“我们致力于实现完全的电气化流程”

Maurizio Tarozzi 表示,继续依赖气动工艺,将会错过节省能源的绝佳机会。在采访中,贝加莱首席产品官还谈到了对编排软件的重要性以及模块化生产的前提条件。

自动化技术在降低机器和系统的能耗方面具有哪些潜力?

这个问题涉及两个相互关联的层面——自动化产品和工业制成品。这两个级别都有可能减少生产过程中产生的碳足迹。为了让最终产品能够可持续地生产,我们需要对整个生产过程有充分的了解,从而确定机器或硬件的尺寸。

我们的一位生产可重复使用塑料瓶的客户的例子非常清楚地说明了这一点。凭借他对流程的了解和我们的精确控制,我们成功地进一步减小了瓶子的壁厚,从而可以更快地使用更少的材料生产瓶子。

然而,结合全球大趋势,自动化技术也可以实现不同程度的节能。例如,许多制造商正在将生产转移到更接近终端市场的地方,以降低运输成本并提高韧性。自动化技术是实现这种巨大的节能潜力的一个重要因素。

贝加莱是否正在研究可用于进一步降低机器和系统能耗的具体方案?

确实如此。机器中最大的能源消耗者之一是气动执行器。很慢的执行速度,使它们成为更高时钟速率的瓶颈,这就是为什么我们致力于实现完全电气化流程的原因。我们目前正在研究解决方案来帮助我们的客户更换他们的气动系统。我们相信,如果继续依赖气动工艺,将会错过节省能源的绝佳机会。

过去12个月能源价格的走势如何反映在贝加莱的需求端?

我们的客户现在正在密切关注其机器的总拥有成本。他们希望通过我们的自动化解决方案节省能源,同时实现更可持续的生产。对我们来说,这意味着进一步改进我们的产品并进行相应的认证。凭借中国能源标签,我们已经成为驱动技术能效方面的先驱,并正在努力获得进一步的认证。

自动化技术现在也已经发展了很多年。您如何判断所使用的产品不再是最节能的?

这很容易计算,而且绝对是一项值得的练习。例如,当前电动机的效率可以与 20 年前制造的电动机进行比较。稍花一些时间进行计算,您将会很快意识到,旧技术的使用浪费了多少能源。但老化的不仅仅是技术,生产过程也会面对同样的困境。更新自动化技术,除了提升能源利用率,同时也是为了进一步降低废品率。质量不合格的产品,将会沦为废品。也就是说,消耗了能源,生产出来的却是无法出售的产品。因此要做到优化能源消耗,我们要不仅仅对所使用的技术,同时还要对整个生产流程进行严格的检验。

咱们来谈谈废品率吧。可以采取哪些措施来持续降低这个数字呢?

自适应制造就是是完美的解决方案。让我用一个简单的例子来解释这一点。如果您使用刚性机械系统生产 50、100 或更多产品,如果发生了报错,您就必须扔掉整批产品。如果产品在整个流程中单独移动,例如使用我们的机电一体化运输系统 ACOPOStrak、SuperTrak 或 ACOPOS 6D,则可以避免这种浪费。如果发现某个组件存在质量问题,受影响的输送滑块将从流程中移除,而不是整个批次。这在浪费和能源效率方面是一个巨大的进步。

与竞争对手相比,您的一位客户能够将其冲床的能耗降低三到八倍。贝加莱能够在多大程度上帮助客户实现创新的飞跃?

我们在市场上脱颖而出的原因在于我们将我们的知识融入到与客户的联合开发过程中。当我们被要求帮助从头开始设计一台机器时,我们就会参与到共同创造的过程中。我们研究所使用的技术,然后根据客户的要求与客户一起开发新机器。我们全球实验室的测试和概念验证以及数字孪生的模拟都是其中的一部分。这使得在机器建造之前就可以检查流程的可行性和能耗效率。

这些全球实验室之一是位于Frauenfeld的自动化实验室。能给我们做一下介绍吗?

