自动化领域新推出了哪些黑科技?全景展示盛大的Automation Fair 2019创新之旅

作者:胡静 文章来源:流程工业 发布时间:2019-12-17
翡翠般的芝加哥河在市区流淌,湛蓝如海的密歇根湖与城市相傍,错落有致的摩天大楼群组成最美的城市天际线,宣示着这座城市不断向上的力量……在2019年11月初冬时节,由罗克韦尔自动化及其合作伙伴举行的Automation Fair落地芝加哥,在工业摇篮之地绽放出美丽的自动化之光,书写智能创想的未来。

△由罗克韦尔自动化及其合作伙伴举行的Automation Fair 2019展会现场
△由罗克韦尔自动化及其合作伙伴举行的Automation Fair 2019展会现场

2019年11月20~21日举办的罗克韦尔自动化第 28 届年度自动化博览会(Automation Fair)共有150多个罗克韦尔自动化的合作伙伴参加,超过19 000人注册报名,吸引着各行业从事自动化和智能制造领域的创新人才共聚一堂,深入探讨最新研究和应用成果。这是北美甚至全球工业自动化领域的顶级盛会,也是工业自动化领域发展的风向标。

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罗克韦尔自动化中国区总裁石安先生接受笔者现场采访时表示,今年的Automation Fair不仅报名人数创历史新高,而且展出的新产品也是阵容强大。数字化孪生、虚拟现实和增强现实在各个工业场合已经有了落地方案,基于Thingworx等技术开发的FactoryTalk InnovationSuite套件已经诸多行业得到应用,这将快速推动自动化和信息化向数字化智能化转变。

在第28届自动化博览会开幕前夕,芝加哥麦考密克会展中心已然人气十足,为盛宴开启智慧碰撞的火花。过程解决方案用户组 (PSUG)会议以及自动化前景媒体论坛(Perspectives)在11月18~19日已经拉开帷幕。围绕控制策略、优化和过程安全等时下热门话题,以及讲述如何实现互联企业愿景并借以探寻全新可能,如何应对网络安全和劳动力短缺等方面的机遇和挑战分享相关策略,解读影响行业的关键问题,多场罗克韦尔自动化及其生态合作伙伴高管主题演讲、50 场技术及客户主导型研讨会以及十余个动手实验,同步展开探讨。

△罗克韦尔自动化董事会主席兼首席执行官Blake Moret先生在自动化前景媒体论坛上致辞
△罗克韦尔自动化董事会主席兼首席执行官Blake Moret先生在自动化前景媒体论坛上致辞

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数字合作伙伴拓展无限可能

对于开展数字化转型的企业而言,想要轻松实施技术部署并快速提升生产率或实现其他类似目标,需要一套融合不同合作伙伴的生态系统。罗克韦尔自动化董事会主席兼首席执行官Blake Moret先生在自动化前景媒体论坛上宣布已经完成对印度MES/MOM、数字解决方案咨询和系统集成服务的全球供应商 MESTECH服务公司的收购,并和埃森哲签署了新合作伙伴关系协议,将与埃森哲联合开发Industry X.0数字化产品,以实现更大的工业供应链优化。

自此,全新的罗克韦尔自动化数字合作伙伴计划在客户与埃森哲、微软、PTC、ANSYS 和 EPLAN 等市场引领者中架设了桥梁,为企业带来专业技术与解决方案,简化数字举措的部署,显著提升质量。

Blake Moret介绍,通过数字合作伙伴计划,企业可以向行业顾问展开咨询,针对数字化转型创造量身定制的路线图,了解数字化孪生体、未来工厂和互联员工等工业物联网概念如何帮助企业延长正常运行时间并提升工作效率。

△罗克韦尔自动化与埃森哲、微软、PTC、ANSYS 和 EPLAN 通力协作,帮助企业轻松实施数字化转型
△罗克韦尔自动化与埃森哲、微软、PTC、ANSYS 和 EPLAN 通力协作,帮助企业轻松实施数字化转型

