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走进德国SICK,以传感器智能践行工业4.0

2019年2月21日             作者:e-works王阳       
关键字:SICK  传感器  
SICK全球媒体日期间,e-works记者走进位于德国Waldkirch的SICK总部,近距离探访和洞察SICK全新战略背景下的转型之道。
先来看这样一组SICK画像:
  • 2018年,e-works盘点了德国百大知名企业目录,在系列二文章中,传感器巨头SICK第一个被介绍;
  • SICK成立于1946年,公司名取自公司创始人欧文·西克(Erwin Sick)博士的姓氏;
  • SICK全球拥有9000余名员工,2016财年SICK年收入13.61亿欧元,2017财年则为15.12亿欧元;
  • SICK每年将营收的12%投入到研发端,以引领传感器智能技术的发展;
  • SICK传感器产品型号多达4万5千种,涉及工厂自动化、物流自动化和过程自动化三大领域;
  • SICK产品服务于包装、食品饮料、机床、汽车、物流、交通、钢铁、机场、电子和纺织等40余个行业。
    2019年1月,SICK面向全球发布了全新的工业4.0战略。作为传感器领导厂商,SICK不断践行以更先进的传感器技术支撑工业4.0的推进和实现——以智能传感器实现定制化简易控制;以现场层边缘计算实现分散控制;以云端互联完成数据价值增值;以全流程供应链实现透明化解决方案。
    1月22-23日,SICK举办全球媒体日,e-works记者走进位于德国Waldkirch的SICK总部,近距离探访和洞察SICK全新战略背景下的转型之道。
传感器是工业4.0的眼睛和耳朵
    随着工业4.0进程的深入,传感器的应用领域正被不断拓宽。据BCC Research预测,2016年到2021年,全球传感器市场的复合年增长率预计为11%,到2021年市场规模将达到1906亿美元。 
    另一方面,物联网的持续发展也丰富了传感器的应用场景。除了传统的工业和汽车领域之外,发展最快的还包括汽车电子和通信电子应用市场。此外,在智能农业、智能交通、智能楼宇、智能环保、智能电网等领域,传感器同样有着广阔的应用空间。
    SICK工业4.0高级副总裁Bernhard Müller认为,实现工业4.0的过程中,需要将生产和物流过程完全数字化。在技术的推动下,未来的机器和设备都将会自主运行并能自我优化。这个过程中,如果没有传感器,工业4.0就没了眼睛和耳朵。
    Bernhard Müller认为,传感器正在成为工业4.0的使能技术。在工业4.0的核心技术——CPS(CYBER-PHYSICAL SYSTEMS)中,传感器扮演着越来越重要的角色,在辅助系统、质量控制、安全性、柔性自动化、预测性维护、追溯等各个层面赋能CPS。

 SICK

传感器赋能CPS(CYBER-PHYSICAL SYSTEMS

智能传感器已成大势所趋
    从传感器技术的发展轨迹来看,过去数十年间,正是机械传感器、机电传感器、电子传感器一直到时至今日的智能化传感器不断地演进,助推着工业自动化的发展进程。
    在SICK执行董事会主席Robert Bauer博士看来,工业革新的前提源于技术的进步,传感器技术是成功实现工业4.0的先决条件,而智能化是实现工业4.0的唯一途径。

