數字化工廠，立足“一線”構建無限

——西門子PROFINET助力軟控股份實現(xiàn)智能生產

青島，一座富有活力的中國北方海濱城市，這里聚集著一大批勇于探索的制造型企業(yè)。當大數據、云計算開始升溫，面對數字化、信息化，以及精益制造的浪潮，青島把握機遇，走在前列。這其中，就包括已經在世界輪胎裝備制造領域占據地位的軟控股份有限公司。

2014年10月，軟控股份開始在行業(yè)內踐行“數字化工廠”的概念，西門子作為軟控的戰(zhàn)略合作伙伴，全力支持軟控在輪胎行業(yè)的數字化制造業(yè)務，為其提供電氣化、自動化及數字化產品。一邊是先進的工業(yè)自動化電氣產品及軟件供應商，一邊是橡膠輪胎裝備制造企業(yè)，西門子與軟控股份的合作讓輪胎制造的未來充滿無限可能。

擁抱數據的

“擁抱數據，這是歷史的趨勢。”軟控股份副總裁于明進談到公司的自我變革時，不無激動地描述道，“數據已經成為未來的核心生產力，數字化工廠的基礎簡單而言就是大數據！”

長期以來，無論是在制造領域還是在工廠以外，人們一直低估了數據所能產生的超級能量。以往，生產和工藝數據，或是由經驗豐富的操作員掌握；或是被直接寫成難以調取和利用的圖紙文檔；更多的，則是任由機器轟鳴、產線輪轉，流失在工廠的生產過程當中。而當企業(yè)開始重視、并從生產線重拾數據之時，又面臨一個嶄新的問題：要想駕馭這股富有生機和價值的數據流，需要工廠重塑制造理念，升級原有的數據通路，引入一條穩(wěn)定、靈活、高速、的信息傳送管線，打造數據“黃金水道”。

“認識到大數據的重要性，才算讀懂了制造業(yè)的發(fā)展方向。”軟控研究院院長張斌這樣闡釋了軟控股份的戰(zhàn)略轉型。近年來，當大多數制造企業(yè)仍然停留在對大數據的認識和學習階段時，軟控股份已經開始勾勒數字化工廠的藍圖。

張斌說，2014年初，軟控明顯感覺到數字制造刻不容緩。于是公司專門成立了數字工廠項目組，制定戰(zhàn)略路線圖，集合設備、研究、物流、軟件等各個部門的力量，確立清晰的各階段目標。

“軟控股份不僅要成為市場，也要在理念創(chuàng)新和創(chuàng)新實踐上成為。”于明進說。汽車輪胎生產是為人類生活帶來“速度”的產業(yè)，面對洶涌而來的信息化浪潮，整個輪胎行業(yè)也需要自我提速。從2011年開始，軟控股份連續(xù)3年排名橡膠輪胎制造裝備行業(yè)的第二，能夠提供行業(yè)90%以上的設備。

“軟控股份需要找到具有共同價值觀的戰(zhàn)略合作伙伴，西門子就是其中重要的一個。”張斌說，“軟控崇尚新技術，推行數字化工廠，而西門子能夠提供*服務，與我們共擔風險，共享成功。”

數字化工廠必須基于一體化的網絡，使工廠實現(xiàn)數據互通，提供*的信息流，其中的核心就是工廠自動化網絡。“在這方面，西門子的PROFINET是我們選擇的解決方案。”張斌說。

一“線”與無限

“數字化工廠重現(xiàn)數據的價值，也對數據傳輸提出了新要求。”長期專注軟控股份業(yè)務的西門子*宋炳國說，“當軟控股份提出數字化工廠的概念時，西門子不僅能理解，更能從豐富且成熟的產品線上，找到先進的方案支持他們的理念。”

西門子PROFINET資深產品經理王旭暉說，數字化工廠的基礎是要將工廠的現(xiàn)場數據、底層執(zhí)行機構的信息采集上來，為控制層所用，繼而為企業(yè)管理層提供參考——這就是工廠大數據的特點。要達到數字化工廠的目標，就需升級現(xiàn)有通訊網絡。更穩(wěn)定、更靈活、更、更開放的PROFINET地滿足這一需求。

王旭暉所說的PROFINET正是已經入選標準的工業(yè)實時以太網。它在繼承目前廣泛應用于工廠通訊的PROFIBUS總線技術諸多優(yōu)點的基礎上，開放性和靈活性大幅提升，從而成為可以無縫集成其他總線技術的新利器。

相較于傳統(tǒng)工廠，數字化工廠首先表現(xiàn)為數據傳輸量更大。為此，工業(yè)以太網需要實現(xiàn)更大的傳輸容量。PROFINET巨幅提升了傳輸能力，從以往以KB/s為計算單位的傳輸提升到高達100MB/s，其高速數據傳輸的表現(xiàn)有利支持了工廠數字化的新要求。

