1、工业工业4.0背景下背景下基于基于APROL开放平台开放平台的的智慧工厂系统智慧工厂系统 创新技术-欧洲工业自动化专家产品与技术在自动化行业处于领先地位197919902000Multi processor PLCwith integrated CNCMULTICONTROLDeterministic multitaskingB&R 2000 SystemSeamlessly integrated servo drivesACOPOSCompact IPC with long-term availabilityIPC 2000One engineering tool for all tasks
2、Automation StudioPanel with integrated PLCPower PanelOpen real-time Ethernet protocolPOWERLINK创新技术-欧洲工业自动化专家产品与技术在自动化行业处于领先地位201520102005Fanlessindustrial PCAutomation PCCertified integratedSafeMotionAutomatic code generationModeling1s reaction time in PLCIEC programmablereACTION67%faster engineerin
3、gmappOpen safety protocolopenSAFETYSafe TCPSafe WorkspaceSafeRoboticsFastest servo drive on the marketACOPOS P3B&R开放构架下的自动化系统一个平台面向整个产品生命周期一个统一平台，所有硬件AS针对设备自动化，APROL流程及工厂自动化基于标准PC及IT技术兼顾可靠性MTBF高于50万小时，通过各类工业测试和认证高效开发机电一体化方法缩短面市时间 模块化理念，软件的高效重用成本效率在不同平台间扩展开放性保证投资安全自1995年的开放性与兼容性Automation Studio APRO
4、L深耕行业的解决方案B&R方案的核心竞争力开放且集成的软件平台开放且集成的软件平台（保证客户的投资）（保证客户的投资）智慧自动化平台可靠的硬件可靠的硬件（基于标准（基于标准IT技术）技术）机电行业专家机电行业专家（设备和工艺）（设备和工艺）食品与饮料食品与饮料烟草烟草包装包装制药制药化工化工医药医药汽车汽车能源能源风力发电风力发电石油石油&天然气天然气B&R应用行业1行业解决方案专家印刷印刷塑料塑料纺织纺织木材加工木材加工金属加工金属加工半导体半导体机器人机器人移动设备移动设备基基础设施础设施市政市政环境环境测量测量海洋装备海洋装备B&R应用行业2行业解决方案专家全球知名OEM设备企业信任贝加
5、莱智能机器开发机器人集成同步与定位视觉集成实时通信技术POWERLINK安全技术Safety软件模块化封装远程诊断与维护技术仿真-MATLAB/Simulink现场总线集成运行RTOS的工业PC电机+减速器一体化驱动+电机OMAC/PackMLFDA Gamp认证领先技术（印刷包装设备）Sales StrategyDevelopment of Sales(1987 2014 average Increase/Year=15%)43%36%17%13%4%2%16%15%7%23%24%16%24%2%10%13%14%17%23%17%3%68%14%3%13%15%050,000,00010
6、0,000,000150,000,000200,000,000250,000,000300,000,000350,000,000400,000,000450,000,000500,000,000550,000,000JahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrJahrPlanSales Targets B&R actual positiono 388 companies participatedo OEMs and Userso a
7、ll industrieso in US,EMEA&AsiaOutside view新常态下国内的工业大环境人口红利不再招工难，留人难，机器人代替人,复合型人才难寻竞争持续加剧，增长乏力 无核心竞争力，低价竞争，无研发（不敢投入）产能过剩，成本压力剧增 原材料成本，能源成本，劳动力成本，工厂维护成本内外部环境差 金融环境差、国内外市场环境差 2014，制造业500强利润率仅为2.7%制造业的现状如何才能如何才能 降本？增效？实现产业升级？降本？增效？实现产业升级？转型之路在何方？转型之路在何方？传统制造业的工厂自动化现状单机为主,M2M通信不畅，设备接口不统一，无法发挥协同效应（1.0，2.0
