在企業(yè)里電氣技術(shù)和機(jī)械技術(shù)仍各自獨(dú)立發(fā)揮作用，這種情況其實(shí)并不罕見(jiàn)。然而在工業(yè)4.0時(shí)代和日益深化的數(shù)字化趨勢(shì)下，這種相互分離的工作方式絕非企業(yè)期待的模式。如何才能更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)科結(jié)合，從而更好地組織機(jī)器和設(shè)備的服務(wù)與維修保養(yǎng)呢?Eplan公司和PTC(國(guó)際動(dòng)力傳動(dòng)與控制技術(shù)展覽會(huì))合作開(kāi)發(fā)了一個(gè)視窗，可以借助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)開(kāi)辟一種全新的設(shè)備服務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景。

一個(gè)視窗展示了如何數(shù)字化連接學(xué)科

由Eplan和PTC首次以一個(gè)視窗的框架形式所呈現(xiàn)，該創(chuàng)意其實(shí)十分簡(jiǎn)單，“我們借助平板電腦做到了機(jī)電一體化工程原理的可感觸化。”Tim Oerter，Eplan公司軟件項(xiàng)目負(fù)責(zé)人這樣描述這一創(chuàng)新應(yīng)用。此應(yīng)用的基礎(chǔ)是云到云的結(jié)合，即PTC的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)(IoT)Thingworx Studio和Eplan的未來(lái)云服務(wù)平臺(tái)Store Share View相結(jié)合。

各學(xué)科體系的相互作用可視化

借助一個(gè)其上已安裝了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)App Vuforia的工業(yè)平板電腦即能通過(guò)對(duì)機(jī)器或設(shè)備的原始組件進(jìn)行Scan操作，進(jìn)而打開(kāi)機(jī)器的3D-CAD畫(huà)面。這一增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用軟件能夠做到將真實(shí)物體直接同其數(shù)字化表達(dá)形成協(xié)同。與此同時(shí)機(jī)器的各個(gè)數(shù)字化結(jié)構(gòu)的工程組件以3D-M-CAD模型在Autodesk Inventor工程軟件基礎(chǔ)上與所屬的控制電路相關(guān)聯(lián)。通過(guò)平板電腦的攝像頭一眼就可看清包含各個(gè)不同學(xué)科的機(jī)電一體化配合關(guān)聯(lián)。

在具體情形下通過(guò)AR技術(shù)安裝一個(gè)例如SEW-Eurodrive公司電動(dòng)機(jī)到一個(gè)完整的虛擬機(jī)器上。一個(gè)技術(shù)服務(wù)人員在平板電腦上涉及到一個(gè)機(jī)電元件，該元件與一個(gè)物理對(duì)象具有關(guān)聯(lián)性，則所屬的電氣記錄頁(yè)面自動(dòng)地在Eplan Electric P8上打開(kāi)，在此該電動(dòng)機(jī)連同所有的電氣參數(shù)和其在E-CAD電路圖中的邏輯關(guān)聯(lián)被全部顯示出來(lái)。該App還會(huì)顯示電動(dòng)機(jī)的安全組件是如何設(shè)置并接線的，以及其在機(jī)器或相應(yīng)的控制柜中的準(zhǔn)確安裝位置。至此通過(guò)平板電腦能再度將目光轉(zhuǎn)向控制柜，以打開(kāi)借助Eplan Pro Panel而生成真實(shí)控制柜的數(shù)字雙胞胎。這樣技術(shù)人員可很輕松地跟蹤功能性定義和直達(dá)安設(shè)在控制柜內(nèi)的相關(guān)元件。通過(guò)觸及電路圖上的控制柜元件便能夠方便地切換回平板電腦的攝像機(jī)界面。這時(shí)針對(duì)真實(shí)控制柜各個(gè)元件所有的數(shù)字化數(shù)據(jù)都可被陳列瀏覽。

圖1 借助一個(gè)工業(yè)平板電腦即可通過(guò)Scan掃描原始電動(dòng)機(jī)來(lái)打開(kāi)一臺(tái)機(jī)器的3D-CAD畫(huà)面。這一增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用軟件能夠做到，將真實(shí)物體直接同其數(shù)字化表達(dá)統(tǒng)一起來(lái)

