柔性生產

本期，我們繼續為您介紹柔性制造體系的更多內容：

3.模塊類型包（MTP）技術

生產制造過程的模塊化，本質上是將生產設施、生產過程和單元操作分解成標準的、模塊化的組件。這些組件可以按照工藝要求搭配，即插即用。在以往的工廠實施過程中，特別是在流程工業，如制藥、化工、食品等行業，越來越多的系統集成商及技術專家意識到，相對于現場重新進行設備的組態，直接訂購預標準化的設備更具交付優勢，但針對這些標準產品的現場工藝和自動化集成的工作壓力和難度會非常大。最后，自動化工程師要求其工藝設備的自動化組件具備“即插即生產”能力。

包括圖爾克在內的自動化行業相關企業已經響應了這一號召。積極致力于推進“即插即生產”技術，并伴隨自身產品的服務，如人機界面、可編程控制器及廣泛應用于流程自動化領域的本安防爆型I/O系統，為使用者提供MTP附加功能，如下圖所示。

MTP技術中包含如下技術組件，以用于描述模塊化處理單元自動化技術的接口和功能。

● 過程設備組件 (PEA) ：是一種自動化且自主化的模塊化處理單元，由一個或多個工藝設備組成，代表了在模塊化工廠中執行某一個工序的工藝設備。

● 過程編排層 (POL) 是一種跨越自動化和信息技術層級的設備組件，用于模塊化系統操作，以實施對流程控制系統的組態、補充或修改。所有自動化功能及其實施細節都由通過MTP提供，從而免除了進行詳細的編程和組態的必要。

設備供應商提供相關的MTP文件，包含POL設置其通訊、標識、服務和人機接口所需的所有信息，以便監控PEA設備。MTP文件使用國際標準規定的自動化專用XML數據格式來定義每臺設備。例如，自帶控制和可視化系統的反應裝置將提供一個MTP文件，用于定義各種可用內容：

● 服務：加熱、冷卻、攪拌、酸堿度控制…

● 數據：溫度、壓力、流量、液位…

● 可視化: 與POL操作相關的操作員圖形界面

● 報警事件/觸發條件

● 用于獲取上述項目的OPC UA連接和標簽信息

在符合MTP標準的POL操作中，導入各類工藝設備的PEA設備文件，并借助這些信息來開發工廠級可視化和批處理系統，用于監控車間內的工藝設備。POL允許操作員使用統一的圖形對象對工藝設備進行監控，并且允許批處理系統使用標準配方來執行相關服務，不受工藝設備功能或品牌限制。

4、預見性維護技術

預見性維護是指利用現代科技手段，對設備、機械以及生產線進行長期監測、分析和預測，以在設備出現故障前采取必要的維護和保養措施的一種管理方式。其目的是最大限度地保持設備的良好運行狀態、降低維護成本，并確保生產工藝的穩定運行。

預見性維護的內容包括對設備的整體性能、運行數據、故障報警系統的監測和分析以及設備維修歷史的長期跟蹤記錄。通過對這些數據的分析對比，可以及時發現設備的異常狀況，并通過定期的檢查和維修將其修復，以避免設備故障引發生產中斷的風險。預見性維護的重點在于提前預測設備的維護需求，并通過合理的維護計劃來實施。通過持續監測設備的運行情況和數據，可以精確推算出設備的剩余壽命，從而安排最佳維護時間，減少生產停機時間。此外，還可以大幅降低維護成本，避免不必要的零件更換和高昂的維修費用。

如下圖所示，圖爾克目前基于自身的系統化產品線，如振動傳感器、溫濕度傳感器、數據采集模塊、邊緣控制器以及振動分析軟件，為客戶提供整體的預見性維護解決方案，廣泛適用于化工、食品飲料、新能源等行業。對于生產環節中關鍵設備，如電機、離心機、泵等，通過傳感器對設備的振動狀態以及工況環境進行持續的實時監測，并通過專業分析和科學算法，針對具體設備的狀況提出個性化的維護計劃和措施，并且通過自學習建模的方式規模化匹配于同類型設備，有效地規避意外故障和不必要的維護工作，提高設備的運行效率和可靠性。

結束語

至此，“柔性生產芻議”系列暫時告一段落。由于作者水平有限，文章內容難免存在一些謬誤，在此歡迎廣大讀者和專家斧正。

作為一家全球化的自動化技術企業，圖爾克秉承著為廣大客戶提供高品質的工業自動化產品以及量身定制的數字化解決方案的企業愿景，希望有幸成為您的全球化工業自動化合作伙伴。

本文作者

王鵬 圖爾克垂直營銷高級主管

天津大學卓越制造專業MBA

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