二零零八年十一月三日
这是一个恰当的时机来回顾50多年来工业和自动化历史的激动人心的演变——从20世纪50年代的经济繁荣到互联网时代,从第一批自动化设备到数字工厂。
20世纪50年代,工业仍处于机械化时代的中期,第一台自动化机器作为生产革命的第一个标志出现在舞台上:这些机器处理简单的任务,如自动打孔和车削,代表了生产力的巨大飞跃。
晶体管改变世界
继电器和接触器是20世纪50年代中期控制技术的共同特征。即便如此,通信和控制工程已经看到了使用一种完全创新的组件的应用:晶体管。基于其信号放大的效果,晶体管提供了相当大的优势。
因此,只有在1955年,西门子才开发出第一个采用锗晶体管的电路调节器。
1958年4月2日,Simatic成为注册商标。尽管最初仅限于逻辑函数,但第一个基于锗的Simatic G很快就被用于计数任务。
1964年,技术发生了根本性的转变:控制和开关系统用较少依赖温度的硅建造。这一发展导致了Simatic N系列和特殊系统Simatic H和Simatic p。控制器的功能仍然是一个硬连接的模块网络。在这个时候,接线通常是由制造商根据项目规划师的图表来完成的。
不断增长的产品多样性
20世纪70年代末,该行业面临着新的挑战。在此之前,他们的产品通常必威官方登陆在开放、不饱和的市场上表现良好,但现在争夺客户的竞争正在加剧。现在的游戏是将自己的产品与其他制造商的产品区分开来——价格更合理,质量更好,产品线更多样化或新功能。必威官方登陆
为了满足日益自动化的过程的要求,产品设计也需要改变:可制造性成为新部件设计的标准。
此外,工业制造商也开始通过计算机系统将其生产中的单个过程网络化:汽车行业的计算机集成制造是90年代网络化生产的先驱。
plc的胜利
与20世纪70年代工业生产的变化同时,一种新的控制器类型赢得了工程师和客户的青睐:可编程逻辑控制器(PLC),其功能由存储程序而不是硬连接系统来控制。
第一批用于plc编程的移动编程单元在70年代中期开始使用。就使用的便利性、重量和坚固性而言,这些早期的移动设备只是今天使用的便携式设备的粗糙前身。
Simatic plc的成功故事始于1979年汉诺威博览会。这里的展览是Simatic S5 PLC在几乎所有行业中确立自己的起点。与此同时,客户对系统功能性和可操作性的要求也在上升。在20世纪80年代,由于在控制工程中引入了监视器和图形化程序设计,系统的程序设计进一步简化。
很早以前也提出了职能下放的要求。这些要求要求通过在机器级别将信号捆绑并将它们打包传输到PLC来减少布线。为了满足这些需求,分布式I/ o应运而生,现场总线技术应运而生。
1993年,Profibus成为公认的标准,从那时起,网络逐渐成为自动化的一个日益重要的方面。
网络化的生产
到20世纪90年代中期,准时和准时工艺使生产过程中序列的紧密网格成为可能,为新的比率电位铺平了道路。例如,在生产质量很高的几乎完全自动化的生产线上大量生产具有不同特性的产品成为可能,而且经济实惠。必威官方登陆
这种序列的集成也为维护和服务、生产计划和流程优化打开了新的潜力之门:现在可以优化能力并避免停机。
全集成自动化
1996年,西门子在鹿特丹的新闻发布会上推出了完全集成自动化。完全集成的自动化现在确保了垂直和水平的集成:水平地从入站物流到生产链,再到出站物流,垂直地跨越自动化金字塔的所有层次。
与此同时,西门子还宣布了生产和过程自动化的集成:它基于Simatic产品组合的标准组件开发过程控制系统Simatic PCS 7,这是一个突破,跨越了过程控制工程和plc之间的现有差距。
完全集成自动化代表了去中心化时代的最终亮相。
电子产品的日益小型化使得在日益小巧的设备中加入越来越多的功能成为可能。分布式I/ o配备了自己的智能,首先承担数据处理任务,然后最终承担开环控制任务。这些设备能够设置相应的高度保护,因此它们也可以在灰尘或潮湿的环境中甚至室外工作。
安全技术也跟上了这些突飞猛进的步伐。2000年,西门子提出了安全集成概念,将标准自动化和安全自动化结合到一个系统中。
灵活的生产
最终,新千年标志着单件批量生产开始成为工业日常生活的一部分。即使是复杂的产品,如汽车或必威官方登陆计算机,现在也可以在自动化生产过程中根据客户的个人规格来制造。
高度灵活的生产线还使其能够更快地在市场上推出新产品,从而在竞争中领先一步——这是受到日益激烈的价格战影响的市场中的一个关键因必威官方登陆素。
现在,在全球化的世界中,生产比以往任何时候都更意味着在国际和洲际范围内协调生产基地。
为了进一步缩短上市时间,制造商可以在调试之前在虚拟模型中设置和测试新生产线。
与此同时,消费者和政府监管机构对工业产品的安全、保障和质量的要求正在稳步上升——流程的透明度比以往任何时候都更加重要,因为工业对其产品的责任不再仅限于工厂的装货区。必威官方登陆
it世界的整合
在相当长的一段时间里,公司管理方面的系统将生产视为一个黑箱。
然而,为了有效的生产,机器、员工和流程必须协调和同步。这正是制造执行系统(MES)所做的。
2002年,西门子推出了名为Simatic IT的MES系统,这是唯一一个始终符合ISA-95标准的MES系统。这一方面弥补了生产和另一方面企业管理系统之间的差距。
无线传输协议也可以携带与安全相关的信息,这是新通信标准发展的核心。
最后,创建了功能强大的仿真工具,以满足客户对完整工厂建模、虚拟测试和调试的需求。这导致了自动化历史上的下一个关键步骤:数字工厂。
数字化工厂
四年后,汽车行业再次率先引入了这些新技术。它现在使用数字工厂的概念,这使它能够模拟和建模所有的过程——从材料物流到具体的生产步骤。
这意味着,在新工厂破土动工之前,它就可以在计算机上测试新生产概念的合理性,并使所有系统相互协调。
相反,也可以虚拟地优化和修改现有的复杂生产工厂,例如,测试转换为新产品。在此之后,“真正的”生产简单地实现了模拟的结果——没有任何长时间的运行过程和转换线的中断。
在2008年汉诺威博览会上,西门子以一家超现代汽车制造商为例,展示了Simatic的创新,包括Profinet、嵌入式自动化和安全,以及针对数字工厂的工程解决方案自动化设计器的新3.0版本。
这是西门子在Simatic问世50年后仍在推动发展的又一个例子。
由纽伦堡西门子工业自动化系统事业部市场营销和推广总监Heinz Eisenbeiss贡献
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