数字计划合作伙伴各有所长,将各自研发的专业技术融入共同构建的生态系统,为企业带来标准一致、协调紧凑的使用体验。例如,

埃森哲与企业合作制定业务计划,推出有关投资回报率的使用案例并有效应用于整个企业,努力创造财富与价值。

从智能边缘到智能云端,微软协助企业访问这些载体中存储的优质数据,以便其根据整体发展情况着眼全局,制定更加明智的决策。

PTC在边缘到云端的整个范围内帮助企业连接设备与系统,同时使用增强现实(AR)技术以全新方式审视系统并解决出现的问题。

ANSYS 和 EPLAN致力于解决错综复杂的挑战,已经成功融入数字线程,帮助企业提升其在设计、运营和维护活动中的生产力。

同时,Blake Moret重申了罗克韦尔自动化“Expanding Human Possibility”的品牌承诺,通过连接与协作,拓展人类的无限可能,让世界更智能、更互联、更高效。

2

自动化技术走进虚拟时代

工业革命在现实场景里改变了我们的生活,信息革命在数字领域中改变了世界运作方式。当今,VR、AR新技术的崛起融合了虚拟和现实场景,全面开启了新一轮工业生产革命。

笔者在参观Automation Fair 2019的过程中,深深地被这种虚实结合的科技感所震撼,这也是罗克韦尔自动化近两年入股PTC公司以及收购Emulate3D软件后布局的工业自动化新版图。

罗克韦尔自动化控制与可视化业务集团副总裁、总经理Marco Wishart先生在与笔者交流的过程中,介绍了通过技术创新,尤其是智能技术的创新应用,促进产品和技术更快地转化成商业价值的案例。数字孪生、设计仿真,可视化、MES、预防性维护、机器学习以及虚拟/增强现实技术的应用是目前工业自动化发展的趋势。此外,Marco Wishart特别提到了涵盖了从资产及网络管理等生产全生命周期的技术,它能够帮助用户实现快速部署、快速收效、推动企业可持续发展。

在Automation Fair 2019展台上,PTC和罗克韦尔自动化展示了包括物联网、增强现实、分析和MES等先进技术等解决方案如何有效改善制造业面临的挑战。

罗克韦尔自动化与PTC合作推出PTC支持版 FactoryTalk InnovationSuite吸引了不少展会观众驻足。该全新套件可一站式展示企业内部信息,让运营和系统状态一目了然,可为决策者提供更有效的数据和深度信息,帮助企业优化工业运营并提升生产率。这是一套帮助客户实施数字化转型的软件工具集合,让新IT技术和传统自动化技术完美交融。它整合了PTC的ThingWorx工业物联网平台,其中包括Kepware的工业连接和Vuforia增强现实(AR)工具,还整合了罗克韦尔自动化的FactoryTalk Analytics和MOM平台,同时在这些平台之间实现了底层数据互通。

罗克韦尔自动化与PTC合作推出PTC支持版 FactoryTalk InnovationSuite吸引了不少展会观众驻足。该全新套件可一站式展示企业内部信息,让运营和系统状态一目了然,可为决策者提供更有效的数据和深度信息,帮助企业优化工业运营并提升生产率。这是一套帮助客户实施数字化转型的软件工具集合,让新IT技术和传统自动化技术完美交融。它整合了PTC的ThingWorx工业物联网平台,其中包括Kepware的工业连接和Vuforia增强现实(AR)工具,还整合了罗克韦尔自动化的FactoryTalk Analytics和MOM平台,同时在这些平台之间实现了底层数据互通。

△虚拟现实,增强现实技术成为展台标配,观众可随时体验身临其境的工业生产

△虚拟现实,增强现实技术成为展台标配,观众可随时体验身临其境的工业生产

△虚拟现实,增强现实技术成为展台标配,观众可随时体验身临其境的工业生产
△虚拟现实,增强现实技术成为展台标配,观众可随时体验身临其境的工业生产

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基于生命周期的服务支持 

在Automation Fair展台上可以看到醒目的生命周期服务展区,这也是此次盛会上罗克韦尔自动化重点向业内转达的理念之一。在与罗克韦尔自动化客户支持中心副总裁、总经理Rachael Conrad女士、系统及解决方案业务单元副总裁、总经理Matt Fordenwalt先生的交流中得知,罗克韦尔自动化提供全生命周期内的服务支持,从设计、建造、运维和优化来挖掘生产潜力,降低运营成本,减少生产风险以及提高资产利用率,最终提升整体效能。

