为工业4.0展开研究

未来的生产系统 

工业4.0

费斯托对生产变革进行全方位、多角度地观察,并在技术之外对人与技术的交互、职业培训,和在岗培训等其他主题予以考量。与经济界和科学界的合作伙伴一起,费斯托为未来生产研究全新解决方案与技术。

主动网络活动与标准制定

为了共同塑造工业4.0的重要主题,如综合通信和以服务为导向的结构,并为自身产品获得全新理念,费斯托参与了不同研究网络。

工业4.0平台

Plattform Industrie 4.0

费斯托不仅是联邦政府工业4.0平台的指导委员会成员,还参与其中的不同工作组。此平台将工业4.0这一未来项目融合于联邦政府的高科技战略当中,并对此进行发展。费斯托在其中与来自经济和学术界的合作伙伴共同为工业4.0及其实际转化积极开发技术、标准,以及业务和组织模式。

为了取得在工业实践中的快速实施,一个以共识为基础的研究伴随性规范化和标准化流程必不可少。因此,费斯托尤为致力于制定并实施可以嵌入“工业4.0组件”的参考架构。费斯托教学培训体系在相应工作组中对重要的培训与进修进行设计。


工业4.0实验室网络

Labs Network Industrie 4.0

费斯托是工业4.0实验室网络——一个由企业、协会、政界和科研界组成的联盟的创始成员。此协会是正在迈向工业4.0的德国企业的对话、能力与试验平台。各公司可以了解关于工业4.0的新技术、创新和商业模式,在现有试点装置(“测试实验室”)中进行尝试,并在市场推出前对其技术和经济可行性进行评估。


自动化标记语言协会

Automation ML e. V.

自动化标记语言(Automation ML)是一种开放、中性的数据格式,用于设备规划数据的储存和交换。自动化标记语言的目标在于为生产规划设计过程中的所有步骤和原则提供一致的工程数据。

费斯托是自动化标记语言协会的成员,而且是董事会成员。我们致力于进一步对此数据格式进行标准化并予以传播,特别是在以工程数据格式对自动化组件进行设计方面。

费斯托参与自动化标记语言协会的多个工作组,以实现自动化标记语言格式的持续标准化与传播。除其他事项外,费斯托在自动化标记语言协会中领导自动化组件描述工作组,以射流技术规划的描述为主体,并为与eClass、OPC-UA和电子CAD解决方案的接口方面的活动提供支持。在费斯托内部,研究活动对试点项目——与自动化标记语言进行跨工具数据交换——进行伴随,并将这一格式用于例如研究资助项目AVANTI与OPAK中。作为原型,研究以自动化标记语言的形式展示费斯托产品目录,并与其他领域合作,借助自动化标记语言及时向客户提供广泛的产品信息。


OPC-UA

OPC-UA

OPC-UA是一个软件接口,用于传输机器数据,如流程与测量值,并对其以机器可以读取的方式进行语义描述。它具有厂商中立性,可赋予组件“即插即生产”能力。

费斯托是OPC基金会成员,并对智能阀门通讯标准以及不断增长的控制解决方案组合加以利用。一个例子便是CPX-CEC控制装置。费斯托在此致力于为工业4.0进一步开发通信标准。

通信标准OPC-UA应用于费斯托研究项目,以在对时间要求严格的应用程序之外实现数据交换。此外,在未来的研究项目中,实时系统将在OPC-UA基础上获得处理。从工程数据中生成OPC服务器模式是另一个发展领域。在OPC-UA向自主生产的引入方面,该研究为费斯托生产厂区提供支持。


应用实例和测试平台

无控制柜的搬运设备——虚拟调试

具有CPX以及能够进行每分钟100次抓取的EMCA集成驱动器的高速搬运系统可实现在空间内的自由移动。自动化平台CPX通过一个Codesys控制器集成了全套电子气动控制回路:从输入/输出信号,到简单的电子气动运动,直到具有校准选项的三角运动装置模型的转化。

控制通过CPX进行。最初作为具有远程输入/输出的阀岛设计而成,这一系统如今也能够实现设备中的分散自动化。与EMCA电驱动器一起,三角运动装置首次可以完全无需控制柜。

借助三角运动装置,现实系统与虚拟世界之间的连接得以建立,并可利用CIROS清晰展示虚拟调试。费斯托教学培训体系的CIROS模拟从CAD系统中接收三角运动装置模型。在开发流程中,现实组件逐渐代替虚拟组件。这可以提高质量、降低调试时间,并引领工业4.0发展。在未来,自动化标记语言(AML)作为工业4.0的数据交换格式,将成为这一模拟的标准。