8、，3.0设备并存）管理层无法获得及时、可靠的车间运营数据，影响管理决策成本核算困难 追溯困难 经验知识库传递、管理难跨部门协作困难，部门间、供应商间扯皮现象严重缺乏全局观念，各自为政能源/批次?当前生产力?目前利用率,OEE?质量控制?维护管理?技术及生产瓶颈?主要性能指标?如何提高效率？更多 XXX当下技术趋势：工业4.0万物互联的时代：从移动互联、物、设备、人、产品l 智慧工厂将是未来智能基础框架的关键组成l 目标：实现高效、高质生产困惑：高大上的词汇，如何才能在制造业落地！？困惑：高大上的词汇，如何才能在制造业落地！？智慧工厂，工业4.0的愿景电子行业的示意图：人、机、料互动，设备能够对
9、话1个核心 2个主题 3项集成图片来自某MES厂商15两大主题：智慧工厂和智能生产工业4.0的两大主题和三个设想智慧工厂智能生产重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动、3D打印以及增材制造等技术在工业生产过程中的应用等三个设想：产品、设施、管理产品：集成有动态数字存储器、感知和通信能力，承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必要信息设施：由整个生产价值链所集成，可实现自组织管理：能够根据当前的状况灵活决定生产过程传统工业自动化供应商的架构技术方案的滞后性PLCHMI运动控制器运动控制器总线总线1总线总线2总线总线 3安全安全形成
10、各自的独立系统，信息孤岛不同供应商提供不同的组件（工控、ERP、IT、能源管理、数据库）系统性能受到限制,开发效率低SCADA能源管能源管理系统理系统SQL数据库数据库BI设计人员设计人员 实施成本、维护成本高昂（初期投入、人员培训、扩展能力)智慧工厂纵向集成的主要构成要素B&R建议的智慧工厂的实施路径：纵向集成 L3 高级管理系统 （ERP、MES、PLM)L2 数据基础平台 APROL开放平台 L1 设备&设施层 人才项目实施建议：分析和调研企业现状，选择开放性平台和设备根据企业状况，分步、分阶段实施，降低项目风险工业4.0不可能一步到位，先易后难，先局部再复制，先基础后高级APROL与M
11、ES和EPR的关系APROL平台聚集于纵向集成中的设备物联深耕行业的解决方案三大功能模块：聚集客户痛点EnMon能源管理系统能源管理系统APROL开放平台PDA数据采集系统数据采集系统CMS状态检测系统状态检测系统智慧工厂自动化Enmon+PDA模块PDA：完美解决设备通讯的信息孤岛问题v=10%v=30%满负荷部分负荷待机从各类设备采集实时数据，支持非B&R系统的设备 所有数据存储与历史与实时数据库中，开放数据接口（OPC、MySql等）历史数据库实时数据库Field bus自定义报表，支持远程访问有通讯模板的设备类型：塑料、包装、印刷、纺织、CNC数控、机器人检验室数据連接系統模式連接系統
12、模式产出信号启停信号报警信号能源计量工艺参数X20现场数据采控器 方案（A）历史数据库实时数据库APROLPDA（数据采集）功能的实现通讯协议通讯协议信息量大信息量大(B&R系统无需驱动）系统无需驱动）开放性较好方案（B）指令指令信息量大信息量大(B&R系统无需驱动）系统无需驱动）开放性较差方案（C）截帧截帧信息有限信息有限(B&R编制驱动）编制驱动）方案（D）硬件采集硬件采集信息有限信息有限PDA 开箱即用的解决方案PDA系统面向的细分行业食品饮料吹瓶机、灌装机、贴标机、膜包机、箱包机、码垛机等制 药吹瓶机、灌装机、贴标机、膜包机、箱包机、码垛机等印 刷凹印机、涂布机、涂胶机、柔印机、水洗机
13、、喷铝机、分切机、丝网印刷机等CNC机器人贴片机、打磨机、切割机、机器人、机械手等PDA 开箱即用的解决方案PDA系统面向的对象-设备品牌PDA 开箱即用的解决方案PDA系统面向的对象-控制系统模块化与机器互联:美国啤酒、饮料生产线连接不同自动化系统-实现整线集成数字化码头-ZPMC香港国际货柜码头数字化码头/SCADACPU-26个Enmon和PDA模块系统报表截图A02阳极产线方案富士康工厂第一阶段 能源管理系统，检测分析能源使用情况统计每个槽位加药累积量，自动生成药剂消耗报表A02阳极产线方案第一阶段 飞杆位置在线追踪 加工工序历史追溯画面中显示飞杆位置，可直观了解当前制程负载量可了解每
14、根飞杆的加工信息（加工时间、产品类别、当前槽位、处理时间等）人工输入，成品信息A02阳极产线方案第三阶段改善阳极产线车间内空气质量降低产线车间内空气腐蚀性，延长设备使用寿命（如飞杆名牌）改善产线车间周边空气质量，有利员工安全 CMS模块案例：KRONES Contiform 36-4000-3000-2000-10000100020003000400000.050.10.150.20.250.3Acceleration mgTime s润滑不良状态下的主凸轮振动信号及时避免进一步磨损；提前3-6个月发现问题延长设备使用寿命，防止意外停机全透明状态分析以确保长期改善APROL平台下的精益制造关键
15、要素体现积极的沟通精益制造所必须优化的质量可靠性是我们成功的基石最大化效率在全球市场竞争的特别挑战l 建立统一的标准l 目标管理与控制l 实现透明及持续改善B&R APROL智慧工厂开放平台智慧工厂开放平台技术方案技术方案 特色小结特色小结 B&RAPROL智慧工厂基础平台操作系统：Suse Linux 上位总线：标准以太网IO控制总线 POWERLINK(Open-Sourced)支持各类主流总线X20 现场控制器:Cycle time 1 ms PC-basedSafety：Cycle-time 5 ms数据库 Berkeley DB，开源内嵌式数据开发语言 CFC、ST、SFC、C、Py
