基础原材料与冶金：低投高产 　　纷繁芜杂的现实世界中，较低标准、技能短缺、挖掘开采等诸多挑战不断涌现，选择合适的合作伙伴显得前所未有的重要。低投高产成为了基础原材料与冶金行业的最新基准。因此，Endress+Hauser为您带来了60余年的行业经验，以帮助您提升竞争优势。 　　经济高效的钢铁生产 　　钢铁市场竞争十分激烈，经济高效始终是工厂厂长最为关注的问题。 在总成本中，能源成本可高达40%。因此，能源消耗在成本优化方面具有巨大潜力。以公用工程或“W.A.G.E.S.”（水、空气、天然气、电力、蒸汽）为例。在美国，钢铁行业中公用工程的成本约为工厂收入的3%以上；在欧洲约为6%以上。 　　优化钢铁生产 　　为了改善高炉、转炉或电弧炉的性能，必须密切监测多个关键参数。可靠的高精度测量能够确保更严格的过程控制，从而优化能源使用。此外，优化使用氩气、压缩空气或蒸汽也十分重要。因为它们不仅直接影响生产产出，而且决定了能源使用量。 　　●高精度测量改进过程控制 　　●有效管理公用工程或“W.A.G.E.S.” （水、空气、天然气、电力、蒸汽） 　　●面向工业物联网（IIOT）时代的仪表 　　为什么W.A.G.E.S.十分重要？ 　　通常情况下，工厂中10%的电能用于制备压缩空气，40%的天然气用于制造蒸汽。测量“W.A.G.E.S.”是任何能源管理计划的基础。能源管理包括测量、收集这些数据，并针对数据进一步分析、报告。调查结果表明：采取合适的措施才能降低公用工程的能源消耗量和成本。

随着5G的到来，智能机器人的应用也将更加广泛。实际上机器人早已走进了我们的生活，各大商场、机场车站，小罗甚至在家居生活中也发现了智能机器人的身影。那么，制造行业当然也少不了我们的智能伙伴——协作机器人啦~ 　　协作机器人的业内优势 　　协作机器人是近年来机器人领域非常热门的一个分支, 在一些轻工业领域, 例电子行业、医药行业等有比较广泛的前景。这些行业对于机器人的需求特点是产品种类多、产品体积普遍不大且对操作的灵活度和柔性要求很高，因此在这些领域协作机器人发展的非常迅速。   　　作为业内领先的机器安全提供商，罗克韦尔自动化安全产品销售经理王旭光认为，协作机器人的主要优势体现在以下两点： 　　● 柔性、易于编程 　　传统工业机器人的编程和操作需要经过培训的专业工程师才能熟练使用;来完成设定、配置、编程以及维护的工作。而协作机器人在这些方面更加的柔性以及体现在编程设置和操作上面的更加简化, 普通技术人员可以很快的掌握这些技能。 　　● 人机互动友好 　　传统机器人因为高速运行而容易产生一些机械性伤害的风险,所以机器人厂家会在机器人周围加装一些安全装置以确保安全性,包括安全光栅, 安全门锁, 栅栏等，这样人机互动时候就会有很多限制。协作机器人因为在力矩方面的限制,所以造成的风险比传统机器人会少了很多, 这种设计会让人机协同操作更加友好。 　　取得改进的机遇 　　实际上，机器人领域的安全防护上面目前已经有比较成熟的应用方案,但是针对机器人的单机防护或者多台机器人的联动防护, 所应用的安全保护方案还是有比较大的差异。 　　“主要体现在如何在保证安全的前提下实现生产效率的最大化,外围的安全防护系统如何和机器人的控制系统实现有机融合,而不是简单的停机,启动,在这方面还是有很多的话题可以谈的。”王旭光表示。 　　创新的安全产品和解决方案可改善机器的功能操作，同时有助于提高人员安全和生产效率。罗克韦尔自动化可以提供业界品种更齐全的安全产品组合，在过程和离散制造应用项目中实现安全和生产率目标。 　　系列产品一览 GLX 集成安全型控制器 　　罗克韦尔自动化安全 PLC 系统给复杂的安全应用项目带来了传统 PLC 系统的好处，取代了使自动化过程达到安全状态通常所需的硬接线继电器系统。安全 PLC 允许标准和安全相关编程位于单个控制器框架中，从而提供编程方面的灵活性，以及为程序员提供熟悉的、易于使用的环境。GLX 集成安全型控制器解决方案可提供开放、集成的控制，这将帮助确保机器安全并保护当前的控制投资。 