2017 年，總部位于德國威爾的歐洲最大的專業(yè)廚具制造商柏麗廚具（Nobilia）交付了 675,000 套整體廚具，產能驚人。公司智能、高效的生產物流以及零配件和生產數(shù)據(jù)一致的透明度是實現(xiàn)如此高產能的前提。倍?；?PC 的控制技術為實現(xiàn)這些目標奠定了堅實基礎，比如最近完成了自動化改造的 Horstkemper 零配件輸送系統(tǒng)，它在二號工廠中配備了橫向輸送車和輥子輸送機。

自 1989 年以來，柏麗就一直在其威爾的兩個生產基地使用倍?；?PC 的控制技術對設備和生產設施進行自動化改造。盡管使用的是異構機群，但柏麗在公司的中央數(shù)據(jù)庫中仍然堅持實行同構訂單和零配件庫存，這也是柏麗多年來能夠不斷提高生產效率和靈活性以及很早就能夠實施工業(yè) 4.0 方案的關鍵。

去年，柏麗日生產量達到 3100 套，對生產技術和物流提出了相當高的要求。為了進一步挖掘生產區(qū)域面積有 140,000 平米的二號工廠的產能提升潛力，他們使用 Horstkemper Maschinenbau GmbH 公司（總部位于里特貝格）的橫向輸送車和輥子輸送機對零配件運輸配送過程進行了自動化改造。該公司總經理 Norbert Horstkemper 解釋道：“我們給柏麗提供了可以個別化調整的物流解決方案，在這里就是用于搬運和運輸廚具組件的橫向輸送車，重點是要提高可用性以及縮短安裝和維護時間?！?/p>

全自動橫向輸送車取代手動滾輪小車

位于零配件生產區(qū)內的多個面板切邊系統(tǒng)出口處的運輸區(qū)域添加了自動化功能。以前，工人們用手動滾輪小車將堆垛好的廚具零配件分揀到各個緩沖軌道上，然后從緩沖區(qū)手動分配到前面的控制工位上，以清潔和檢查每個廚具零配件，最后再用一個獨立的輸送系統(tǒng)運送到立體倉庫中。

Norbert Horstkemper 覺得，他們當時所面臨的技術挑戰(zhàn)是對運輸配送過程進行自動化改造，以正確的順序將堆垛好的零配件運送到各自的目的地，并通過兩臺橫向輸送車，借助全自動目的地分配功能均勻進行分揀。Horstkemper 說道：“全自動表面檢測區(qū)域保持對工人和叉車開放通行。項目規(guī)劃于 2017 年初開始，5 月開始實施，10 月份完成。系統(tǒng)除了可靠且使用方便之外，還可以將新功能（部分在持續(xù)運行期間）快速集成到現(xiàn)有的系統(tǒng)中，柏麗因此受益匪淺。柏麗對各個運輸區(qū)域的自動化持續(xù)進行投資，雖然翻新改造動作比較大，但產能很快就恢復到正常水平，并且一直保持穩(wěn)步增長?！?/p>

顯著提升面板檢測區(qū)域的性能

柏麗總共使用了 10 輛橫向輸送車實現(xiàn)對配備有 250 個輥子輸送機的 8 個運輸區(qū)域的自動化。其中三個區(qū)域用于廚具表面檢測和精整加工。來自柏麗廚具的生產及車間計劃員 Lars Eberlei 解釋說道：“除了上游檢測系統(tǒng)之外，我們的工人還會百分百地全面檢測前面板。我們目前實行的是輪班工作制，日生成量達到 26,000 件零配件。使用橫向輸送車實現(xiàn)的自動化 — 許多進料和出料、交疊覆蓋區(qū)和冗余方案 — 是盡可能高效地適時將堆垛好的零配件運送到合適的位置的主要步驟。除了用于大型機柜包裝的大型橫向輸送機之外，與以前完全手動操作的運輸物流系統(tǒng)相比，現(xiàn)在性能提升了 15%。這樣，即使產能增加，也不需要額外增加人員數(shù)量?！?/p>