16、thon最佳开放性:由内到外食品与饮料食品与饮料包装印刷包装印刷制药制药化工化工医疗医疗汽车汽车B&R 智慧工厂目前重点拓展的行业方案金属加工金属加工半导体半导体机器人机器人移动设备移动设备市政市政环境环境智慧工厂基础平台/Smart Factory platformCustomer Technology客户技术Open StandardsLibrariesModel based让开发更加容易且高质：集成Know-how，面向行业，面向应用APROL开放平台的工艺库及接口APROL vs SCADA 集成方案的优势高效实施、易用性、可维护性 控制系统、上位软件基于不同的软件平台 一次变动需要寻
17、找多个供应商 效率低，成本高，可扩展性差，变更风险大 实施成本高，项目周期长，投资巨大软硬件整体解决方案，一个供应商软硬件整体解决方案，一个供应商PC-based，开放性好，开放性好开发效率高，高性价比，易扩展和功能变更开发效率高，高性价比，易扩展和功能变更软件功能模块可独立或者集成化使用软件功能模块可独立或者集成化使用SCADAEngineering Database1套套 APROL=Step 7+SQL+报表设计软件报表设计软件+WinCC+B.DATA(能源管理能源管理软件）软件）现场控制站:高性能X20 PLC-CP1381集成32路 integrated I/Os通讯、运算、数据等
18、处理能力是传统工业PLC控制系统的10倍以上14x digital inputs,24 V,sink,sw-filter(0.5 ms)4x fast digital inputs,24 V,2 s,sink,(1x ABR/2x counter/gate measurement/,250 kHz)4x digital outputs,24 V,0.5 A,source4x digital in/outputs(configurable),24 V,0.5 A4x fast digital outputs,24 V,0.2 A,2 s,(1x PD/4x PWM,200 kHz)2x anal
19、og inputs,+/-10 V/0.20 mA,12 Bit,1 ms1x PT1000(pins of 1x AI occupied)基于Intel X86 处理器技术128M512M DDR内存微秒级循环周期，高实时性宽温范围（-25 60 ）通过GL认证，双网口高级语言编程能力，丰富的通讯扩展能力现场控制器硬件性能对比贝加莱CPU X20CP1381西门子CPU S7 315-2DPCPU处理时间及IO Intel 200M Hz CPU 最快任务周期0.2ms,典型指令周期 22ns带单独的浮点处理器;32路自带IO位操作 50ns，字操作 90ns，整数运算 120ns，浮点运算
20、 450ns无单独的浮点处理器,无IORAM存储器128MB DDR2 RAM,1MB SRAM,工作存储器 265kBCF卡最大支持16G装载存储器最大 8MB通讯接口CPU标配 2USB 接口,1RS232 接口,2 Ethernet 接口 10/100/1000 Base-T；通过扩展，可支持各种通讯协议Profibus-DP标配，其他总线协议不支持如Can或者CANOPEN等，或者通讯模块成本极高编程语言IL/LD/ST/SFC/FBD，支持高级语言（高级语言（C、Basic）IL/LD/ST/SFC/FBD，不支持高级语言运行温度及认证通过GL认证，防爆认证:ATEX 及Hazloc
21、防爆二区;运行温度范围：-2560未通过GL认证，运行温度范围：055;无防爆认证功能特色运算能力强，通讯能力强，非常适合于设备物联和控制传统逻辑控制为主 PC-Based控制器VS传统控制器APROL平台的定位实时、可靠、安全、开放的工业数据平台DEMO设计应用培训&支持项目全生命周期管理市场与客户需求快速响应整合跨界资源，推动合作开放性及兼容性APROL智慧工厂平台纵向集成的开放平台 InfrastructureProcessFactory APROL生态圈 One Platform 开放赢得未来SI集成商OEM装备制造商 商务合作伙伴软件开发者终端客户咨询顾问APROLPlatform您真正想要的APROL项目实施周期：412周B&R智慧工厂项目ROE分析1年 l 设备利用率l 生产效率l 管理效率l 能耗及原材料成本 l 设备维护成本，意外停机概率l 人工成本拒绝概念与口号工业4.0 智慧工厂的技术趋势我们的建议：投资从基础工作&选择开放平台开始工业4.0路线图今天的解决方案明天的愿景实现工业4.0我们开启这段旅程 与您携手共进YOUR GLOBAL PARTNER FOR AUTOMATION EXCELLENCE
