STIWA 集團(tuán)自 20 世紀(jì) 90 年代以來一直采用倍福基于 PC 的控制技術(shù)，通過不斷提升計(jì)算機(jī)算力突破技術(shù)極限，實(shí)現(xiàn)周期時(shí)間小于一秒，定位精度在百分之一毫米范圍內(nèi)，并且使用先進(jìn)的分析和人工智能方法進(jìn)行主動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，以確保基于數(shù)據(jù)優(yōu)化調(diào)度生產(chǎn)過程。

　　主動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)控助力實(shí)現(xiàn)快速裝配

　　引用 STIWA 集團(tuán)決策者的話說：創(chuàng)辦一家成功的企業(yè)意味著要抓住機(jī)遇，對(duì)前瞻性技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)及時(shí)做出判斷，并將它們應(yīng)用到具體的解決方案中。STIWA 集團(tuán)至今 50 年的歷史完美地說明了這一點(diǎn)。換句話說，這家位于奧地利阿特南•普赫海姆的小型機(jī)械工程公司崛起為制造及高性能自動(dòng)化領(lǐng)域的國(guó)際知名專家絕非偶然。“集團(tuán)創(chuàng)始人 Walter Sticht 的性格決定了公司能夠取得如此成功的發(fā)展。他是一個(gè)天才級(jí)的技術(shù)員，才華橫溢，壯志凌云，很早就認(rèn)識(shí)到了倍福基于 PC 的控制技術(shù)的潛力，并且是第一批開始探索倍福于上世紀(jì) 90 年代投入到市場(chǎng)的新型解決方案的人之一。”STIWA 集團(tuán)軟件開發(fā)和創(chuàng)新業(yè)務(wù)部門負(fù)責(zé)人 Michael Pauditz 在回憶公司如何開始與倍福緊密合作時(shí)說道。

　　當(dāng)時(shí)，倍福還只是自動(dòng)化領(lǐng)域一個(gè)名不見經(jīng)傳的“新面孔”，但他們從一開始就承諾：不斷研發(fā)具有革命性意義的自動(dòng)化產(chǎn)品，以永久改變工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。“自那時(shí)起，我們就一直齊心協(xié)力，突破各種技術(shù)極限。”Michael Pauditz 補(bǔ)充道。事實(shí)上，STIWA 通過使用可靈活匹配的模塊化硬件和軟件以及企業(yè)集團(tuán)內(nèi)部的閉環(huán)反饋回路突破了其系統(tǒng)的性能限制。

　　STIWA 系統(tǒng)配備了先進(jìn)的 I/O 組件，包括帶時(shí)間戳功能的 EP1258 EtherCAT 端子盒（頂部），因此可以直接安裝在機(jī)器設(shè)備上。

　　品質(zhì)超群的“隱形冠軍”

　　STIWA 集團(tuán)的獨(dú)特之處在于它既是高性能自動(dòng)化設(shè)備制造商，同時(shí)也是運(yùn)營(yíng)商，集團(tuán)旗下公司眾多，有自動(dòng)化設(shè)備制造公司 STIWA Automation GmbH、軟件方案開發(fā)公司 STIWA AMS GmbH 以及汽車零部件制造公司 STIWA Advanced Products GmbH，彼此之間通力合作。這意味著，這家位于奧地利的集團(tuán)可以在自己的生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行概念驗(yàn)證。持續(xù)記錄所有相關(guān)的設(shè)備和工藝參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析，確保能夠?qū)某掷m(xù)運(yùn)行中獲得的經(jīng)驗(yàn)立即作為優(yōu)化建議反饋給研發(fā)部門。“我們一直與甘珀恩工廠保持著密切互動(dòng)，建立了深厚的專業(yè)知識(shí)根基，否則就不可能實(shí)現(xiàn)如此先進(jìn)的自動(dòng)化。”STIWA Automation GmbH 公司 CEO Michael Fuchshuber 認(rèn)為，STIWA 系統(tǒng)中每一微秒、每百分之一毫米、哪怕只是一點(diǎn)點(diǎn)的性能提升都有著非常重要的意義。