PROFINET網絡更加靈活，支持多種拓撲結構，可以允許多種技術協(xié)議同時進行，還具有實時的無線通訊能力。這也就意味著，借助一條統(tǒng)一的PROFINET電纜傳輸介質，不僅可以完成所有的控制任務，還能實現(xiàn)數據跨越現(xiàn)場層、控制層和管理層的上傳下達，為管理決策起到輔助作用。由于PROFINET實現(xiàn)了從現(xiàn)場層到骨干管理網絡的貫穿，用戶不需要再考慮鋪設其他的傳輸介質，從而讓整體傳輸效率更高，將工廠各個部分聯(lián)系為統(tǒng)一整體。

此外，PROFINET克服了復雜的工廠環(huán)境下普遍存在的電磁干擾問題。在工業(yè)生產中，PROFINET小于1us的抖動精度，令數據的傳輸更加穩(wěn)定，且時鐘頻率極為，增強了生產確定性。相比傳統(tǒng)現(xiàn)場總線技術，PROFINET讓軟控每段網絡的站點數量都無任何限制，一臺SIMATIC控制器可管理多達256臺設備，達到行業(yè)水平。在數字化工廠中，I/O 設備必須快速免維護更換，PROFINET系統(tǒng)可幫助用戶無需要參數化更新I/O設備，即裝即用，控制其可以自動識別出新的I/O設備。通過外部交換機連接或直接通過設備上集成的PROFINET接口連接，即可實現(xiàn)介質冗余功能，無懼網絡破壞，保證工廠連續(xù)生產。

更進一步，PROFINET工業(yè)以太網的應用還會給工廠連續(xù)生產帶來新的可能：通過PROFINET自帶的診斷功能，可以幫助用戶快速找尋到設備故障點，從而在設備出現(xiàn)問題之后進行維護，限度減少停機時間，將經濟損失降到低。PROFINET的診斷功能在操作上也十分簡便，它甚至不需要編程，只需要在CPU屬性中勾選，通過在人機界面上現(xiàn)成的控件直接拖拽即可輕松實現(xiàn)。所有PROFINET系統(tǒng)的診斷功能，西門子都已經幫助用戶提前做好，大大節(jié)省了用戶的系統(tǒng)開發(fā)時間。

在張斌看來，PROFINET強大的自診斷功能得益于系統(tǒng)的開放性，而開放性才是西門子的真正遠見所在。因為PROFINET兼容性好，幾乎可以做到即插即用，它不僅讓工廠設備互聯(lián)變得十分便利，還可以與外接設備相連、與因特網互通，工廠管理者、操作人員可以通過電腦IE瀏覽器，甚至手機、iPad等移動設備進行控制。網絡的開放性還帶來PROFINET*于其他協(xié)議的強大的系統(tǒng)診斷能力，可以覆蓋每一個通道，這也就為工廠連續(xù)生產打下堅實基礎。

于明進同樣對PROFINET贊不絕口：“PROFINET功能非常強大，普通客戶甚至只用到了其功能的1%-5%，它的更多功能其實就是留給數字化工廠未來應用的。”

重新定義需求

與西門子合作，應用PROFINET，軟控股份在朝向“數字化工廠”邁進的過程中變得底氣十足。長期以來，橡膠行業(yè)的裝備制造商總是處于一個被動供應的位置，往往是在客戶提出需求的情況下，提供相適應的產品與之配套，缺乏創(chuàng)新的動能。

隨著制造環(huán)境的變化，特別是數字化、信息化的快速發(fā)展，這一定向關系正在發(fā)生改變。張斌說“軟控的目標不止是滿足行業(yè)需求，而是要和客戶、供應商一起創(chuàng)造行業(yè)需求！”

創(chuàng)新的結果，其實是供應商與生產商的共贏。張斌這樣描述基于PROFINET的未來場景：以PROFINET為樞紐，基于企業(yè)生產管理平臺的核心控制，數據的處理能力將得到盡情釋放，設備供應商*可以對橡膠制造工廠進行遠程監(jiān)控和預警；基于大數據、根據數據波動，設備具備自診斷功能，總是在將壞未壞之時發(fā)現(xiàn)問題，將其上報給服務方，工程技術人員可在遠程完成維修；設備在生產過程中，能夠進行生產的自糾正，通過自適應算法進行調整，提高生產的穩(wěn)定性。

借助統(tǒng)一的PROFINET介質，不僅可以幫助客戶提高生產水平，而且可以完成企業(yè)的精益化管理。與此同時，軟控股份也在籌劃建設自己的數據中心。未來，通過PROFINET串聯(lián)，企業(yè)的生產管理平臺將實現(xiàn)統(tǒng)一的電子數據管理和信息集成，并與PLM、MES、ERP等系統(tǒng)對接，實現(xiàn)全制造環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通，在生產與企業(yè)管理層面全面實現(xiàn)數字化。

暢享數據，展望智能化遠景。西門子與軟控就是這樣通過PROFINET一“線”相連，共同構建無限可能。中國制造2025剛剛踏上征程，面對智能制造激動人心的未來，軟控股份深耕市場，以理性的實踐緊扼信息化奔騰躍動的脈搏，建設“數字化工廠”已經有了清晰的圖譜。