在自然界中探索现场总线技术的精益应用设计出高效产线的智慧
在自然的律动中探索现场总线技术的精益智慧：设计出高效、灵活的产线之道
无论是生产领域，还是制造业，无不渴望一种既能保证质量，又能降低成本，并且能够快速交付产品的理念。这种理念，就是我们所称呼的“精益思想”。它围绕着三个核心话题——质量、成本和交付时间展开，以确保生产过程中的稳定性和可靠性。这一思维方式，不仅在传统制造业中占据了主导地位，更是在智能制造时代中成为了全球优秀企业共同执行的一套运行管理体系。
随着个性化需求日益增长，智能制造正成为产业界焦点之一。其目标是解决个性化需求与成本效率提升之间不断拉锯战的问题。简而言之，它主要聚焦于两个关键问题：
通过软件定义智能，让机器适应变化的需求。
通过对全局数据分析优化生产效率。
对于标准流水线或大规模定制而言，企业竞争力的关键，在于质量、成本与交付能力。在投资者看来，只有稳定的高品质生产才能真正实现生产增值，从而长期获利。
然而，当我们面对工业互联技术带来的便利时，一些老问题又重新浮现出来。在自动化系统规划下，原有的单机生产被连接起来，可以实现数据透明传输，但机械上的刚性限制了柔性的获得，使得传统产线成为了瓶颈。
评估产线投资效率的一个关键指标是OEE（Overall Equipment Effectiveness），这是大部分End User极为关注的指标。此外，产品上市时间（Time to Market）和投资回报（Return of Investment）也是评估重要指标。
如果我们仍然延续传统模式，那么想要达到高品质，就显得不那么容易了。图1展示了关于OEE计算的关键影响因素，以及结合控制工艺进行分析：
质量：包括开机/关机浪费，如参数调校进入稳态需要一定时间。
性能：包括机械磨损导致无法高速运转。
可用性：换型速度直接关系到可用性的降低，因为宕机会因为机械电气故障造成不可预见的情况。
了解OEE这个关键指标，我们就会发现“个性化”实际上对于生产而言，是一个挑战：
开机损失：频繁换型导致开机浪费无法解决，因为分母变小。
设置与调校：由于频繁更改模具及调整设备，大幅减少设备可用时间。
除了这些问题，传统机械产线还有几个难以克服的问题：
机械磨损：链条或皮带传送易受齿轮等磨损影响，对精度不足。
不够灵活调整：
缺乏高速特性的感应电机使调整困难。
分度盘惯量大，不易高速平稳操作。
无法实现个性化调整：
工位间距移动速度设计固定，不易根据变化调整。
新产品往往要重新设计系统测试验证耗时资源多多。
针对这些挑战，一种新的技术应运而生——柔性电驱输送系统，如ACOPOStrak。在此系统中，由滑块装载运行于轨道上，这些滑块采用非接触式磁悬浮列车形式，可以根据软件定义改变动子的间距、运行速度和加速度，使整个产线变得更加柔韧适应变化要求，如图3所示。此外，这种轨道可以设置多种角度，为混合包装如食品饮料工业提供特别合适的情景，如图4所示。
柔性电驱技术提高OEE
这项技术带来了几个方面对产线能力提升：
热插拔工装夹具更换，无需停歇即可完成更换工作；
数字孪生可以让新组合在虚拟环境下测试验证；
变轨技术允许灵活调整，没有复杂操作；
协同工作，让不同设备协同工作提高同步水平；
灵活调整，可快速响应市场变化无需复杂操作？
总结来说，柔性电驱输送系统为提升OEE带来了巨大的优势，即使面临大量个体差异也能保持高品质、高效率且快速交付。这就意味着，在未来智能制造时代里，每家企业都将拥有更多选择来满足市场需求，同时保持竞争力。