CIP安全网络 　　CIP Safety可以在同一个网络线路上同时安全设备和标准设备。重要的安全数据和通信信息可以在终端设备-安全部分中的高优先级通信通道上进行。CIP Safety协议帮助确保安全系统在正常通信和错误发生时，可以在比较短的确定的的时间段内以正确的行为或者转到一个预先确定的安全状态来响应。当安全和标准通信在同一线路上运行时，CIP Safety中的保护措施帮助确保安全的通信。这些技术优势能够帮助机器制造商满足其安全需求，同时提高生产效率。CIP Safety已经取得TUV Rheinland认证，符合IEC61508到SIL 3标准。 GuardLink™技术是一种基于安全的通信协议，可为互联企业实现安全性。采用 GuardLink 技术的Allen-Bradley ® Guardmaster ® 智能安全设备可提供信息、高级功能和灵活性。这项技术有助于提升安全性和提高整个机器和工厂的效率。 450L安全光幕 　　罗克韦尔自动化的Bulletin 450L GuardShield™ POC安全光幕不同于传统的分为发射端和接收端单元的传统安全光幕。 TLSZ-GD2门锁开关 　　TLS-ZGD2保护锁开关是一种具有采用位置感应技术独特编码的RFID功能的门锁。

　2019年1月9日，全球领先的嵌入式解决方案供应商赛普拉斯半导体公司(Cypress Semiconductor Corp.)(纳斯达克代码：CY)今天发布三款全新产品，进一步壮大用于车载信息娱乐系统的无线连接产品组合，并进一步巩固了产品在业界的领先地位。Wi-Fi®和蓝牙®Combo(组合)芯片及支持软件将成为新的应用开发平台，在多个用户之间实现无线连接，并将不同的内容无缝传输至多达10台移动设备。全新的信息娱乐平台包括搭载了赛普拉斯同步双频带(RSDB)架构的Wi-Fi 6(802.11ax)和蓝牙(Combo)组合解决方案。RSDB已成为极致互联信息娱乐体验的“代名词”，它将两个完整的Wi-Fi子系统集成到单个芯片中，能够使两个独立的数据流以全吞吐量的速度同时进行传输。而新加入的Wi-Fi 6则可实现千兆位级别的吞吐量，并提高多设备间同时传输内容的可靠性。 　　 除此之外，赛普拉斯还发布了两款Wi-Fi 5(802.11ac)和蓝牙Combo(组合)解决方案，为汽车制造商和系统供应商提供可扩展的平台解决方案。统一的软件架构可应用于不同类型的车辆，从而最大限度减少开发和系统集成的成本。 　　 赛普拉斯物联网、计算及无线连接事业部营销副总裁Brian Bedrosian表示：“汽车制造厂商希望，在他们的产品中提供能够与高品质的私人家庭影音体验相媲美的多用户流媒体体验。赛普拉斯拥有业界独一无二的用于车载娱乐系统的相关产品，能够为供应商和OEM厂商提供平台解决方案，让我们的低端、中端和高端解决方案覆盖从经济型到豪华型的所有车型。目前，针对车载无线连接功能的软件开发正变得越来越复杂，而我们的可扩展平台能够在各种车型信息娱乐系统之间分担软件开发成本。赛普拉斯致力于为全球不同市场的用户提供一流的物联网连接体验，今天推出的全新解决方案充分展示了我们在整合尖端技术方面的能力。” 　　 高端信息娱乐系统需要实现高吞吐量、多角色和并行的操作，从而为Apple® CarPlay、Android Auto和Mirrorlink等应用实现无线镜像功能。赛普拉斯的Wi-Fi和蓝牙Combo(组合)解决方案能够满足以上需求，还能提供多用户同时连接的Wi-Fi热点和内容访问，以及用于视频和蓝牙音频的多频段/多波段共存。赛普拉斯CYW89650 2x2+2x2 Wi-Fi 6和蓝牙5.0 Combo(组合)解决方案可提供1Gbp以上的吞吐量，RSDB架构可在不降低音视频质量的前提下，在高性能信息娱乐系统中实现并行操作。采用RSDB架构的全新CYW89459 2x2 Wi-Fi 5和蓝牙5.0 Combo(组合)解决方案以赛普拉斯现有的汽车级Wi-Fi 5解决方案为基础，可支持更多设备同时连接到主机，并且实现包括WPA 3安全、Wi-Fi定位™和Wi-Fi Aware™等在内的诸多功能。