从精益制造的角度看，现场总线在自然环境下的应用实践

随着生产技术的不断发展，无论是讨论大规模生产还是小批量定制，精益思想都成为了现代工厂不可或缺的一部分。它聚焦于质量、成本和交付三大核心问题，通过软件定义智能和数据分析优化生产效率，为企业提供了稳定的高品质生产能力。

面对个性化需求的挑战，智能制造正成为行业热点。目标明确：既要应对个性化需求，又要提高成本效率。关键在于：

机器与产线适应变化的需求；

分析全局数据以优化生产效率。

无论是标准流水线还是大规模定制，都离不开质量、成本与交付能力。因此，对于投资者而言，只有稳定的高品质生产才能真正实现增值，从而长期获利。

然而，在工业互联技术下，将单机连接并实现数据透明传输，却又遇到执行机构无法胜任柔性的难题。这就需要自动化系统能够根据工艺建模适应变化，而执行机构也必须能承担这样的变化，因此传统产线成了瓶颈。

评估产线投资效率的关键指标是OEE（可用性、性能和异常程度），这是End User极为关注的评估标准。此外，产品上市时间（Time to Market）和投资回报（Return of Investment）也是重要考量因素。

回归本质——评估生产

如果我们仍然延续传统模式，那么达到高品质就显得困难重重。在图1中，我们可以看到OEE计算中的关键因素，并结合控制工艺分析如下几个方面：

质量：包括开机/关机浪费，以及参数调校进入稳态过程中的浪费。

性能：影响机器性能因素，如机械磨损导致无法高速运行，以及暂停可能因为电气不稳定等。

可用性：对于小批量多品种，这里会降低可用性，因为快速换型才能减少损失，而宕机则由机械故障引起。

图1-OEE作为评估综合投资效率的关键指标

个性化并不容易

了解了OEE这个指标，我们就会发现“个性化”实际上对于生产来说带来了很多挑战：

开机损失：频繁换型会导致开机浪费固定值，但分母变小，所以这会提升不良品率。

设置与调校：由于频繁换型所需调校时间，使得设备可用性的降低，这使得增值加工时间变小。

除了这些问题之外，传统机械产线还存在以下问题：

机械磨损：链条或皮带传送由于齿轮磨损造成精度不足和减速维护暂停。

不灵活调整：

不适合个性化调整：

缓冲区设置大量：

维护复杂？

这些原因共同作用，使得机械输送系统在制造过程中无法灵活调整，因此整体OEE水平较低。而面对更为个性化的大众市场，这些问题变得尤为突出。

柔性电驱技术应运而生

为了解决这些挑战，一代新型产线设计技术——柔性电驱输送系统应运而生，如ACOPOStrak采用长定子直线电动车辆，以滑块装载被加工对象运行轨道上，其上的滑块使用电磁方式，使得动子的间距、运行速度加速度可以根据软件定义调整，从而解决了柔性的制造中传统机械刚性的限制，使整个产线变得更加灵活如图3所示。

此外，在ACOPOStrak中的轨道设计形式多样，可以构成非常灵活的组织，如图4，它可以实现“汇流”和“分流”，特别适用于电子制造业或者食品饮料混合包装等场景，也可以专用的维修站/更换夹具站进行处理或更换工作站如同数字孪生一样能够提前验证新的组合是否可行，即在虚拟环境模拟测试以确保快速进入稳态状态如图6所示，同时协同工作、高度同步以及灵活调整也是其优势之一如图5所示，此举将极大提升每次投入后的收益并缩短产品上市时间及提高ROI从而满足市场竞争力的要求同时保证高质量输出力争保持最佳状态以获得最大的经济价值来推进未来的发展计划并且进一步扩展我们的业务范围以及服务领域来吸引更多客户群体加入我们公司这样一个大家庭。