費斯托改如何去選型,如何確認,于仿品-蘇州伊洛

自2013年德國首先提出工業(yè)4.0概念以來(lái)，一場(chǎng)圍繞著(zhù)速度、成本、能效、柔性、安全和智能化的制造業(yè)轉型升級新競賽正在范圍展開(kāi)。技術(shù)創(chuàng )新是這場(chǎng)競賽的核心驅動(dòng)力，而各領(lǐng)域的企業(yè)當仁不讓的成為技術(shù)創(chuàng )新的實(shí)踐者和受益人。2015年12月，帶著(zhù)一份對工業(yè)4.0和德國制造進(jìn)展的好奇心，筆者受邀參加費斯托(Festo)在德國斯圖加特舉辦的媒體大會(huì )（IPC）,并與來(lái)自17個(gè)國家的近60名記者一同參觀(guān)了Festo的Scharnhausen新技術(shù)工廠(chǎng)，感受工業(yè)4.0新思維帶來(lái)的創(chuàng )新價(jià)值。

位于德國斯圖加特的Scharnhausen新技術(shù)工廠(chǎng)

秉承創(chuàng )新，把握轉型機遇

      工業(yè)4.0是德國保持競爭力的重要機會(huì )，以*的創(chuàng )新精神，將傳統的工業(yè)制造轉變?yōu)橐粋€(gè)網(wǎng)絡(luò )化的靈活生產(chǎn)系統，保持德國制造的競爭力。正是因為德國知識密集型的制造模式、技術(shù)與生產(chǎn)的快速結合、來(lái)自企業(yè)的創(chuàng )新力量、公共資源的充分利用和政府政策的支持，通過(guò)行業(yè)協(xié)會(huì )間的緊密合作，保證著(zhù)工業(yè)4.0研究的有效進(jìn)行。數字化是實(shí)現面向未來(lái)制造的網(wǎng)絡(luò )化和柔性生產(chǎn)的關(guān)鍵。標準化、技術(shù)研發(fā)和人員培訓是當前工業(yè)4.0平臺研究工作的重要主題，Festo自1925年創(chuàng )立以來(lái)，從品質(zhì)的氣動(dòng)元器件，到以CPX為代表的模塊化控制實(shí)現氣電融合平臺，再到多項仿生研究成果的逐步轉化，正是對技術(shù)研發(fā)的高度熱情和持續投入，才有了今天的市場(chǎng)地位。在通往工業(yè)4.0夢(mèng)想的研發(fā)道路上，Festo正在多個(gè)工業(yè)4.0研發(fā)工作組中扮演著(zhù)重要角色，“工業(yè)4.0平臺的參與者正在各種跨學(xué)科團隊中，就標準化、研究和安全性等未來(lái)主題開(kāi)展廣泛細致的工作，同時(shí)也涉足新工作領(lǐng)域和培訓領(lǐng)域的方方面面，”Festo管理董事會(huì )主席Eberhard Veit博士說(shuō)。“在這里，我們正在探討如何將工業(yè)制造轉型為全面聯(lián)網(wǎng)的靈活生產(chǎn)系統。為了保持競爭力，我們必須秉承自己*的創(chuàng )新精神，在此新的發(fā)展機遇中大顯身手。”

Festo AG & Co. KG管理董事會(huì )主席Eberhard Veit博士

Festo AG & Co. KG管理董事會(huì )成員，產(chǎn)品供應總裁Claus Jessen博士

      工業(yè)4.0夢(mèng)想的實(shí)現是一個(gè)充滿(mǎn)挑戰的持續過(guò)程，Festo認為，目前還處在轉型發(fā)展的初期階段。期間為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展提供了巨大的潛力。在塑造未來(lái)制造模式的過(guò)程中，Festo的工業(yè)4.0戰略將突出技術(shù)創(chuàng )新和人才培養。一方面，覆蓋離散與過(guò)程自動(dòng)化，強調產(chǎn)品的“直觀(guān)、智能、集成和互聯(lián)”，強化客戶(hù)定制解決方案；另一方面，構建教學(xué)培訓系統，提供人才培訓與咨詢(xún)服務(wù)。“在工業(yè)價(jià)值創(chuàng )造過(guò)程中，員工的角色正在從機械設備操作員轉變?yōu)閱?wèn)題解決者。這對員工提出了新要求，為此，每位員工要接受適當的培訓和教育才能滿(mǎn)足未來(lái)的需求。在越來(lái)越大的程度上，教育將日益成為制勝的關(guān)鍵因素，”Festo管理董事會(huì )成員，產(chǎn)品供應總裁Claus Jessen博士說(shuō)。