　　“我們一直致力于推動(dòng)我們的系統(tǒng)超越傳統(tǒng)極限。”Michael Pauditz 補(bǔ)充道，他證實(shí)了集團(tuán)作為全球公認(rèn)的高性能自動(dòng)化領(lǐng)域的“隱形冠軍”地位，感到有義務(wù)在每一種情況下提供最大可能。”Michael Pauditz 補(bǔ)充道。LTM-CI 這幾個(gè)字母如果轉(zhuǎn)換成技術(shù)關(guān)鍵數(shù)字，意思是采用微型設(shè)計(jì)（M）的線性（L）輸送系統(tǒng)（T），設(shè)計(jì)用于超快速裝配尺寸不超過 30 x 30 x 30 mm 的小型零部件：每個(gè)系統(tǒng)最多可有 24 個(gè)加工模塊，可在亞秒范圍內(nèi)以三到五個(gè)自由度完成激光焊接、用螺絲固定、壓裝、貼標(biāo)、測(cè)試、測(cè)量以及 0.08 mm 的送料和定位精度。

　　EtherCAT 總線以及相應(yīng)的 I/O 端子模塊可以實(shí)現(xiàn)可靠、超快速的數(shù)據(jù)傳輸。

　　高性能、標(biāo)準(zhǔn)化的軟件架構(gòu)

　　STIWA 表示，他們找到了倍福，找到了實(shí)施這個(gè)在很多方面都很出色的高科技解決方案的完美合作伙伴。兩家公司憑借他們的協(xié)作創(chuàng)新思維，基于 TwinCAT 創(chuàng)建了一個(gè)模塊化的 PLC 框架，可以根據(jù)客戶的具體需求快速調(diào)整。“我們總共花費(fèi)了約 500 人/年進(jìn)行基礎(chǔ)開發(fā)，設(shè)計(jì)出了一款高性能的一體化解決方案，可用于機(jī)械工程以及建筑自動(dòng)化、過程自動(dòng)化或?qū)嶒?yàn)室自動(dòng)化。”Michael Pauditz 在描述 97% 基于全集成、一致的并經(jīng)過廣泛測(cè)試的軟件架構(gòu)的系統(tǒng)藍(lán)圖時(shí)說道。只有剩余的 3% 需要根據(jù)具體的應(yīng)用情況進(jìn)行調(diào)整。倍福 PC 控制器的存儲(chǔ)或計(jì)算能力得到了充分利用。

　　“我們通過一臺(tái)工業(yè) PC 以 0.5 秒的周期時(shí)間協(xié)調(diào)多達(dá) 50 根 NC 軸。同時(shí)，系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)每一根軸的運(yùn)動(dòng)，從而能夠進(jìn)行基于事件驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)過程調(diào)整，并進(jìn)行進(jìn)一步的分析。”Michael Pauditz 詳述道。倍福的 EtherCAT 總線和分布式時(shí)鐘原理為實(shí)現(xiàn)從軸位置到實(shí)時(shí)值的 PLC 轉(zhuǎn)換奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。STIWA 利用此項(xiàng)技術(shù)識(shí)別以高達(dá) 3 米/秒的輸送速度向下一個(gè)加工工位移動(dòng)的工件運(yùn)載裝置。倍福的各種 EtherCAT 超采樣端子模塊和帶時(shí)間戳功能的 EP1258 EtherCAT 端子盒（8 通道數(shù)字量輸入）都展示了它們強(qiáng)大的信號(hào)處理能力。

