡上。“當地的電工提供了有關現有基礎設施的關鍵細節。然後我們從倍福訂購了所需的組件，並由 HEAP Engineering 公司進行預配置，以便在現場進行簡單的即插即用連接。然後 HEAP Engineering 公司重新介入，通過安全可靠的遠程連接進行最後的配置，我們在雲端設定好合適的路線或進行數據質量檢查。”TietoEVRY 員工 Manuel Hausjell 在描述三方的完美合作時說道。
“womenmeitiandouhuimengfayixiexindexiangfa，xiangzhewomenhainenggouzuoxieshenmegaishanwomengongchangderichangyunying，zaigegegongchangzhijianjianliyigejizhun，shixianzhiliangchixugaijin，zhichiyucexingweihu，jianshaoziyuandeshiyongdengdeng。”Roy Sibbald 說道，他很清楚，數字化轉型是一個持續發展的過程。“隻有對不同的數據進行有效的對比分析，才能真正實現精益生產。而我們係統最大的魅力就在於，它很容易擴展和升級。”這位高效運營製造官總結說道。此外，電流互感器被越來越多地布署在生產設施中，畢竟每一分鍾、meiyikeyuanliaohemeiqianwashidenenghaodouhenzhongyao。yinci，xiangmuyeweijianshaoeryanghuatanyijiyuancailiaoxiaohaohenengyuanshiyongdekechixufazhanmubiaozuochulezhongyaogongxian。erwomensuihoushishideerweimashibiehenhaodishuomingleyianzhuangdejiejuefangandeshiyingxinghelinghuoxing。“我們所需要做的隻是激活工業 PC 上的視覺軟件授權許可，通過以太網連接相機，即可擴展 TwinCAT Vision 的邊緣計算網關，使其包括實時的圖像處理功能。當然，已經讀取的二維碼可以通過 TwinCAT IoT Data Agent 傳輸至雲端。這些數據也可以提供給 MES 和 ERP 係統使用。”倍福維也納銷售辦事處負責人 Balazs Bezeczky 說道。
關於德國倍福
倍福（Beckhoff）公司總部位於德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多國際標準。公司所生產的工業 PC、現場總線模塊、驅動產品和TwinCAT自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控製係統，可為各個工控領域提供開放式自動化係統和完整的解決方案。倍福於1997年進入中國市場，致力於幫助製造企業提升競爭優勢，加速轉型升級。倍福在業內享有“創新引擎”的美譽，公司所倡導的PC控製技術具有良好的開放性，將IT技術、互聯網和自動化技術完美融合，助力實現工業 4.0 和智能製造。憑借領先的技術優勢和豐富的行業知識，倍福的創新產品和解決方案廣泛應用於風力發電、半導體、光伏太陽能、電子製造、金屬加工、包裝機械、物流輸送以及樓宇自控等眾多領域。
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