注塑机制造商眼中的工业4.0

寂静天花板

工业4.0是一个流行词。对某些人来说，一切似乎都成为了4.0；而对其他人来说，这个话题只是炒作。在注塑机制造商恩格尔的眼中，工业4.0是一个愿 景，尽管他们在某些领域已经实现了这一目标。多年来，通过数据的系统化运用和传输，许多加工商已经能够利用产品和解决方案显著提高制造过程中的生产能力、 生产效率、可用性和灵活性。目前，恩格尔正在以“注塑4.0”的名义不断扩大其在这一领域的产品。
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/ m9 j( y. D; E9 v) J; u“恩格尔电子化工厂”赋予加工商智能生产。通过提供所有相关机器和工艺参数的透明接口，MES使之能够更好地规划产能并轻松生成统计数据
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热词“工业4.0”代表着第四次工业革命，但在恩格尔看来，“革命”一词也无法确切表达其含义。公司正在经历的行业变革以及积极产生的变化更像是一次进化。
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# l; t8 [; m1 V8 r; ~) M前三次工业革命显著提升了生产效率，同时也增加了复杂性。第四次工业革命也不例外，但它首次为新增的复杂性提供了解决方案。工业4.0为恩格尔提供了掌控复杂性所需的工具。
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另一个重要的好处表现在灵活性上。在前三次工业革命期间，生产的灵活性大幅降低。凭借工业4.0，它将在200年之后再次将灵活性提升到甚至超越纯手工工艺的水平。因此，工业4.0为恩格尔提供了解决部分未来主要挑战的手段。


  E1 V9 Q  I6 V( K! |充分利用机器和生产单元的全部潜能

全球化和城市化、原材料和能源消耗、高素质员工的紧缺以及专业技术的缺失成为大势所趋，它们也体现了塑料行业正面临的挑战。随之而来的一些后果包括：用户期待获得更加高效而又更容易管理的加工方法，部件被设计成具有更多的功能组合并且形式愈加复杂，可定制产品的需求越来越多而批量生产规模则在不断下降。
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考虑到所有这些挑战，仅仅开发和部署最佳注塑成型解决方案明显无法解决问题；充分利用它们的潜能也非常重要。这正是恩格尔为自己设定的“注塑4.0”目标，即一个囊括目前和未来更新换代产品和解决方案的计划。恩格尔计划通过以下方式来实现这一目标：
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% C" J8 O& }3 x0 L9 h0 j■ 生产系统的网络化和一体化。

9 D8 Z! ^4 l# y2 E1 D3 }3 }* ?9 E■ 加工和生产数据的系统化运用。
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■ 自适应生产系统的逐级应用。
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通过“注塑4.0”，恩格尔为加工商提供能提升生产能力、生产质量、可用性和灵活性方面的支持。生产优化从每台机器开始并延伸至全球生产网络。

' z3 ^1 c* I: J' a$ G智能工厂：系统自优化
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0 t$ @- j0 E2 M+ D) P# Y0 m1 E智能工厂是“注塑4.0”的中心环节。智能工厂不断进行自优化或发出优化需求信息，同时还具备高度灵活性。“注塑4.0”意味着将注塑成型生产转为智能工厂。在这一情况下，重点不在于生产智能产品，而在于加工商的领域。但是，恩格尔在许多人尚未意识到的情况下已提供了满足工业4.0未来需求的注塑成型解决方案。
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“智能工厂”包含三个要素：“智能机器”、“智能生产”和“智能服务”。恩格尔为这三个领域提供了对应的解决方案。“智能机器”解决方案能够提升注塑成型生产线的加工能力而不要求操作人员掌握特殊技能。未来，人机界面将起到更为重要的作用。其目标是尽量简单直观地设置和控制如注塑成型一样复杂的工艺。为了实现这一目标，设备操作人员得到了多种辅助系统的支持。


图2  智能工厂基于加工和生产数据的系统化运用，生产线、机器和部件的网络化和一体化以及自适应生产系统的应用
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3 k+ R# C  E1 J- w5 {例如，恩格尔开发的“iQ”软件产品不断地对特定的工艺参数进行分析，从而识别偏差甚至在废件制成之前对偏差进行补偿。“iQ重量控制”软件能够在整个注塑成型过程（包括保压阶段）中保持注入熔体体积和粘度不变，而最新的“iQ锁模控制”软件则能够利用模具除气不断调整锁模力。这两种软件解决方案显著提升了工艺的一致性并确保了稳定的高产品质量。