數字化平臺確保人工裝配的準確性

氣電共融，構建工業(yè)4.0 橋梁

      氣壓傳動(dòng)是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和機械化zui有效手段之一，具有結構簡(jiǎn)單、安全與可靠性高和調節簡(jiǎn)便等諸多優(yōu)勢，但其工作介質(zhì)（壓縮空氣）制造成本高，使得提高氣動(dòng)系統使用效率成為行業(yè)面臨的突出問(wèn)題。1989年，通過(guò)建立一組帶有共用控制電源的底座集成閥，Festo創(chuàng )立了閥島的概念。此后，Festo不斷對閥島進(jìn)行研發(fā)：控制協(xié)議、診斷和狀態(tài)監控功能以及優(yōu)化應用的閥島使其更靈活、性?xún)r(jià)比更高。閥島的電氣終端不僅只連接現場(chǎng)和主控制層,2002年推出的CPX系列電氣終端已具備診斷設施并能提供狀態(tài)監控功能。它的各種模塊能夠將氣缸控制與電缸控制整合在一起，通過(guò)模組化閥島MPA和VTSA來(lái)控制氣缸，通過(guò)運動(dòng)控制器來(lái)控制電缸，同時(shí)集成了安全功能，可以訪(fǎng)問(wèn)診斷信息，快速定位故障并更換模塊。通過(guò)CPX對常用的總線(xiàn)系統和工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的整合，Festo已為工業(yè)4.0 時(shí)代的開(kāi)放互聯(lián)做好了充分準備。

VTUG閥島

      2013年推出的VTUG閥島提供了簡(jiǎn)單經(jīng)濟的現場(chǎng)總線(xiàn)解決方案，適用于所有標準的現場(chǎng)總線(xiàn)、以太網(wǎng)及IO-Link。由于現場(chǎng)總線(xiàn)節點(diǎn)通過(guò)螺釘固定到閥島上，因此用戶(hù)可以快速簡(jiǎn)便地更換現場(chǎng)總線(xiàn)。對于提供模塊化設計的設備及系統制造商而言，VTUG閥島zui大的亮點(diǎn)是兼具電氣模塊化和高度氣動(dòng)靈活性?xún)?yōu)勢。

UVUG模組化自動(dòng)生產(chǎn)裝配線(xiàn)

      Festo以CPX綜合自動(dòng)化平臺實(shí)現的電缸集成驅動(dòng)已經(jīng)在DELTA機器人高速搬運系統控制上取得成功，通過(guò)氣電融合，以CODESYS控制器作為控制器，完成在三維空間中每分鐘100次的高速拾取動(dòng)作。配合使用免維護集成式EC電機且防護等級為IP54/65的電驅動(dòng)器EMCA，避免了對傳統控制柜的依賴(lài)，實(shí)現無(wú)控制柜的IP65/67防護等級。Festo借此向設備離散式自動(dòng)化邁出了跨越性的一步。

人機協(xié)作在Scharnhausen新技術(shù)工廠(chǎng)已成為現實(shí)

制造，數字化工廠(chǎng)*

      Festo位于斯圖加特的Scharnhausen新技術(shù)工廠(chǎng)，是Festo生產(chǎn)閥、閥島和電氣產(chǎn)品的主要工廠(chǎng)，廠(chǎng)區總面積66 000平方米，員工1200余人。Festo已累計投資七千萬(wàn)歐元用于廠(chǎng)區擴建，立足滿(mǎn)足今后5～10年的市場(chǎng)需求。新工廠(chǎng)秉承客戶(hù)至上以及可持續綠色生產(chǎn)的理念，積極提供針對客戶(hù)特定需求的定制化解決方案?；谥圃靸r(jià)值鏈的整體優(yōu)化貫穿工廠(chǎng)建設和生產(chǎn)全過(guò)程，數字化創(chuàng )新在廠(chǎng)房布局、工件加工、物流、精密裝配和能效管理等多方面得到全面應用。2015年9月，新工廠(chǎng)由于精益生產(chǎn)、節能和環(huán)境友好表現突出，被德國可持續建筑委員會(huì )(DGNB)授予白金證書(shū)，堪稱(chēng)當前德國先進(jìn)制造的*。