该产品与高性价比的全新CYW89373 1x1 Wi-Fi 5和蓝牙5.0 Combo(组合)方案一道，为经济型轿车乃至豪华型汽车提供先进的无线连接、媒介共存管理功能，从而让用户享受不间断的娱乐体验。 　　 赛普拉斯的汽车级无线解决方案通过了AEC-Q100 3级认证，完全符合汽车行业标准。赛普拉斯的解决方案已经被众多顶级的汽车OEM厂商和汽车系统供应商所采纳，并应用在量产车型中，以支持如智能手机投屏、流媒体以及蓝牙语音连接等信息娱乐系统和车联网应用。 2019 CES(国际消费电子展)期间，赛普拉斯将在拉斯维加斯会展中心南馆2号展厅的MP25776展位展示其汽车级无线解决方案，以及用于汽车电子系统和物联网的嵌入式系统解决方案。 　　 赛普拉斯助力打造世界领先的汽车电子系统 　　赛普拉斯与世界顶级汽车企业合作开发业界领先的汽车电子系统，包括高级驾驶辅助系统(ADAS)、3D图形显示、无线连接、全功能触摸屏和卓越的车身电子设备。赛普拉斯的汽车产品组合包括Traveo™和PSoC® MCU、CapSense®电容感应解决方案、TrueTouch®触摸屏解决方案、Wi-Fi®、蓝牙®和USB连接解决方案、电源管理IC(PMIC)、NOR闪存、F-RAM™和SRAM存储器。赛普拉斯致力于提供零缺陷的产品和卓越的服务，并遵守最严格的汽车行业标准。

今年的《政府工作报告》指出，要打造工业互联网平台，拓展“智能+”，为制造业转型升级赋能。同时，多位代表委员都肯定了工业互联网的重要地位，并建言工业互联网的发展。 　　那么工业互联网是什么?应该如何建设?中国工业互联网研究院发布了《工业互联网创新发展20问》，详细解答了这些问题。

床工业是制造业中的基础工业，其水平和质量对于制造业的发展至关重要，机床制造业的数字化升级转型也成为共识的发展趋势。为此，市场上已经有诸多不同层次的解决方案，例如，西门子的机床制造业数字化整体解决方案，面向机床用户和机床制造商，针对设计制造机床和使用机床的不同需求，可提供定制化的数字化解决方案，如下图所示： 　　本文就一个样例工件 - 叶轮的研发和生产为例，对面向机床用户的整体数字化解决方案进行一定的探讨。 　　机床用户使用机床生产工件，一个工件如何由需求、构思到合格的产品，涵盖整个产品生命周期的全数字化方案需要包括产品设计，生产规划，生产工程，生产执行，服务。所有环节基于统一的数据管理平台Teamcenter共享数据，互相支持和校验，实现设计产品和实际产品的高度一致，数字化双胞胎在整个过程中发挥着重要作用。 　　1. 产品设计 　　当工件叶轮的需求明确后，首先需要进行产品设计。NX CAD可以协助我们高效地完成叶轮的3D设计。 　　2. 生产规划 　　当产品设计完成之后，如何规划后续的生产和确保质量，Teamcenter工件工艺规划模块Part Planner可以协助我们进行科学、透明可追溯的规划，如下图所示： 　　一个工件从构思到一个合格的产品，需要科学合理透明的规划，涵盖从软件虚拟世界的工艺规划，3D设计，切削策略，测量策略，以及机床设备、工装夹具、切削刀具等生产资源规划;到物理世界的生产资源的透明度，生产资源准备，工件在机床设备的实际切削和成品的质量检测和质量控制。全过程的所有数据都由Teamcenter统一管理，很好的保证了数据共享和数据一致性。 　　3. 生产工程 　　在这个阶段可以通过软件的帮助，在物理世界进行实际产品生产之前，在软件虚拟世界进行产品仿真验证，支持保障后续实际生产。 　　叶轮工件使用NX CAD进行3D设计之后，使用NX CAM结合Teamcenter制造资源库中丰富的刀具数据制定加工策略，之后可以生成NC程序、刀具清单和作业指导书用于后续的实际机床生产使用。 　　NC程序中的语法错误，叶轮工件在机床加工过程中的机械干涉和碰撞，加工节拍等和机床切削过程密切相关的重要事项，都可以通过虚拟机床在工件的实际机床生产验证之前进行仿真，如下图所示： 　　虚拟机床可集成于NX CAM环境中，基于真实的包括工装夹具、工件和刀具的机床3D数据和软件数控系统Sinumerik VNCK，使用和实际物理机床相同的CNC数据确保一致的控制特性，实现和物理机床近乎相同的测试环境。