 SICK

传感器技术的发展和演进过程

    Robert Bauer博士认为,在效率至上的工业领域,集成智能功能又可以通信的传感器,为工业4.0所需要的数据与信息的全球可用性提供着支持。可以说,智能传感器代表了效率,它能够可靠地采集数据并进行通信和自诊断,并且结合集成在传感器内的智能功能,在生产效率上提供巨大潜力。
    相较于传统传感器,智能传感器具有诸多优点,例如快速安装和更换、远程监测与调试、自诊断与参数快速下载等等,以提升各种工作场景的效率。
     为了顺应并引领智能传感器的发展浪潮,早在2004年,SICK就将公司logo由SICK更新为SICK Sensor Intelligent,将“智能化”作为企业技术和产品的战略方向。
     Robert Bauer博士说,“过去几年,SICK持续在越来越多的产品设计中采用了传感器智能技术,这正是我们助力实现工业4.0的关键。如今的客户,不再仅仅是简单地购买一个传感器,而是一个能够利用更高的计算和存储能力从各种传感器数据中提取信息的设备。”
     传统意义上,传感器主要用于采集数据、传输数据,而数据分析则由上一级系统和软件来完成。这实际上给了智能传感器很大的发挥空间。
     正因为如此,SICK进一步的愿景是:将数据处理从自动化系统(PLC)转移至现场设备(传感器)——提供一种面向未来的、将自动化网络设计得更加高效和强大的方法。
     如此一来,工业层面的各种智能化功能,可结合应用的需求,生成更高价值的全新信息(这些信息可在必要时与其他传感器联合生成),并传递给上一级系统(PLC、MES、ERP等系统),从而实现各种智能应用解决方案。 
SICK AppSpace,打造可编程的传感器
    为支撑全新的工业4.0战略,构建一个完整的工业生态系统对SICK来说至关重要,AppSpace是SICK实现这一目标的利器。
    AppSpace是SICK面向用户和开发者提出的开放性软件平台。作为一家数十年专注于传感器产品的硬件企业,SICK为何要推出软件平台?Robert Bauer博士说,依托于AppSpace平台,SICK可以打造更丰富、更强大的可编程传感器,满足用户更灵活的需求。 
    Robert Bauer谈到,在工业4.0推进过程中,各种应用场景将层出不穷,客户需求会变得越来越个性化。虽然大量的标准化应用可以找到合适的传感器产品,但随着个性化解决方案需求的持续增长,量身定制、且操作简便的传感器解决方案的需求也在不断增长。如何找到它们将变得耗时而艰难。
    SICK AppSpace就是为了应对这样的需求。Robert Bauer甚至认为,未来的传感器,都将朝着支持可编程的方向发展。
    简单来看,SICK AppSpace主要包含开发软件和管理软件:AppStudio是开发工具,功能涵盖传感器编程和应用程序资源管理,以及图形流程编辑器、视图生成器等;AppManager则是管理工具,可以在现场支持服务技术人员轻松实现执行和管理传感器应用程序。 
    值得一提的是,SICK还为AppSpace成立了Developers Club(开发者俱乐部),加入开发者俱乐部的会员可以参加每年一度的SICK传感器开发者大会。随着SICK AppSpace工业生态系统的不断完善,SICK社区还为会员提供各种交流经验的机会。
传感器融入深度学习技术 
    在全球媒体日期间,SICK还展示了一系列黑科技,譬如首款基于深度学习算法的应用,这一应用将在2019年汉诺威工业博览会期间正式发布。
    举一个SICK正在试点的木材行业的项目为例:为了优化利用原材料木材,锯木厂必须知道原木内部的条件和状况如何。譬如年轮、树心在哪里?这对于木材的优良加工必不可少。以前,这项任务必须由经验丰富的工人来完成。在传感器中融入深度学习技术,SICK的视觉传感器就可以做出有效和准确的判断。   
    参与该项目的SICK工程师告诉记者:“利用这项技术使挑选原木的流程更加高效和富有成效。在试点项目中,我们能够提高材料利用率、产品质量,还能避免资源浪费。更重要的是,在传感器中融入深度学习技术,挑选原木的工人也不再需要处理单调的工作,并且有时间来完成更加复杂的任务。”