△虚拟现实,增强现实技术成为展台标配,观众可随时体验身临其境的工业生产

→在本届Automation Fair上,罗克韦尔自动化推出了最新版本的 FactoryTalk Batch 软件,助力拥有批次应用的工业生产企业打造更为灵活、可靠且高效的运营。该软件不但可以提高设计团队的工作效率,还可以帮助企业运营提高系统可靠性和增强移动性,同时让操作人员可以在尽享直观体验的同时改进工作流程。

此外,安全是运营阶段关注的焦点,近年来,罗克韦尔自动化在工业网络安全领域屡创佳绩,帮助工业企业减少潜在的网络安全风险。罗克韦尔自动化在本届Automation Fair期间宣布通过了 ISA/IEC 62443-2-4 认证,后者是世界上唯一公认的工业控制应用网络安全标准,表明了罗克韦尔自动化在自动化系统报价、设计、集成和维护方面所使用的安全功能符合标准要求。该项新认证为罗克韦尔自动化帮助客户加强网络安全的成绩单上又添上了浓墨重彩的一笔。

→2019年上半年,罗克韦尔自动化推出了首款通过 ISA/IEC 62443-4-2 认证的工业控制器Allen-Bradley ControlLogix 5580,以及ControlLogix EtherNet/IP 通信模块,并计划在2020年推出新技术,将 CIP 安全保护延伸到传统和非 CIP 安全设备。

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加速生物制药生产效率 

GE医疗生命科学生物过程自动化与数字化总经理Kevin Seaver先生在PSUG会议上做了分享,笔者与Kevin Seaver先生和罗克韦尔自动化北美地区总裁Tessa Myers女士进行了交流,两家企业拥有超过30年的紧密合作,通过自动化技术和过程创新,GE医疗生命科学在FlexFactory生产线优化了生物反应器,提高了生产线的灵活性。

GE Healthcare的FlexFactory系列包括培养基和缓冲液制备,细胞培养物生产、收获、纯化、病毒清除、无菌过滤和批量配制过程。所有这些都可以组合在模块化的KUBio洁净室运输集装箱中,GE Healthcare目前在全球拥有63个此类模块化生产设施。

GE Healthcare采用了罗克韦尔自动化的PlantPAx软件和GE的Unicorn软件来自动化其生物处理设备。“一个FlexFactory每天产生大约1 TB的数据,制药业每年因生产效率低下而浪费约500亿美元,因此生物制药企业正试图解锁无法访问的孤立数据,并同时防范网络入侵和攻击。”Kevin Seaver补充说,通过将数据与制造执行系统(MES)应用程序和电子批次记录(EBR)集成,在云计算服务下,增强数据分析处理能力,从而使生产系统更灵活,可扩展,加快产品投放市场的效率。

△GE医疗生命科学生物过程自动化与数字化总经理Kevin Seaver先生
△GE医疗生命科学生物过程自动化与数字化总经理Kevin Seaver先生

Kevin Seaver还介绍,GE Healthcare与Rockwell Automation以及PTC合作创建了这些工具的增强现实(AR)版本。例如,操作员可以使用AR图像捕获,显示和处理图像,以更快地显示pH,溶解氧,二氧化碳,控制柜性能和其他关键参数。PTC Chalk软件甚至允许操作员和主管对图像进行标记,以指出需要解决的细节,这些技术创新最终为生物制药企业带来价值。

5

过程控制技术的重磅升级:PlantPAx 5.0

罗克韦尔自动化负责流程行业的业务拓展经理Doug Deery先生和中国区智能制造创新研究院院长戴鹏飞先生,在展台上介绍了基于Thingworx平台开发的面向流程行业的全新应用,系统集成了大量底层自动化信息,批次管理信息等等,非常轻松地集成了工厂所需要的控制、人员、生产和质量等信息,数字模拟与仿真整合到同一平台上,供管理层实时读取生产运营数据,从而及时做出决策。