7 f: r# {1 S( u" v" n+ |) r  E; h分散型自适应系统的另一个实例是“恩格尔e-flomo”。这一温控配水系统能够自主补偿模内的温度波动，从而提高工艺的一致性和再现性并减少冷却能耗。
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上文仅讲述了“智能机器”领域众多解决方案的三个实例，但它们已足以说明辅助系统如何辅助设置注塑机以大幅度提高工艺能力。

本地和全球生产网络透明性

“智能生产”意在提高用户所有机器的生产能力，主要涉及制造执行系统（MES）的领域。在“恩格尔电子化工厂”里，恩格尔使用根据塑料加工行业的要求量身定制的MES，从而实现高水平的纵向数据集成。它甚至还将模腔的数量考虑在内。
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MES支持所有相关条件和加工数据的集中访问，并可将其和质量参数相比较，从而改善本地和全球生产网络的透明性。通过将所有机器和地点网络化，加工商能够充分利用机器的潜能、查询所有注塑机的状态并根据需求创建文档。未来，该软件还将包含能量管理工具，用于辅助所有机器优化能耗。
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; p- B& w# l7 g作为无处不在的横向和纵向沟通的前提，先进的解决方案将在未来使所有机器、所有外围部件和所有传感器都实现数据交换。随着接口数量的下降和统一协议的广泛应用，这一切将变得更容易实现。

. }5 H( O9 m$ ^; ]制定安全标准的必要性

  ]# C: h, y; Q5 `7 c; x* w智能工厂的第三个核心要素是“智能服务”解决方案，这也是恩格尔对传统服务产品的增值服务。远程维护和预防性维护对众多客户来说已习以为常。新的“恩格尔e-connect”客户门户使协作更为便捷。例如，零部件能够在线识别并立即订购。服务请求可通过智能手机进行分配，用户可实时跟踪当前处理状态。
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& w0 D9 A" c; e" N+ Z2 L! @2 c在如何避免计划内系统停机方面，恩格尔认为需要不断研究负载优化的维护周期，因为这是增加机器和各个系统部件使用寿命的唯一途径。若要更进一步，公司还需要对部件的剩余使用寿命作出预测，此时需要使用传统的状态监测方法。

$ d' ~7 ~4 N5 o“智能服务”解决方案需要恩格尔向客户索取其愿意向供应商公布的特定数据。此外，“智能机器”和“智能生产”也在加工商的责任范围之内。没人愿意与供应商分享其加工和质量数据，而且也没有这个必要。
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但是，在数据交换有利可图的情况下，相互信任则变得极为必要。制定安全标准是第四次工业革命的最大挑战之一。无论是考虑到自身发展还是从行业协会层面出发，市场上的利益相关方均已着手开始制定安全标准。
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市场时机趋向成熟
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& s% j/ z# K& w0 I( `- h多年来，恩格尔一直致力于工业4.0的研究。最终，它得出了“注塑4.0”的结论——为注塑成型行业量身定制的工业4.0解决方案。本文提到的一些观点可能既不新鲜也没创造性。历经几代人，注塑机的自调节和联网已经实现。“计算机集成制造”（CIM）是20世纪80年代末和90年代初的流行词。在取得了一定的成功之后，CIM这一词渐转负面，成为了生产领域过度工程化和过度复杂的代名词。

8 \) |" r6 d6 W恩格尔认为这次一定能够成功的原因很简单，因为许多应用只有通过先进的信息和通信技术才能实现。如今，正是时机成熟的时刻。
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工业革命平均50年发生一次。恩格尔将其视作一个绝佳的机会并将参与注塑成型行业的改革。
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离荣尽生

天花板大侠，工业4.0对传统机械的冲击是在互联网的方面吗。

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离荣尽生 发表于 2015-11-21 08:19
天花板大侠，工业4.0对传统机械的冲击是在互联网的方面吗。

几乎没有冲击