Frauenfeld是我们全球研发活动极其重要的地点。那里的自动化实验室专门从事认证、测试和共同创造,我们的专家与客户密切合作。该实验室还用于与苏黎世联邦理工学院的合作,并在大学研究、该研究应用于我们的产品以及我们的客户使用产品之间架起桥梁。因此,它是学术研究、产品开发和客户收益之间的完美连接。

通过不同自动化组件的优化交互,可以在多大程度上提高机器和系统的能源效率?

我们正在深入研究这个问题,因为答案对于制造业的未来至关重要。因为今天,生产通常仍然被视为不同机器、设备和工作站的组合,它们必须以某种方式相互作用。由于每台机器、设备和工作站都基于不同的硬件、软件和通信技术,因此需要付出很大的努力才能将这些东西整合在一起。根据复杂性,这可能需要数年时间。综合考虑能源效率、生产力和柔性,我们需要打造一个完美的流程协调软件,它负责制造中的所有流程 - 并且该软件必须基于具有开放接口的标准硬件。这意味着通信、编程和模拟需要开放标准。这让我们得以无缝确定每个产品在整个制造过程中的碳足迹和能源消耗。在贝加莱,我们依靠 OPC UA 和 OPC UA FX 等标准,创建从工厂车间到云端的开放连接。结合我们的专业知识和数字孪生,我们希望提供基于开放标准的流程协调软件,从而在能源、流程和生产力方面创造更高的效率。

我们这样做会面临哪些挑战呢?

一项挑战是创建编程、通信和连接以及网络安全所需的所有开放标准。贝加莱做了很多相关举措,并积极参与各个标准委员会参与标准的制定。另一个挑战是将最新的 IT 标准转移到 OT 领域以确保网络安全。因为所有这些都取决于与云系统或服务器的连接,而这些系统或服务器通常不直接在我们的技术上运行。因此,他们必须根据国际标准和最严格的网络安全规则来做到这一点。

小批量生产需要模块化机器。这使得很难在理想的负载范围内进行生产。尽管如此,还有什么样的方法能够让机器运行的更加高效节能?

部分答案在于智能运动控制软件,它可以根据负载动态调整运行参数。这不仅提高了能源效率,而且提高了质量。因为当您想要制造多种型号的产品时,挑战始终是可以提供稳定的参数。而如果不主动调整参数,通常得不到理想的质量,而且会造成大量浪费。在小批量生产中,能源效率、质量和生产率取决于适应每个型号的不同要求的能力。当您将机器人技术、图像处理和仿真与机电一体化运输系统结合起来并对每个产品进行单独控制时,前面提到的要求就是可以实现的了。由于可以即时切换,因此在批次之间启动时可以节省能源。此外,人们可以在更小的占地面积内工作,并且不会在空载运输和搬运上浪费能源。此外,由于可以在早期阶段识别并消除过程中的错误,因此废品率也降低了。

您对那些现在才开始,或者再次将“能源效率”主题提上日程的机器和设备制造商们有什么建议?

我建议他们与专家交谈,以更好地了解所涉及的挑战。例如,有些国际协会致力于减少能源消耗,并且熟悉相关技术。最简单、最有效的方法可能是与供应商交谈。他们处于当前技术的最前沿,并且确切地知道如何使用它们来为用户谋取利益。在贝加莱,我们拥有专业知识,并且喜欢机器制造商向我们提出挑战。

关于这个话题您还有什么重要的内容要跟我们说说吗?

我相信我们正处于一场革命的开端。我们多年来一直在谈论能源效率,但到目前为止,它还没有得到应有的充分关注。然而现在,可持续发展日益成为企业关注的焦点。因为人们终于意识到我们面临的环境挑战——这给价值链的各个层面带来了压力。我们正处于非常令人兴奋的发展的开端,在贝加莱,我们的愿景是支持向可持续未来的过渡。

Maurizio Tarozzi

Chief Product Officer, B&R


The industry has been talking about energy efficiency for a number of years, but so far it hasn't gotten the full attention it deserves. Now, sustainability is becoming more and more central to every company's strategy.
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