从2009年向业内首次推出PlantPAx以来,罗克韦尔自动化的现代DCS系统已然走过了十年。PlantPAx打破了传统DCS的局限性,具备更高的灵活性和成本优势,实现了过程控制与离散控制、传动控制的统一。罗克韦尔自动化系统架构师Armand Craig先生还向笔者介绍了即将发布的PlantPAx 5.0,这也是本届Automation Fair展出的重磅产品,新的PlantPAx 5.0将采用两款专用过程控制器CompactLogix 5380和ControlLogix 5585,并经过 ISA/IEC 62443-3-3 认证的体系架构,帮助用户部署相应的控制系统安全级别。

△罗克韦尔自动化系统架构师Armand Craig先生和戴鹏飞介绍了即将发布的PlantPAx 5.0,这是本次展出的重磅产品
△罗克韦尔自动化系统架构师Armand Craig先生和戴鹏飞介绍了即将发布的PlantPAx 5.0,这是本次展出的重磅产品

新的控制器采用嵌入式数据模型,针对同一种情况开发的逻辑更易于从一个应用程序迁移到另一个应用程序。新的控制器还可以更有效地通信,通过异常而不是预设的轮询进行报告,企业可以大大减少数据流量,为新的数据流释放带宽,从而应对工业环境下爆发性增长的数据流未来。此外,还有一个省时功能是自动硬件诊断,无需代码来检测连接故障、断线、短路和电动机过热的状况。

据悉,PlantPAx 5.0还将在软件上做一些改善,通过应用离线式调试和编程软件,大大降低客户编程和调整时间,增加了软件的易用性。与传统DCS相比,PlantPAx提供了丰富预定义图形和设备控制功能库,以及强大的设备及批次控制仿真功能,可对整个系统组态及功能进行仿真测试。罗克韦尔自动化的modern DCS系统在整合度、易用性以及可拓展性方面是与传统DCS相比的最大亮点。据介绍,PlantPAx第5版将大大提高罗克韦尔自动化在流程行业简化控制系统策略,优化生产和支持客户生命周期需求方面的能力。Craig先生透露,PlantPAx 5.0将在2020年夏季投放市场。

△过程解决方案用户组(PSUG)会议现场设置了多个培训教室,可供观众体验学习,非常直观有效

△过程解决方案用户组(PSUG)会议现场设置了多个培训教室,可供观众体验学习,非常直观有效
△过程解决方案用户组(PSUG)会议现场设置了多个培训教室,可供观众体验学习,非常直观有效

6

推动油气行业数字转型之旅

油气市场正面临着诸多挑战,包括价格波动、地理区域导致的人才匮乏,以及企业希望在削减资本的同时希望提高产能等问题。不久前,由罗克韦尔自动化和斯伦贝谢(Schlumberger)合资成立的油气行业集成自动化解决方案提供商Sensia也亮相于Automation Fair 2019,强强联合旨在打造业内首家全集成数字油田自动化解决方案提供商。

△由罗克韦尔自动化和斯伦贝谢合资成立的油气行业集成自动化解决方案提供商Sensia亮相于Automation Fair 2019
△由罗克韦尔自动化和斯伦贝谢合资成立的油气行业集成自动化解决方案提供商Sensia亮相于Automation Fair 2019

Sensia公司销售与市场部门副总裁Neil Enright先生在PSUG会议上发表了主题演讲,他介绍,由罗克韦尔自动化与斯伦贝谢共同打造的全集成数字油田自动化解决方案提供商Sensia,通过4个阶段将智能转化为行动:感知、思考、控制、优化。将感知转化为智能,然后再转化为行动,这特别适用于石油和天然气行业,“它是无缝的,即插即用的自动化,Sensia将通过集成到一个技术平台的安全、可扩展的解决方案,独特定位连接不同资产并减少手动流程。” Neil Enright说。“随着石油和天然气生产商努力提高生产力,我们将为他们带来互联企业的价值。Sensia将提供从井到终端的完整生命周期和过程自动化解决方案,包括行业领先的油田技术和专业知识。“ 