變更回饋

如果出現(xiàn)對(duì)一個(gè)安全元件維修的情況，系統(tǒng)將通過(guò)閃爍幫助提示該元件的精確位置。在經(jīng)過(guò)元件檢查后技術(shù)人員決定是否有必要更換。在這種情況下系統(tǒng)通過(guò)軟件Engineering提供協(xié)助：技術(shù)人員可直接在應(yīng)用中打開(kāi)Eplan-Data-Portal并選取相應(yīng)的元件，例如一個(gè)安全開(kāi)關(guān)。電氣參數(shù)以及商業(yè)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在Portal里，可以毫不費(fèi)力地啟動(dòng)訂購(gòu)流程。

當(dāng)然在維修維護(hù)時(shí)不是總能精準(zhǔn)地選擇完全相同的元件予以替換，也不是所有的元件總能找到替代品。如果維護(hù)人員決定采用其他元件或可能的情況下在控制柜中改變接線，那么這時(shí)理想情況下這些改變還應(yīng)當(dāng)回饋到原電氣項(xiàng)目資料中進(jìn)行備案。一個(gè)“竣工文檔”的目的在于，在Eplan和 PTC的視窗里面同樣需要它們。為此集成了一個(gè)批注功能，通過(guò)這一功能將服務(wù)技術(shù)員所做的相應(yīng)改動(dòng)附注記錄到系統(tǒng)里面。這便使得后續(xù)導(dǎo)入Eplan項(xiàng)目成為可能。這一批注注釋可由電氣設(shè)計(jì)師在Eplan Electric P8中查閱并且可以對(duì)技術(shù)員的注釋進(jìn)行審查，在電氣圖中加以補(bǔ)充或者與技術(shù)員保持商討。

圖2 單個(gè)元件能夠借助Scan掃描通過(guò)平板電腦選中并且直接打開(kāi)相應(yīng)的由Eplan Pro Panel生成的控制柜構(gòu)成技術(shù)文件

系統(tǒng)和廠家的開(kāi)放性是前提

新的AR應(yīng)用的可能性僅通過(guò)Eplan和PTC的應(yīng)用案例遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能詳細(xì)展開(kāi)。例如控制柜的傳感器數(shù)據(jù)能夠借助OPC UA導(dǎo)出。于是可設(shè)想，由此將所有的傳感器數(shù)據(jù)讀入物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。這樣帶來(lái)的好處顯而易見(jiàn)：在這種情況下控制柜可以自己講出存在的問(wèn)題是什么。簡(jiǎn)而言之傳感器數(shù)據(jù)道出各種信息，哪些元件各處在怎樣的狀態(tài)?以及在“預(yù)測(cè)性維修”理念下服務(wù)技術(shù)員或能夠做到提前采取行動(dòng)。

在物聯(lián)網(wǎng)和AR應(yīng)用銜接方面還有很多值得期待的地方。Eplan公司的專家們?cè)谶@方面完全持開(kāi)放的態(tài)度，包括對(duì)原則上能夠通過(guò)各種不同的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境進(jìn)行轉(zhuǎn)換的其他連接。這在工業(yè)4.0時(shí)代得到大力推動(dòng)，不僅僅是在系統(tǒng)之間，更多地是在軟件開(kāi)發(fā)廠商之間。“這類創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)是數(shù)字化數(shù)據(jù)。”Tim Oerter解釋道。“直到今天還沒(méi)有開(kāi)展數(shù)字化的機(jī)電一體化工程技術(shù)的企業(yè)，應(yīng)當(dāng)盡快行動(dòng)起來(lái)。”O(jiān)erter繼續(xù)講到，“因?yàn)楫?dāng)將來(lái)這類解決方案進(jìn)入市場(chǎng)后，才開(kāi)始迫不得已建立數(shù)據(jù)，那么企業(yè)就將陷入被動(dòng)境地。”

在設(shè)備維護(hù)工作中做到在物理對(duì)象和其數(shù)字雙胞胎之間簡(jiǎn)便導(dǎo)航目前已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。對(duì)于服務(wù)和維修而言這意味著：一個(gè)始終實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的無(wú)紙化資料查詢，它幫助快速導(dǎo)向必要的元器件并且以此使機(jī)器的停工時(shí)間降至最低，至此頗費(fèi)工時(shí)的查找與發(fā)現(xiàn)將成為歷史。