柔性生产刍议-4：构建柔性生产制造体系的底层技术-2

柔性生产

本期，我们继续为您介绍柔性制造体系的更多内容：

3.模块类型包（MTP）技术

生产制造过程的模块化，本质上是将生产设施、生产过程和单元操作分解成标准的、模块化的组件。这些组件可以按照工艺要求搭配，即插即用。在以往的工厂实施过程中，特别是在流程工业，如制药、化工、食品等行业，越来越多的系统集成商及技术专家意识到，相对于现场重新进行设备的组态，直接订购预标准化的设备更具交付优势，但针对这些标准产品的现场工艺和自动化集成的工作压力和难度会非常大。最后，自动化工程师要求其工艺设备的自动化组件具备“即插即生产”能力。

包括图尔克在内的自动化行业相关企业已经响应了这一号召。积极致力于推进“即插即生产”技术，并伴随自身产品的服务，如人机界面、可编程控制器及广泛应用于流程自动化领域的本安防爆型I/O系统，为使用者提供MTP附加功能，如下图所示。

MTP技术中包含如下技术组件，以用于描述模块化处理单元自动化技术的接口和功能。

● 过程设备组件 (PEA) ：是一种自动化且自主化的模块化处理单元，由一个或多个工艺设备组成，代表了在模块化工厂中执行某一个工序的工艺设备。

● 过程编排层 (POL) 是一种跨越自动化和信息技术层级的设备组件，用于模块化系统操作，以实施对流程控制系统的组态、补充或修改。所有自动化功能及其实施细节都由通过MTP提供，从而免除了进行详细的编程和组态的必要。

设备供应商提供相关的MTP文件，包含POL设置其通讯、标识、服务和人机接口所需的所有信息，以便监控PEA设备。MTP文件使用国际标准规定的自动化专用XML数据格式来定义每台设备。例如，自带控制和可视化系统的反应装置将提供一个MTP文件，用于定义各种可用内容：

● 服务：加热、冷却、搅拌、酸碱度控制…

● 数据：温度、压力、流量、液位…

● 可视化: 与POL操作相关的操作员图形界面

● 报警事件/触发条件

● 用于获取上述项目的OPC UA连接和标签信息

在符合MTP标准的POL操作中，导入各类工艺设备的PEA设备文件，并借助这些信息来开发工厂级可视化和批处理系统，用于监控车间内的工艺设备。POL允许操作员使用统一的图形对象对工艺设备进行监控，并且允许批处理系统使用标准配方来执行相关服务，不受工艺设备功能或品牌限制。

4、预见性维护技术

预见性维护是指利用现代科技手段，对设备、机械以及生产线进行长期监测、分析和预测，以在设备出现故障前采取必要的维护和保养措施的一种管理方式。其目的是最大限度地保持设备的良好运行状态、降低维护成本，并确保生产工艺的稳定运行。

预见性维护的内容包括对设备的整体性能、运行数据、故障报警系统的监测和分析以及设备维修历史的长期跟踪记录。通过对这些数据的分析对比，可以及时发现设备的异常状况，并通过定期的检查和维修将其修复，以避免设备故障引发生产中断的风险。预见性维护的重点在于提前预测设备的维护需求，并通过合理的维护计划来实施。通过持续监测设备的运行情况和数据，可以精确推算出设备的剩余寿命，从而安排最佳维护时间，减少生产停机时间。此外，还可以大幅降低维护成本，避免不必要的零件更换和高昂的维修费用。

如下图所示，图尔克目前基于自身的系统化产品线，如振动传感器、温湿度传感器、数据采集模块、边缘控制器以及振动分析软件，为客户提供整体的预见性维护解决方案，广泛适用于化工、食品饮料、新能源等行业。对于生产环节中关键设备，如电机、离心机、泵等，通过传感器对设备的振动状态以及工况环境进行持续的实时监测，并通过专业分析和科学算法，针对具体设备的状况提出个性化的维护计划和措施，并且通过自学习建模的方式规模化匹配于同类型设备，有效地规避意外故障和不必要的维护工作，提高设备的运行效率和可靠性。

结束语

至此，“柔性生产刍议”系列暂时告一段落。由于作者水平有限，文章内容难免存在一些谬误，在此欢迎广大读者和专家斧正。

作为一家全球化的自动化技术企业，图尔克秉承着为广大客户提供高品质的工业自动化产品以及量身定制的数字化解决方案的企业愿景，希望有幸成为您的全球化工业自动化合作伙伴。

本文作者

王鹏 图尔克垂直营销高级主管

天津大学卓越制造专业MBA

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