据了解,Sensia将为石油和天然气行业提供一系列测量解决方案和自动化服务,致力提供各种支持云端和边缘计算的可扩展过程自动化技术,其中包括信息和过程安全解决方案。此外,Sensia还将提供从智能系统到全工程化生命周期管理自动化解决方案的多样化产品与服务,借助测量和数据驱动智能自动化技术,帮助石油和天然气公司实现高效运营。

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数字孪生与数字线程

伴随着 Digital Twin(数字孪生)概念的逐渐普及,由美国空军研究实验室和NASA提出的数字线程(Digital Thread)也被认为是面向未来的一个关键战略。制造业的数字化进程中,信息起着核心的作用。产品的设计和制造信息如何编写、交换及处理,对企业的竞争力至关重要,各种生命周期过程的信息“孤岛”正在缓慢地相互联系,形成一个“数字线程”。

△展台上的新能源车,罗克韦尔自动化利用FactoryTalk InnovationSuite为该汽车创建了Digital Thread
△展台上的新能源车,罗克韦尔自动化利用FactoryTalk InnovationSuite为该汽车创建了Digital Thread

进入罗克韦尔自动化主展示厅,在最醒目的位置摆放着一辆新能源车,罗克韦尔自动化利用FactoryTalk InnovationSuite为该汽车创建了Digital Thread(数字线程),在整个制造系统内,通过提供访问、整合以及将不同/分散数据转换为可操作信息的能力来通知决策制定者,用于检测车的生产质量和提高生产效率。数字线程意味着在整个生命周期内,各环节的模型都能及时进行关键数据的双向同步和沟通,基于这些形成状态统一、数据一致的模型,从而可动态、实时地评估系统当前和未来的功能及性能。

同时,在数字孪生方面,为产线和机器创建数字孪生,并与实际产线和机器保持实时信息交互,在过去这些还只是想象的技术,在Automation Fair 2019现场,罗克韦尔自动化通过一个现场饮料生产线展示了虚实交互场景,这意味着数字孪生的落地应用。此外,这条产线在完整性检测、质量监控、安全等方面都具备了完善的技术使用场景。

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创新技术助力未来智能制造

本届博览会共有150多个罗克韦尔自动化合作伙伴参加,展会设置了多个主题展区,包括行业解决方案、智能设备、创新技术、运动控制以及生命周期服务等,展览丰富而全面,各领域的创新技术也让现场观众应接不暇。

△19 000余名观众共聚Automation Fair 2019,交流技术,探讨合作
△19 000余名观众共聚Automation Fair 2019,交流技术,探讨合作

★5G技术广受关注,罗克韦尔自动化目前已经联合通信厂商,研究如何通过5G改变工业领域无线技术的一些困境,特别是在小空间大密度的IoT设备的应用场合,以及AR、VR这些需要低时延通信技术支持时,罗克韦尔自动化已经开始布局基础开发。据展会人员介绍,罗克韦尔自动化以太网线缆已从原来的8根芯减少到2根芯,该单对以太网技术也在这次Automation Fair上亮相。

★在展台上还能看到罗克韦尔自动化联合OEM厂商开发了一台智能注塑机,从产品设计开始到生产、运维都通过数字孪生和虚拟现实、增加现实技术,从而加入机器开发,从中看到了未来智能机器的样子。

★在集成iTRAK和机器人的柔性输送系统中,采用磁悬浮ICT(独立小车)技术的柔性生产线,高速、高柔性,能够通过软件设置控制每个工件的精准定位、速度和加速度,同时能和机器人完美协同实现输送系统和机器人抓取动作的配合。

★此外,新的小型化轻量化iTRAK也成为本届展会一大亮点,载重为1~4kg,性能和以前的重载iTRAK一致,但轨道寿命更长。

本次展会上,虚拟现实,增强现实技术随处可见,观众可以随时体验身临其境的工业生产。在可以操控的虚拟现实伺服压机边上,带上虚拟现实眼镜,观众不仅可以观看压机的3D虚拟现实,还可以通过手握工具操控虚拟现实中的机器,设置和查看机器的每个部件、参数,这对于操作员培训、设备维护起到了关键的作用。