VNCK和Sinumerik硬件数控系统具备相同的控制内核，虚拟工件在由VNCK驱动的虚拟机床上进行切削加工仿真，整个仿真加工过程和实际工件在物理机床的加工过程近乎一致。 　　NC程序经过虚拟机床的加工过程的仿真，验证了NC程序的正确性，提前发现并且规避可能的机械干涉和碰撞，精确预知了生产节拍，为后续生产执行阶段的实际工件在物理机床的加工提供了安全保障，缩短试制时间。 　　4. 生产执行 　　自此工件从软件世界进入现实物理世界的生产阶段，进入生产车间。生产管理非常复杂，涉及资源管理，生产安排等，本文仅就资源管理做一定的探讨，如下图所示： 　　4.1 机床管理 　　生产安排需要机床设备的实时状态和设备效率，机床绩效分析软件AMP (Analyze MyPerformance)可以实时采集机床状态，分析机床的整体设备效率 (OEE)、可用性、生产力等，并且可以将这些数据上传到制造执行系统MOM用于生产安排。 　　4.2 NC程序管理 　　在生产工程阶段经过虚拟机床仿真验证的NC程序由NX CAM上传至Teamcenter, 然后根据生产安排把NC程序通过程序管理软件MMP (Manage MyPrograms)释放到目标机床。MMP还可以标注程序版本和属性，管理使能，集中有效透明地管理NC程序。 　　4.3 切削刀具管理 　　切削刀具的管理是一项重要但复杂的工作，需要清楚每台机床上刀具的品类、数量和寿命等的透明度，需要清楚刀具库房的刀具部件和成品刀具的透明度，需要清楚对刀站的透明度，需要清楚所需采购刀具的技术数据，更重要的是所有这些透明高度需要一个高效、透明的数字化管理平台。车间资源管理软件SFI RM (Shopfloor Integrate Resource Management) + 刀具管理软件MMT (Manage MyTools)就是可以执行此项任务的理想平台。 　　和NC程序一样，在生产工程阶段经过虚拟机床仿真验证的刀具清单由NX CAM上传至Teamcenter，然后释放到SFI RM + MMT。刀具清单中的刀具是否都存在于目标机床，缺失刀具是否在刀具成品库，缺失刀具是否需要组装，组装需要的刀具部件存放于刀具部件库的位置和组装说明指导，需要在对刀站进行测量的刀具，测量之后的数据自动传输到目标机床，新刀具安装到目标机床等，SFI RM + MMT都可以透明的管理、指导操作人员准备好需要的刀具和数据，并且在目标机床上安装好所需要的刀具，全程数据基于网络进行透明可追溯的管理。 　　4.4 工件生产和产品检验 　　生产资源就绪后，操作人员按照来自于生产工程阶段的作业指导书进行工件准备、试切，之后进入质量检测，质量检测的数据可用于产品设计、生产规划和生产工程阶段必要的改进，所有这些工作都通过Teamcenter统一管理，确保数据一致性。 　　5. 服务 　　如何减少机床停机时间和提高设备使用效率是设备维护服务的重要内容之一。 　　机床状态分析软件AMC (Analyze MyCondition)可以协助用户掌握透明的机床状态，定期进行设备的性能测试，提供维护建议，进行有效的预防性设备维护。 　　除此之外，基于开放物联网IoT操作系统的西门子工业云MindSphere的机床管理软件MMM (Manage MyMachines)，可以实时采集设备状态和用户定制的设备数据，生成设备看板和设备状态透明度，协助用户科学地规划设备使用和维护。 　　6. 结语 　　针对机床用户的整体数字化解决方案可以协助用户进行透明科学的产品全生命周期管理，从工件需求构思开始，到产品设计、规划、仿真、生产，到产品成品，到后续的产品改进和服务。 　　从中我们可以体验到数字化双胞胎的重要作用。软件虚拟世界的3D设计工件，和物理现实世界的实际工件，是一对产品数字化双胞胎;与此类同，软件虚拟世界的虚拟机床，和物理现实世界的实际机床，是一对设备数字化双胞胎。