Festo的工业4.0解决方案 不仅是营销炒作还有投资回报

　　德国自动化大厂飞斯妥（Festo）正在推动工业数码化转型，不仅将物联网（IoT）功能和服务集成到产品组合中，提供培训和咨询，并在德国Scharnhausen自家工厂中使用这些技术。结果其工厂效能提升15%，新组装线的产出也大增，凸显出Festo新型自动化平台、IoT闸道器及与云端的直接联机为成功基本要素。

　　据报导，工业4.0和数码化不仅是营销炒作。例如，Festo已透过BionicANT这类自主、自控系统，或BionicCobot等交互式、气动7轴协作机器人的原型，开展了仿生学习网络（Bionic Learning Network）的前瞻性研究。

　　Festo已为工业4.0提供一些真正的自动化技术产品，包括集成驱动器封装，具OPC UA和IoT闸道器的模块化阀岛（valve terminal）、分散式CODESYS控制器，以及防护等级IP20与IP65的自主机电子系统。此外，还有IoT驱动的应用程序和服务，以及用于某些产品和完整子系统的仪表板。

　　Festo能提供灵活而多元的云概念，包括Festo cloud、西门子（Siemens）MindSphere、Rockwell Factory Talk的一致联机。然而，最令人兴奋的气动创新是Festo Motion Terminal。它是第一个被设计为虚实集成系统（CPS）的自动化平台，可取代多达50个独立的气动功能。

　　与一般咨询公司相比，Festo的优势在于可利用Scharnhausen工厂中的试验性生产项目的丰富用户体验，其中包括能源管理和优化等主题，以及基于标准化网络的创新性单件流程概念，平板计算机的移动维护；或针对单个产品的自动化灵活测试系统。

　　Festo利用大数据分析找出瓶颈，最终将周期时间缩短15%。该工厂有个大型组装线被设计用于批量生产及批次生产。目前，客户要求批量大小介于200~2，000。若以周期时间13秒计算，年产量约120万个单位。

　　该组装线的技术基础是所有机器单元中的机电子系统，它们透过分散控制概念运行，用于电动和气动驱动器和执行器。每个工作站提供以统一数码格式操作和维护生产线所需的所有数据，并与所有测试站∕质量系统联网。

　　来自约400个IP地址的数据透过OPC UA收集、压缩和提供，以支持运动控制，或是基于PC或云端运算方案的分析。这样的概念会产生大量数据，而且需要机器人员拥有额外的数据分析技能。为了从所有可用数据中获得最大价值，工厂内会需要1名数据科学家。

　　Festo工厂运行2年后，才能执行第一次大数据分析，并清楚辨识出导致瓶颈的典型模式，也可能找到克服这些瓶颈的解决方案，并将新机器的周期时间进一步优化15%，从13秒降至11秒。

　　这些数据经证明非常有价值，而若无透明度就不可能实现这种优化，它为测量值如何转化为附加价值提供了良好示范。Festo的项目成果虽非常突出，不到1年就看到投资回报。但即使投资回收期在2~3年之间，对许多行业仍很有价值。

　　另一方面，Festo的CPX-E系统是用于工厂自动化的高性能控制系统。该系统由单独的功能模块组成，可用于创建模块化、紧凑且非常灵活的子系统。根据模块组合的不同，该系统可用作纯粹的远程I/O系统，也可用作工厂或流程自动化的集中式或分散式控制系统。

　　从功能角度来看，CPX-E控制单元被设计成EtherCAT主控制器和运动控制器。除了EtherCAT主站接口之外，控制单元的另一个特殊功能是集成的PROFINET设备或EtherNet/IP从站接口。这意味著分散控制系统可很容易地集成到适当的主机系统中。

　　用于PROFIBUS、PROFINET、EtherCAT、EtherNet/IP和Modbus/TCP的汇流排模块可用作配置的远程I/O。除了通常的数码和类比I/O模块外，还有IO-Link主站模块和计数器模块。

　　因此，Festo可为CPX-E平台和CPX平台的子系统和小型设备的分散式自动化提供一致的产品组合，全部符合灵活的工业4.0主机环境。