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结语

2019年度Automation Fair盛会已落下帷幕,会上创新技术、产品与行业解决方案灿若星辰,吸引着无数自动化业内专业人士共同见证智造时代的开端。罗克韦尔自动化以“引领未来无限可能”理念,不断拓宽着数字合作伙伴生态圈,帮助工业企业攻坚克难,为其在智造的浪潮中保驾护航。

参观侧记↓↓

百年企业与时代并肩而立: 在科技与人文交织中重塑商业未来

一百多年来,曾经风靡的品牌早已经历了一轮又一轮的更新与替代,时至今日仍然矗立在行业前端的百年企业,无疑深获业内的信赖和推崇。“百年”虽只是一个时间尺度,在时代的变迁中,不过是时光荏苒,白驹过隙,但它折射出的却是一个企业的理念与精神。

百年企业与时代并肩而立: 在科技与人文交织中重塑商业未来

有着116年历史的罗克韦尔自动化,为自己注入“互联企业”的基因,开启百年老店的加速度。当前,罗克韦尔自动化正在试图通过信息技术(IT)和运营技术(OT)的融合,将基于人工智能、物联网、虚拟/增强现实和一系列边缘计算的产品组拆解、组合成为一个个不同的解决方案,帮助企业消除“信息孤岛”,在智能制造时代实现人员、生产和运营管理的互联互通。

在本次Automation Fair之旅中,笔者也有幸参观了位于美国威斯康星州密尔沃基市的罗克韦尔自动化总部,在这里有当地的地标性建筑——艾伦•布拉德利钟楼,1985年罗克韦尔国际公司(Rockwell International)以16.51亿美元的价格收购了艾伦-布拉德利公司(Allen-Bradley),并将此大楼作为罗克韦尔自动化公司的全球总部,目前有3 100名员工在此办公。

当笔者一行走进散发着浓郁厚重历史气息的大楼时,引入眼帘的即是艾伦-布拉德利公司的八角形徽标以及醒目的QUALITY一词,注重质量和创新成为公司传承百年的DNA。

在这座外表古朴的建筑内,笔者在客户体验中心深入感受了互联企业应用场景,有些已经实现,有些则面向未来,每位亲临的体验者都为科技的高速发展感叹不已!

百年企业与时代并肩而立: 在科技与人文交织中重塑商业未来

同样,在芝加哥举办的Automation Fair上,科技亦点亮着人文之光。在自动化前景媒体论坛上,来自Edesia公司的执行总监Maria Kasparian女士讲述了 “现代化技术拯救更多生命” 的故事,基于一系列自动化及数字技术的部署,使用了罗克韦尔自动化公司的PlantPAx DCS进行批处理控制,Edesia在2016年取得了“巨大的升级”,扩大工厂的规模从1 393.5 m2增加至7 896.8 m2,年产量从9 000t增长到25 000t。Edesia与联合国儿童基金会携手致力于消除落后国家的营养不良问题,其生产的各类营养剂被送到成千上万饥饿的儿童手中,帮助其改善营养状况。

众多行业领袖、企业高管及专业人士出席的自动化前景媒体论坛,在一系列高端精彩的演讲之后,3位少年的亮相将全场气氛带向高潮,这是You Make It挑战赛决赛现场,由罗克韦尔自动化公司自6月启动,面向广大热爱自动化技术和科学探索的青少年。3位选手在舞台上自信从容地展示了其研究项目,16岁的小姑娘Louisa Wood凭借她的污水泵监测解决方案获得了最终的胜利。

笔者在现场被这种发自内心的热爱所感动,罗克韦尔自动化不仅身先立足扎根于智能制造的广阔前景,还引领着新一代年轻人探索智能无限的未来。这是百年企业的魅力,也是让人痴迷的科技之光,百年的成功不仅来自对经典的敬仰,更来自对创新的渴望,不畏变化,迎接各种可能,将人类的想象力与机器的潜能联系起来,让这个世界更好地造福人类,罗克韦尔自动化与问题解决者、创建者、制造者和创新者并肩而立,在智能制造机遇的浪潮中,随时准备引领变革之路。

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