快速靈活的物料配送

      在新工廠(chǎng)規劃之初，Festo組織專(zhuān)家們從采購、開(kāi)發(fā)、物流、生產(chǎn)和人力資源多角度展開(kāi)合作，以跨部門(mén)的工作方式，借助3D建模和虛擬仿真等技術(shù)手段優(yōu)化廠(chǎng)房布局，在短短3年內完成了工廠(chǎng)建設。“適應性生產(chǎn)”整體理念使新工廠(chǎng)具備*的適應能力，并建立起的價(jià)值流，讓Festo客戶(hù)因此受益。工廠(chǎng)總Stefan Schwerdtle表示：“以該技術(shù)工廠(chǎng)為依托，我們*可以滿(mǎn)足未來(lái)市場(chǎng)的需求。我們在此工廠(chǎng)中建立了用于技術(shù)協(xié)作和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的場(chǎng)所，并通過(guò)優(yōu)化程序和調整核心流程大幅縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間。”

      整體價(jià)值流管理通過(guò)數字化手段得以實(shí)施，是該工廠(chǎng)鮮明特色。確保從開(kāi)發(fā)、物流到生產(chǎn)的所有價(jià)值流始終保持在*流動(dòng)狀態(tài)。該技術(shù)工廠(chǎng)物資管理部總監Stefan Labonde解釋說(shuō)：“我們專(zhuān)注于找出價(jià)值流中的瓶頸，然后采取*方式相應調整流程，因此得以避免延誤，確保業(yè)務(wù)平穩有序進(jìn)行。”事實(shí)證明，價(jià)值流優(yōu)化措施相當有效。Stefan Labonde說(shuō)：“例如，在生產(chǎn)DGSL 小型氣動(dòng)滑塊的過(guò)程中，我們現在在一個(gè)地點(diǎn)完成所有工序，總運輸距離從以前的32km縮短到僅240m，吞吐時(shí)間也縮短了66%。”

      同時(shí)具備金屬加工、電子制造和精密裝配生產(chǎn)能力本已不易，而實(shí)現廠(chǎng)級價(jià)值流整合和智能流程管理則更是難能可貴。Festo新工廠(chǎng)以電子看板結合MES系統統一調配大量高精度金屬加工機床和管材切割設備；以自動(dòng)化倉儲和物流小車(chē)完成物料傳輸保證電子制造的靈活、快速和批量；以條碼識別、平板電腦和配合裝配管理系統確保人工裝配過(guò)程中訂單、母件與工件的準確對應、定制化產(chǎn)品圖示和后期追溯。尤為引人注目的精密裝配線(xiàn)，設置八個(gè)生產(chǎn)單元，可控制和執行用于組裝各種閥的運動(dòng)序列。包括噴涂外殼潤滑脂、壓入閥芯和彌合密封，以及確保各過(guò)程監控程序的運行。生產(chǎn)單元的硬件和軟件由Festo自動(dòng)化專(zhuān)家采用模塊化設計方法創(chuàng )建，且彼此互聯(lián)互通。各個(gè)過(guò)程自主進(jìn)行設置，而各個(gè)單元的接口則采用標準化設計，可完成生產(chǎn)單元的更換或擴展。針對訂單的裝配設備更換，無(wú)需另行規劃時(shí)間空擋，系統會(huì )在循環(huán)時(shí)間內自行更換，已經(jīng)具備了工業(yè)4.0所倡導的柔性生產(chǎn)的重要特征。

結合實(shí)際生產(chǎn)，開(kāi)展員工培訓

      Scharnhausen新技術(shù)工廠(chǎng)的另一個(gè)重要作用是對人才的繼續教育。專(zhuān)設的員工培訓教室設置有與產(chǎn)線(xiàn)相配合的裝配和檢測等各種工作臺，保證員工能在與實(shí)際生產(chǎn)條件一致的設備環(huán)境下，結合生產(chǎn)需求，有針對性的快速提升勞動(dòng)技能。“頭腦風(fēng)暴”教室則展開(kāi)針對生產(chǎn)與研發(fā)的各項創(chuàng )新思路交流，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)實(shí)現靈感思路的共享，體現著(zhù)對創(chuàng )新和人才的高度重視。

培訓仿生研究，激發(fā)創(chuàng )意靈感

      鮮有工業(yè)企業(yè)會(huì )在仿生領(lǐng)域持續投入研發(fā)，而Festo卻已堅持多年，每年確定1～2個(gè)新項目，目的是為了借鑒生物模板，以技術(shù)手段實(shí)現對生物體的模仿，激發(fā)創(chuàng )意靈感，為未來(lái)制造業(yè)創(chuàng )新進(jìn)行準備。目前已在材料、結構設計、運動(dòng)控制、個(gè)體協(xié)作和自主適應等多個(gè)不同方面取得了卓有成效的創(chuàng )新成果。