　　在一個(gè)典型的 STIWA 系統(tǒng)中，必須每隔 0.5 秒就將超過 10 MB 的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給各種系統(tǒng)設(shè)備。為此，自動(dòng)化設(shè)備規(guī)范（ADS）協(xié)議在 TwinCAT 系統(tǒng)中提供了一個(gè)傳輸層，使得 TwinCAT NC 和 TwinCAT PLC 之間能夠直接通信。各個(gè)生產(chǎn)過程的控制算法（如激光硬化中激光掃描鏡的控制算法）都存儲(chǔ)在 PLC 中。任何偏離目標(biāo)時(shí)間的情況都會(huì)被系統(tǒng)檢測(cè)出來，并報(bào)告為可以誤差指標(biāo)，以便實(shí)施主動(dòng)誤差監(jiān)測(cè)。“倍福針對(duì) STIWA 集團(tuán)的特定需求開發(fā)了一些 TwinCAT 軟件功能，包括用于非周期性循環(huán)過程的 FIFO 功能塊，在這里，可以通過 PLC 程序永久‘重新填充’軸當(dāng)前位置。”倍福奧地利分公司銷售代表 Andreas Bernreitner 表示。

　　從傳統(tǒng)的合同制造商到創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)者

　　STIWA 集團(tuán)的成功秘訣在于，在公司的 50 年發(fā)展歷史中，它不僅僅是一家合同制造商，更一直是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)者。他們很早就轉(zhuǎn)為使用基于軟件的 PLC 技術(shù)，當(dāng)時(shí)只有少數(shù)先驅(qū)者認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)技術(shù)具有前瞻性，并在公司一直追求的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略中延用下去。STIWA 通過使用人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）實(shí)現(xiàn)了車間主動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)控和自動(dòng)流程優(yōu)化等目標(biāo)。集團(tuán)收獲的最大附加值是一個(gè)全集成系統(tǒng)，它可以持續(xù)為客戶帶來顯著的成本優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。老客戶的大量需求以及新市場(chǎng)和新行業(yè)的進(jìn)一步增長(zhǎng)證明了 STIWA 集團(tuán)發(fā)展方向的正確性：“當(dāng)然，我們對(duì)未來有很多規(guī)劃，而 TwinCAT 則是我們解決方案的重要組成部分。否則，我們就無法以目前取得的質(zhì)量水平調(diào)節(jié)高度復(fù)雜的生產(chǎn)過程。”Michael Fuchshuber 強(qiáng)調(diào)道。

　　STIWA 以前只是一家傳統(tǒng)設(shè)備制造商時(shí)，主要滿足客戶的一些特殊需求（來圖加工方式），但未來，他們作為一個(gè)集團(tuán)公司，將主要關(guān)注自己的產(chǎn)品開發(fā)，Michael Fuchshuber 解釋道：“近年來，全球汽車制造業(yè)危機(jī)等挑戰(zhàn)充分說明，我們正面臨著一個(gè)非常動(dòng)態(tài)的市場(chǎng)和技術(shù)環(huán)境。這正是我們需要應(yīng)對(duì)的。因此，我們正越來越多地推動(dòng)自主生產(chǎn)高度創(chuàng)新的新型解決方案。我們與 STIWA Advanced Products 公司一起，為甘珀恩工廠打造了從產(chǎn)品原型到規(guī)模量產(chǎn)的創(chuàng)新產(chǎn)品理念。近年來我們還與總部位于福拉爾貝格州的 Inventus 公司合作并成立了合資企業(yè)。”此外，成立于 2019 年的 XeelTech 公司正在研發(fā)革命性的新產(chǎn)品，如基于磁流變液（MRF）的旋轉(zhuǎn)編碼器，它可為操作者提供觸覺反饋，反饋模式的類型可通過軟件自由編程。

　　倍福奧地利分公司的 Andreas Bernreiter 以及 STIWA 集團(tuán)的 Michael Fuchshuber 和 Michael Pauditz 對(duì)雙方長(zhǎng)期以來的成功合作感到非常高興（從左至右）。

　　關(guān)于德國(guó)倍福

　　倍福（Beckhoff）是一家專注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國(guó)威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場(chǎng)總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT 自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

　　倍福于 1997 年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，中國(guó)區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工 300 人，辦事處遍及國(guó)內(nèi) 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽(yáng)能、電子制造、金屬加工、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機(jī)械、物流輸送以及樓宇自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。

　　公司傾力推廣的 EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國(guó)國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并已入編工信部的《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽(yù)。倍福基于 PC 的控制技術(shù)具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合在一起，為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

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