大規(guī)模自動(dòng)化系統(tǒng)幾十年來一直是生產(chǎn)線控制的核心?，F(xiàn)在，在消費(fèi)者需求的驅(qū)動(dòng)下，一種可替代的即插即生產(chǎn)的模塊化自動(dòng)化方式正在形成。對(duì)于許多生產(chǎn)線來說，尤其是在制藥、精細(xì)化工和食品飲料加工業(yè)，模塊自動(dòng)化有可能成為在物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0概念中的應(yīng)用基石。
ABB發(fā)布的世界首個(gè)商用模塊化過程自動(dòng)化解決方案，在2018年ABB電力與自動(dòng)化世界活動(dòng)期間吸引了眾多關(guān)注的目光。作為首個(gè)將業(yè)務(wù)流程層和具有模塊類型包（MTP）技術(shù)的模塊層相結(jié)合的集成的解決方案，ABB模塊自動(dòng)化技術(shù)一經(jīng)推出便受到了業(yè)內(nèi)推崇。對(duì)于這一技術(shù)的研發(fā)背景和應(yīng)用前景，ABB集團(tuán)工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)業(yè)務(wù)單元負(fù)責(zé)人IIpo Ruohonen向筆者進(jìn)行了解讀。
AFJC：制藥、精細(xì)化工和食品飲料行業(yè)有哪些新的需求變化？并如何影響生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)？
IIpo Ruohonen：這些行業(yè)必須保持正常運(yùn)行時(shí)間和可靠性，在較短的交貨時(shí)間內(nèi)交付更小批的定制化產(chǎn)品。其次，能源和原材料價(jià)格的不斷上漲，監(jiān)管要求的變化，都是重要挑戰(zhàn)。例如，在制藥行業(yè)中，它需要關(guān)注病人的個(gè)體需求，創(chuàng)建個(gè)性化藥品。因此，最終的產(chǎn)品將不再是一次生產(chǎn)數(shù)千噸的商品。如今更多是面向小批次的定制化生產(chǎn)需求。
與之對(duì)應(yīng)的，雖然我們有很多大型批量生產(chǎn)工廠，同時(shí)也有多用途的工廠。大型工廠傾向于高效生產(chǎn)單一產(chǎn)品，但是往往不太靈活。通過多用途的工廠，產(chǎn)品可以滿足不同的需求，但又往往效率比較低下。
為了開發(fā)客戶定制產(chǎn)品和小批量的產(chǎn)品，靈活的模塊化自動(dòng)化理念應(yīng)運(yùn)而生，為上述行業(yè)提供更快的上市時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)化的過程模塊、可以通過快速有效的模塊升級(jí)或更換來提高自動(dòng)化效率，以及更高的靈活性。
模塊自動(dòng)化給生產(chǎn)帶來了前所未有的敏捷性和靈活性。就像搭積木一樣，模塊可以被復(fù)制并增加或減少，以滿足快速變化的產(chǎn)能需求。通過簡單的改變幾個(gè)模塊，就可以生產(chǎn)出一種全新的產(chǎn)品。
AFJC：如何理解模塊自動(dòng)化技術(shù)？實(shí)現(xiàn)模塊化方式的控制基礎(chǔ)設(shè)施是什么？
IIpo Ruohonen: 模塊自動(dòng)化的關(guān)鍵是具有標(biāo)準(zhǔn)過程自動(dòng)化智能模塊的框架單元——即所謂的模塊類型包（MTP）。MTP是用于描述過程自動(dòng)化智能模塊屬性的標(biāo)準(zhǔn)非專利文件。MTP可以創(chuàng)建智能模塊和業(yè)務(wù)流程系統(tǒng)之間的互操作性框架，并允許過程模塊單元無縫集成到業(yè)務(wù)流程系統(tǒng)。通過遵循這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，允許所有模塊可以根據(jù)生產(chǎn)需求輕松添加、排列和調(diào)整，插入到任何自動(dòng)化系統(tǒng)中。
基于MTP為接口的模塊化層，并通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成到業(yè)務(wù)流程層（例如基于ABB AbilityTM系統(tǒng)800xA實(shí)現(xiàn)），即構(gòu)成了整個(gè)模塊化控制基本框架結(jié)構(gòu)，二者之間的通信是面向服務(wù)的體系架構(gòu)。
模塊就像建筑套件一樣連接。這就是ABB發(fā)揮作用的地方，它覆蓋了模塊自動(dòng)化的全部范圍，而對(duì)模塊的監(jiān)視、控制和管理則在業(yè)務(wù)流程層完成。該層級(jí)通過擁有開放式架構(gòu)的主干網(wǎng)與模塊層連接。兩個(gè)層級(jí)都通過OPC UA進(jìn)行通信。
將智能模塊集成到業(yè)務(wù)流程系統(tǒng)現(xiàn)在只需要幾個(gè)小時(shí)而不是幾天，就像傳統(tǒng)的包裝單元和配件的集成一樣。它還降低了工廠生命周期成本，預(yù)計(jì)在上市時(shí)間方面可節(jié)省高達(dá)50％的時(shí)間，這意味著更低的資本投入。