空客介绍未来工厂

工业互联网联盟的 Track &Trace 测试台将为机器、车辆、飞机等安全关键产品的制造和维护提供解决方案。在许多这些行业中，越来越多的先进工业电动工具正在被使用。为了更好地了解智能电动工具在工业环境中的未来使用场景，我采访了空中客车公司的 Sébastien Boria。 Sébastien 是空中客车未来工厂的研发机电一体化技术负责人。

DIRK SLAMA Sébastien，您正在从事空中客车未来工厂项目。这听起来像是一个非常雄心勃勃的冒险。项目涵盖哪些领域？

SÉBASTIEN BORIA 目前有超过 8,000 架空客飞机在运营，截至 2015 年 1 月 31 日，已收到 15,276 架飞机订单。每架飞机都是由数百万个零件组成的复杂产品，必须完美组装。集成创新的生产技术对我们的生产力至关重要。今天，数字模型、飞机机身上的激光投影和复杂的 3D 环境已经完全集成到我们的流程中。由于我们每一代生产线的生命周期都超过十年，未来工厂必须采用远远超过一年的前景。这里有各种重要的考虑因素，包括用于组装的机器人外骨骼、先进机器人（从标准机器人到协作机器人）、ALM 技术、车间的虚拟平台和数字化、集成生产等等。目的是利用可以适应或成熟的新兴实验室技术来改进我们的制造流程。

但是你自己的工作重点更具体一点，不是吗？

是的，我主要关注智能生产和先进机器人技术。我们正在实施“智能车间”，该车间使用智能、互联的生产工具来简化流程并为车间提供防错流程。

你能举个具体的例子吗？

当然。想一想组装飞机需要完成的数十万个基于点的流程步骤。由于涉及的流程步骤数量庞大，不可能在工作单元级别为每个步骤设置单独的任务。相反，这些流程步骤需要作为流程序列来共同管理。大多数组装任务都涉及钻孔过程、点检查（即测量）过程和拧紧过程。这些流程可能涉及一个节拍内的多个阶段，分布在多个工作单元或装配线上，甚至由不同的生产操作员共享。例如，不同的扭矩和角度参数用于同一拧紧过程的不同阶段，例如在单个 3D 位置。因此，如果其中一个过程出现问题，就可能导致昂贵的专门修复，因为零件不在车间的正确工作单元中。因此，例如，通过为手头的特定任务动态配置工具，使相关手持工具更加智能和互联，改进这些流程具有巨大的潜力。

您特别关注什么类型的工具？

目前，我们专注于更智能的手持钻孔、拧紧和测量过程，通过具有嵌入式智能的标准工具或通过嵌入在操作员套装中的可穿戴计算机智能，例如皮带系统。稍后，我们还将研究使用相同架构设计的机器人和 CNC 机器的集成。

你的解决方案是什么样的？

一切都链接到一个结合了专业硬件和软件的平台。换句话说，我们正在使用一种与分布式智能相关联的架构，该架构嵌入在我们流程中涉及的每个系统中。首先是工具智能本身。未来工厂环境中使用的手持式电动工具要么必须具有板载控制单元，要么至少能够支持可穿戴控制器。这对于确保过程输入数据的本地处理以及与物理工具过程相关的板载传感器和执行器非常重要。当然，在很大程度上也利用无线连接。

工具集成怎么样？

过去，我们采用了更传统的集中式方法，但鉴于降低基础设施成本的必要性，这不足以有效地实时管理异构系统。这就是为什么我们现在更密切地关注作为互连工具混搭的解决方案。我们需要将数据从一个系统传输到另一个系统或执行相关同步，但仅在本地智能请求时，或当它为整个过程服务时。换句话说，并非每个工具都一直连接到中央后端。但是工具可以相互连接以交换信息和指令。这解决了许多问题 - 例如，如果您在没有可用无线网络的飞机内工作。

您如何跟踪工具并将工具信息映射到生产数据？

室内定位很重要，与来自 MES 和 PLM 系统的数据集成也很重要。将工具和工作项的本地化数据与 PLM 数据自动协调也很重要。根据不同的真实度值（参见 ISO 15725）并根据应用程序请求对账。在车间或工作单元内跟踪工具与在单个零件上执行过程时跟踪手持工具尖端从一个位置到另一个位置的任务不同。在第一种情况下，跟踪数据的不准确度可以达到几十厘米甚至几米，而在第二种情况下，不准确度可以达到十分之一毫米。同样，系统集成必须考虑基于上下文的自适应行为，以避免错误和非质量结果。

所以您正在将本地化数据与 3D PLM 数据集成？

嗯，不完全是。我们从经验中了解到，直接来自工程的 CAD/CAM 数据模型有时对于我们的目的来说过于详细和细粒度。因此，我们目前正在开发一个中间层，用于处理地理数据的简化 XML 数据集。该层有助于将电动工具与 3D PLM 层集成。此外，您不能指望车间工人使用完整的 3D 建模环境来配置他们的工作环境。这意味着我们需要构建一个更简单的配置应用程序。

企业物联网

本文摘自 Dirk Slama、Frank Puhlmann、Jim Morrish 和 Rishi M Bhatnagar 合着的《企业物联网》一书（O'Reilly，2015 年）。如需深入了解工业电动工具供应商视角，请阅读对来自 Rexroth 的 Martin Doelfs 的企业物联网采访。

听起来很多不同类型的生产设备和 IT 系统必须相互作用和协同工作。在拥有大量不同供应商的异构环境中，您如何实施该计划？

传播很重要，明确关注开放接口和基于接口的集成也很重要。通过 API 实现的软件开放性是高效集成的主要推动因素。因此，我们正在根据稳健的标准定义中性接口，这将使我们自己的工程师以及供应商和合作伙伴能够开发适合我们整个车间支持系统的工具和应用程序。由于我们这里存在高度的异质性，这种类型的集成方法是我们未来生产系统的核心。