不同的橫向輸送車以每分鐘 85 米的速度行進，不會危及來往的工人和叉車安全

Eberlei 認為，在倍福的 24 英寸多點觸控控制面板 CP3924 上實施新型可視化系統(tǒng)是能夠取得成功的另一個重要因素：“在具有縮放功能的 HMI 上真實地再現(xiàn)由所有輥子輸送機和橫向輸送車構成的運輸區(qū)域是提高效率的關鍵。以前，檢查人員經常一天需要走將近 14 公里的路才能找到所有所需的材料，而現(xiàn)在通過可視化界面就可以輕松找到所需的托盤。下面三個組件的平滑交互是實現(xiàn)這一功能提升的基礎：通過基于 PC 的控制技術實現(xiàn)自動化后，可視化界面和系統(tǒng)用于控制整個生產過程中的物料流。只有這樣，才能夠如此緊密、透明地將來自所有設備、運輸和檢查區(qū)域的數(shù)據(jù)融合在一起，優(yōu)化控制零配件的存取，并且可以避免零配件堆積造成的線路擁堵?！?/p>

Eberlei 解釋說，通過物料搬運技術實現(xiàn)的效率提升遠遠超過中央零配件跟蹤系統(tǒng)：“我們還實施了發(fā)貨優(yōu)先級，以確保工作流程順暢高效。同時也將員工的工作量和工作舒適度考慮進去。這也是為什么工人們不能簡單地分配下一批可用的零配件包裝以進行檢查，而是通過分配不同重量的家具零配件以減少體力勞動。諸如剩余托盤識別等其它功能也包含在編程中。”

橫向輸送車功能全面，安全性高

系統(tǒng)管理的橫向輸送車的數(shù)量在 8 個不同的運輸區(qū)域中的 1 到 7 之間變化。最大數(shù)量是無限的，一般來說，每個運輸區(qū)域配備一臺 C6930控制柜式 PC?？绮块T運輸設計讓操作人員能夠在手動分配目的地時不會受到任何限制。自動穿過多臺輸送機和運輸區(qū)域使得選擇遠程運輸目的地成為可能。通過參數(shù)表可以隨時計算現(xiàn)有和附加的運輸段及橫向輸送車。然后將這些因素自動考慮進去，以實現(xiàn)目的地選擇、運輸物流和視覺表示。

橫向輸送車通常載重為 4 到 5 噸；在某些區(qū)域只需要 2 噸。若要一次運輸盡可能多的零配件堆垛，每輛車必須能夠處理 4 到 6 個堆垛。Norbert Horstkemper 補充說道：“視可用的空間不同，橫向輸送車的寬度一般在 2.5 到 4.5 米之間。有些輸送車配有多個輥子輸送機、一個提升裝置和保護擋板。一臺安裝了 TwinCAT NC PTP 軟件的 19 英寸多點觸控面板型 PC CP3219 負責所有控制任務（如寬度測量），以確定輸送機上的零配件堆垛位置。在運動控制方面，使用的是 AM8000 伺服電機以及體積小巧的 EL72xx 系列 EtherCAT 伺服電機端子模塊（例如用于控制擋板）和配備 AX5805 TwinSAFE 卡的 AX5000 伺服驅動器。橫向輸送車通過一個叫做感應式電能傳輸（IPT）的非接觸式電源吸收所需的能量。安裝在地板上的非接觸式絕對位置反饋系統(tǒng)進一步保證無故障運行。系統(tǒng)通過 WLAN 將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胼斔蛥^(qū)域。每輛橫向輸送車從這臺計算機接收運輸指令，然后拾取和運送物料。”

可視化系統(tǒng)真實再現(xiàn)了帶有輥子輸送機和橫向輸送車的運輸區(qū)域；多點觸控功能可以輕松實現(xiàn)放大縮小，在詳細信息顯示和概覽之間進行切換

通過 EtherCAT 端子模塊、伺服驅動器、工業(yè) PC 和控制軟件，基于 PC 的控制技術為自動化更復雜的生產過程（例如在柏麗遇到的）提供完整的解決方案