REF

研究实验工厂(REF)

研究实验工厂(REF)是一个借助科研项目开发出的生产设施,以此为工业4.0研究、开发与测试试点应用。研究实验工厂展示了一个接近现实的生产环境,与许多费斯托客户的生产环境十分相似:从组件,到MES系统,这一项目构成了一套完整的生产线。真实的产品通过现实的周期时间获得处理。除了费斯托组件外,研究实验工厂中还集成了第三方产品,由此可以测试来自不同制造商的组件之间的协作。

包括全新驱动器、抓手或全套搬运系统的产品可以集成于研究实验工厂当中,并在其中获得测试,对于跨产品自动化与软件理念同样如此。

研究实验工厂的模块化构造可实现通过机电即插即生产接口对新生产站点进行对接。这简化并缩短了调试,并可令生产设施变得多样化。


灵活多变的装配

在德国Scharnhausen技术厂区中,费斯托为从小到中等批量的不同型号的阀岛生产打造了一台设备。其中,科研为规划提供支持——特别是在控制架构以及可变性原则的实施中。为此,费斯托开发了流程站点,这些可以满足与生产相关的任务,如旋拧、压入、润滑或送件的需求。

这些开发在研究实验工厂(REF)中获得准备与测试。在那里获得的知识被传输到德国Scharnhausen技术厂区。

前往能量透明系统


研究项目

与经济界和科学界的合作伙伴一起,费斯托为未来生产研究全新解决方案与技术。费斯托参与下列研究资助项目:

ENTOC

生产设备的工程设计流程耗时而错综复杂。汽车行业希望通过设备虚拟调试显著降低所需时间。前提是需要一个具有标准化描述格式和接口的通用工具链。它有利于简化规划、设计、编程和调试过程,从而节省时间和费用。为此,费斯托和戴姆勒及其他合作伙伴一起展开ENTOC项目的研究。

对于虚拟调试,尽可能反映现实中的具体细节非常重要,为此还需要集成至设备总图像当中的部件模型。这样就可以避免意外碰撞,优化生产流程周期,预先完成控制流程的编程。此外还可通过示范场景演示,模拟运动过程中或编程中的错误及其导致的后果。这降低了调试成本与开支,并提升了运行中的安全标准。

ENTOC研究项目


ARIZ

ARIZ

人员在未来生产中的地位是当今的一项热门话题。人员必须承担哪些新任务?哪些任务将由机器人接替,人员和机器人如何共同工作?费斯托与来自科学界及工业的合作伙伴在“未来工业工作”(ARIZ)项目中对这些问题的答案以及其他实践解决方案开展研究。其中一个重点在于安全的人机合作。

装载全方位安全系统与相应传感器的设备和机器人可令人员与设备在同一个工作空间中移动与合作,且无需防护栏。费斯托早在2015年德国Scharnhausen技术厂区开幕后便积累了生产线员工和机器人合作的相关经验。组装机器人无需防护栏便可在员工身旁开展工作。在阀门安装中,机器人能够减轻人类同事的工作量,并承担疲劳沉重的抓取和连接任务。机器人手臂上高度敏感的传感器皮肤能够监测机器人的动作:一旦它过于接近一名员工,它会完全停止。 ARIZ项目的目标在于打造一款可确保安全人机合作的灵活而多功能的生产助理。

关于ARIZ研究项目的更多信息


MetamoFAB

MetamoFAB

在联合研究项目MetamoFAB中,费斯托与来自科研与工业领域的合作伙伴共同研究解决方案,以实现现有工厂向智能化与网络化工厂的转型。在研究中必须对所有相关各方如人员、设备、工件以及信息技术予以考量。所获得的知识应用于费斯托为德国Scharnhausen技术厂区所规划的能量透明系统中。

这一系统将在未来整合所有所需信息与决策,以高效节能地运营技术厂区。此研究项目由德国联邦教育与研究部(BMBF)资助。

关于MetamoFAB研究项目的更多信息


ParsiFAI 4.0

在ParsiFAl 4.0研究项目中,费斯托与众多合作伙伴开发在薄膜中的多功能系统。气动驱动器可以通过新型标签(智能传感器系统)收集、评估和交换生产流程信息。通过连接此类薄膜系统,简单的气动组件可以获得网络物理系统功能,由此成为智能、分散的工业4.0组件

ParsiFAl 4.0研究项目


其他研究项目:

ESIMA

APPsist

SOPHIE

InnoCyFer

BigDieMo