SICK

SICK传感器融入深度学习技术

    在传感器中融入深度学习技术,将实现更多的定制功能。目前,SICK和14个Startup组织共同成立了深度学习技术研究部门,结合SICK在工业环境中多年的经验,SICK在传感器解决方案中通过大量的图像识别训练,使其传感器的功能专有化。
     在不久的将来,传感器还会学习处理信息,通过自学算法来提供、处理和分析数据,从而获得新的功能。
身体力行践行工业4.0
    在2019 SICK媒体日期间,来自全球的54家媒体参观了SICK Outdoor Technology Center和4.0 NOW Factory,近距离领略了SICK在工业4.0道路上的探索与实践。
    当前,企业不同程度面临着将生产和物流中的机器设备与上层IT系统实现联网的挑战,SICK身体力行,构建了一个现代化的工业4.0试点示范工厂——4.0 NOW Factory,将数字化和网络化贯穿于整个生产制造过程,展现了以传感器智能技术,实现生产制造过程全透明、高效率的目标。
     位于德国弗莱堡的SICK 4.0 NOW Factory,于2018年第二季度正式投入运营。可以说,4.0 NOW Factory凝结了SICK对工业4.0最前沿的理解,其最先进的智能传感器技术在工厂生产制造的各个环节得到了展示和实践。

SICK

参观位于德国弗莱堡的SICK4.0 Now Factory

     随着客户个性化需求的增长,催生了越来越多的产品品类,同时原材料成本压力、库存压力、准时交货的压力不断增加,促使SICK开始尝试以全流程透明和实时质量监控的方式进行产品生产,这是SICK建立4.0 NOW Factory最初的出发点。除此之外,SICK 4.0 NOW Factory还能做到生产流程的最优规划和柔性生产,基于传感器智能数据分析,还能对机器和设备进行预防性维护维修。目前,SICK4.0 NOW Factory所有生产制造过程信息、以及产品信息都与ERP和MES系统实现了集成。
     除了参观SICK 4.0 NOW Factory,记者还走进了新建的户外技术中心(Outdoor Technology Center)。2018年夏天,SICK投入数百万欧元在德国总部新建了户外技术中心,3500平米的户外测试区,模拟了各种极限户外环境,以充分测试SICK智能传感器的功能和性能。
     SICK户外技术中心分为7个测试区域,涵盖运动控制系统测试、安全防护测试系统、激光扫描传感器室外性能长期测试、长距离测量传感器测试、无人驾驶汽车的多种防撞方案测试、轨道站台方案安全方案测试、编码器与电机反馈长期测试等。

SICK

在SICK户外技术中心模拟的各种极限户外环境中对传感器产品进行测试

     在这7个测试区域,SICK工程师们将智能传感器产品和方案进行长时间运行,监控和分析运行数据,一方面优化面向下一代的产品研发,一方面改进行业应用方案。
 SICK三大业务与全球化布局
     据Robert Bauer博士介绍,目前,SICK的业务范围包含三大领域:工厂自动化、物流自动化、过程自动化。
     在工厂自动化进程中,从产品、原材料、半制品、制品,到出产厂商的库房,再到物流环节的机器人/AGV的导航及防撞模块,SICK具有最全面的传感器、摄像系统以及编码器等解决方案,承担质保工作并确保机械安全;SICK物流自动化业务则主要服务机场、工业车辆、建筑管理与建筑安全、港口、零售与分销中心、信使、快递、包裹和邮政服务提供商、起重机以及交通领域;针对过程自动化业务领域,SICK主要为分析和过程测量技术提供传感器以及定制化系统和服务。
     为更好的服务这三个领域客户,SICK组建了9大业务部门,包括存在性检测、工业安全、分析器、流量测量、工业集成空间、系统、运动控制传感器、识别与衡量和新业务等部门,以更好地配合与支持三大领域业务在全球的发展。

SICK

SICK在全球的布局

     SICK 在全球已拥有近50 家子公司、合资企业以及代理机构,主要分布在德国、美国、中国、意大利、匈牙利、新加坡、马来西亚、瑞典等国家。在中国,SICK于1994年在广州成立了中国总部,目前已在上海、北京、青岛、苏州、南京、香港等地设有分支机构,形成了辐射全国各主要区域的业务网络。
责任编辑:王阳
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