橫向輸送車的行駛速度非?？?，每分鐘可以行駛 85 米。由于在輸送車的行車路線上會有很多工人和叉車來來往往，因此系統(tǒng)中集成了基于 TwinSAFE 的安全技術，這一點也同樣重要。Lars Eberlei 解釋說：“柏麗幾乎百分之九十的零配件輸送都是全自動化運作的。但由于存在次級區(qū)域和單獨的物料流，在這種情況下想要實現(xiàn)全自動化非常困難，甚至不可能實現(xiàn)。橫向輸送車和基于 PC 的控制技術為我們提供了順利整合這些特殊工藝所需的靈活性?！?/p>

基于 PC 的控制技術助力實現(xiàn)復雜生產過程的全自動化

就拿柏麗二號工廠的運輸區(qū)域來說，其設計非常復雜，約有 1500 臺輥子輸送機電機。而倍?；?PC 的控制技術憑借其良好的開放性和通用性為自動化技術的實現(xiàn)奠定了良好的基礎。由 EtherCAT 端子模塊組成的模塊化 I/O 系統(tǒng)可以滿足每個區(qū)域的具體需求，并且能夠輕松適應系統(tǒng)擴展或現(xiàn)代化改裝。此外，通過 TwinCAT 軟件集成的控制功能能夠使用 TwinSAFE 方便地將先前的單獨系統(tǒng)區(qū)域整合在一起，包括安全相關的區(qū)域。強大的數(shù)據(jù)通信可以帶來更多優(yōu)勢。超高速EtherCAT 協(xié)議對于橫向輸送車的安全運行來說是不可或缺的，TwinCAT中的 ADS 通信可以實現(xiàn)生產過程中的上位通信，以及連接柏麗基于以太網(wǎng)的企業(yè)網(wǎng)絡。這樣，可以根據(jù)需要使用現(xiàn)有的 IT 結構快速擴展運輸系統(tǒng)。

除了技術方面的優(yōu)勢之外，Norbert Horstkemper 還看到了基于 PC 的控制技術所具備的另一個優(yōu)勢：“我們公司作為設備制造商，倍福作為控制系統(tǒng)供應商，以及柏麗作為最終用戶，我們在一起合作已經有很多年的歷史了。再加上我們三家在地理位置上相距很近，因此很多事情做起來就容易得多?！盠ars Eberlei 表示同意：“PC 控制技術以及我們的合作伙伴與我們在地理位置上的鄰近都讓我們獲益。因此，我們使用 PC 控制技術對現(xiàn)有的系統(tǒng)進行了標準化。”

在剛開始對運輸區(qū)域進行自動化時，基于 PC 的控制技術就展現(xiàn)出了出色的靈活性和集成能力。以前，控制工作站要在半自動模式下通過手動設置運輸目標的方式進行測試和優(yōu)化，才能不中斷生產。Eberlei說道：“我們在實施自動化時沒有遇到任何問題，對生產過程也未產生任何限制。 除了基于 PC 的控制技術之外，我們的長期合作伙伴所擁有的豐富經驗在轉換成全自動化過程中也發(fā)揮了重要作用?！?/p>

參與實施運輸過程自動化的人員：（從左至右）倍福系統(tǒng)工程部負責技術文檔編制和工作準備的 Christian Pankoke、倍福公司軟件項目經理 Arndt Tischler、柏麗廚具生產計劃員 Lars Eberlei、Horstkemper Maschinenbau 公司總經理 Norbert Horstkemper 和來自倍福系統(tǒng)工程部的項目經理 Markus Laumeier

開辟未來優(yōu)化潛力

工業(yè) 4.0 方案的不斷擴展為柏麗開辟了更多的優(yōu)化潛力。例如，盡可能地通過所有設備和手動工作站的連接性和數(shù)據(jù)吞吐量實現(xiàn)透明化的零配件跟蹤和全自動目標分配。通過記錄重要的運輸參數(shù)，可以確定每輛橫向輸送車和輥子輸送機的產能利用率。未來，這些信息可以作為進一步優(yōu)化運輸基礎設施的基礎。Lars Eberlei 總結道：“易于使用和易于理解的應用程序和相應的 HMI 對于未來成功的生產和新操作員的培訓都至關重要。

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