過程行業的技術展示

MTP 模組提高極小批量生產的效率

目前的靈活生產趨勢是產品的批量非常小,這就需要降低小批量生產的成本。因此,自動化在過程行業的模組生產中發揮愈來愈重要的作用,無論是生產單一的藥品、或是化妝品行業中生產各種不同規格的沐浴乳和面霜。生產過程中使用的零件和模組,可能來自於許多不同的製造商和原始設備製造商,MTP(模組類型套件)模組為其快速轉變提供了基礎。

過去的基礎化工行業依賴大規模生產和與之對應的大型工廠。在精細化工行業和藥品生產中,也會使用所謂的配料場(分批製程包含很多不連續的生產流程),可以按照不同配方進行配料。這些工廠一旦建立,一般無法進行改造。更高一層的中央處理控制系統對這些工廠進行控制,如果想進行任何改變,都意味著要進行複雜的規劃、轉換和程式設計工作,甚至需要重新建立一個全新的工廠。

技術展示 Showcase PCS neo+ MTP 的發展

為了滿足靈活生產工廠的需求,Festo 使用 MTP 對生產模組自動化進行了徹底的重新設計,同時證明了使用 MTP 進行模組工廠調試非常有效率。有了 MTP,一個工廠不再只有一個中央控制器,而是由多個單獨的模組組成,每個模組都有自己的整合處理器。每個模組負責一個專門的生產流程,如混合或填料。

從模組生產開發的初期階段,Festo 就參與各種委員會的研究,例如德國電氣與電子製造商協會 (ZVEI) 工作組。「模組化工廠的好處是,其設計和建立的速度很快,甚至可以很快地適應生產數量的變化。最重要的是,產品生產和上市的速度更快。」高級研發工程師 Christian Stich 表示。Festo 的數位化工程。在 INVITE 的模組化生物製藥系統,Festo 已經建立了一組自動化生產模組。這次與 INVITE 的合作專案,參與者還包括拜耳公司、Dortmund 技術大學和杜塞道夫大學。

技術展示的目的

該專案展示了來自不同製造商但符合 MTP 標準的模組如何安裝到一個工廠,以及如何進行快速調試。MTP 標準是一個標準化的介面描述,可以使單個模組即時整合到過程協作層 (POL) 中,實現即插即用。MTP 檔案中包含所有控制和監控需要的資訊。模組工作時,資料透過 OPC UA 在模組和 POL 之間進行交換。Festo 正積極參與 VDI/VDE/Namur 指南 2658 MTP 標準的制定。

Festo 在 INVITE 建立的自動化生物製藥系統,包含一個具有加熱和攪拌功能的反應器模組以及兩個分配模組。因為每個模組都有整合自己的控制器,因此可以獨立運作。Festo 將其中一個分配模組使用了 CPX-CEC 控制器,另一個分配模組使用了西門子控制器。專案的合作者證明了,兩個分配模組雖然來自不同的製造商,但是因為都符合 MTP 標準,所以都可以自動整合到 POL 中。Festo 使用自己的 PA 工具套件對 MTP 模組進行程式設計。該工具包含預編程功能塊,用於快速簡單地對 MTP 模組進行編程。MTP 使用說明檔案可以由自動化程式自動產生。該專案於 2019 年開始,2021 年結束。