基于螞蟻的仿生研究

      為了制作仿生螞蟻，Festo工程師們對真螞蟻進(jìn)行了精細解剖并用作構建模型。這是有史以來(lái)人類(lèi)*次利用復雜控制算法，將生物的合作特性運用到技術(shù)領(lǐng)域。“像自然界的螞蟻一樣，仿生螞蟻也是按照簡(jiǎn)單明確的規則彼此合作，”Festo公司副總裁，企業(yè)傳訊部負責人Heinrich Frontzek博士說(shuō)。這一合作機制從理論上為未來(lái)工廠(chǎng)提供了有趣的解決方案。未來(lái)生產(chǎn)系統建立在智能元件的基礎上，這些元件需要靈活適應不同的生產(chǎn)條件和情況，因此會(huì )從更高的控制級別承接任務(wù)。Frontzek博士說(shuō)：“螞蟻之間彼此通信，協(xié)同運動(dòng)。每只螞蟻自主決策，但其決策始終與共同目標保持一致，因此它們是各司其責，共同完成任務(wù)。”

基于蝴蝶的仿生研究

      在仿生蝴蝶中，Festo將人造昆蟲(chóng)的超輕結構與群體協(xié)調飛行特性結合。仿生蝴蝶展示了未來(lái)生產(chǎn)領(lǐng)域的多個(gè)復雜主題，如功能集成、超輕機構以及個(gè)體系統之間的聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)優(yōu)化通信。“但是，并不是說(shuō)，未來(lái)工廠(chǎng)中會(huì )有仿生蝴蝶到處飛舞；仿生蝴蝶啟示了相互聯(lián)網(wǎng)的整體系統執行功能的新方法，還展示了未來(lái)工業(yè)物流應用的景象，”Frontzek博士說(shuō)。聯(lián)網(wǎng)導航和監控系統可安全自主地協(xié)調翱翔空中的眾多個(gè)體飛行器，所采用的通信和傳感器技術(shù)構成了室內GPS系統，它控制群體中蝴蝶的飛行，使其不會(huì )彼此碰撞。

      靈感源于變色龍舌頭的變色龍仿生抓手，無(wú)需手動(dòng)轉換，就可以在一個(gè)進(jìn)程中抓取、采集和釋放形狀差異很大的多個(gè)物體。這一功能通過(guò)充水硅膠帽實(shí)現，這種硅膠帽可以靈活適應被抓取對象的形狀，包裹住被抓取物體。在未來(lái)，靈活抓手可用于需要同時(shí)處理形狀不同的多種物體的生產(chǎn)設備，例如在工業(yè)機器人領(lǐng)域，用于執行裝配任務(wù)或搬運小型元件。

價(jià)值共享，助力中國制造2025

      傳統的業(yè)務(wù)模式正在發(fā)生重要變革，工業(yè)4.0 將形成一個(gè)統一的市場(chǎng)。Festo已在61個(gè)國家成立分公司，致力建立一個(gè)投資、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò )。Festo高度重視中國市場(chǎng)，自1993年進(jìn)入中國市場(chǎng)以來(lái)，Festo在華業(yè)務(wù)取得了快速穩定增長(cháng)。2012年，濟南生產(chǎn)中心成功納入Festo生產(chǎn)中心體系，成為集團第11家生產(chǎn)基地。2013年上海亞太技術(shù)中心完成擴建，借助化生產(chǎn)與技術(shù)平臺，為亞太區，尤其是中國用戶(hù)提供創(chuàng )新產(chǎn)品與定制服務(wù)。中國制造業(yè)的多樣性和差異化需求亦為Festo提供了定制創(chuàng )新的動(dòng)力源泉。展望未來(lái)，結合中國制造2025戰略中所強調的智能制造、工業(yè)強基和綠色制造等重點(diǎn)工程，通過(guò)可靠器件、靈活平臺與定制方案，中國用戶(hù)可以共享Festo工業(yè)4.0實(shí)踐的新成果，而Festo所蘊含的創(chuàng )新、務(wù)實(shí)與堅持的企業(yè)精神，則更值得中國制造業(yè)學(xué)習與借鑒。