在企業(yè)里電氣技術(shù)和機械技術(shù)仍各自獨立發(fā)揮作用，這種情況其實并不罕見。然而在工業(yè)4.0時代和日益深化的數(shù)字化趨勢下，這種相互分離的工作方式絕非企業(yè)期待的模式。如何才能更好地實現(xiàn)學(xué)科結(jié)合，從而更好地組織機器和設(shè)備的服務(wù)與維修保養(yǎng)呢?Eplan公司和PTC(國際動力傳動與控制技術(shù)展覽會)合作開發(fā)了一個視窗，可以借助增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)開辟一種全新的設(shè)備服務(wù)應(yīng)用場景。
一個視窗展示了如何數(shù)字化連接學(xué)科
由Eplan和PTC首次以一個視窗的框架形式所呈現(xiàn)，該創(chuàng)意其實十分簡單，“我們借助平板電腦做到了機電一體化工程原理的可感觸化?！盩im Oerter，Eplan公司軟件項目負(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(IoT)Thingworx Studio和Eplan的未來云服務(wù)平臺Store Share View相結(jié)合。
各學(xué)科體系的相互作用可視化
借助一個其上已安裝了增強現(xiàn)實App Vuforia的工業(yè)平板電腦即能通過對機器或設(shè)備的原始組件進行Scan操作，進而打開機器的3D-CAD畫面。這一增強現(xiàn)實應(yīng)用軟件能夠做到將真實物體直接同其數(shù)字化表達形成協(xié)同。與此同時機器的各個數(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)。通過平板電腦的攝像頭一眼就可看清包含各個不同學(xué)科的機電一體化配合關(guān)聯(lián)。
在具體情形下通過AR技術(shù)安裝一個例如SEW-Eurodrive公司電動機到一個完整的虛擬機器上。一個技術(shù)服務(wù)人員在平板電腦上涉及到一個機電元件，該元件與一個物理對象具有關(guān)聯(lián)性，則所屬的電氣記錄頁面自動地在Eplan Electric P8上打開，在此該電動機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。該App還會顯示電動機的安全組件是如何設(shè)置并接線的，以及其在機器或相應(yīng)的控制柜中的準(zhǔn)確安裝位置。至此通過平板電腦能再度將目光轉(zhuǎn)向控制柜，以打開借助Eplan Pro Panel而生成真實控制柜的數(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安設(shè)在控制柜內(nèi)的相關(guān)元件。通過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界面。這時針對真實控制柜各個元件所有的數(shù)字化數(shù)據(jù)都可被陳列瀏覽。
圖1 借助一個工業(yè)平板電腦即可通過Scan掃描原始電動機來打開一臺機器的3D-CAD畫面。這一增強現(xiàn)實應(yīng)用軟件能夠做到，將真實物體直接同其數(shù)字化表達統(tǒng)一起來
變更回饋
如果出現(xiàn)對一個安全元件維修的情況，系統(tǒng)將通過閃爍幫助提示該元件的精確位置。在經(jīng)過元件檢查后技術(shù)人員決定是否有必要更換。在這種情況下系統(tǒng)通過軟件Engineering提供協(xié)助：技術(shù)人員可直接在應(yīng)用中打開Eplan-Data-Portal并選取相應(yīng)的元件，例如一個安全開關(guān)。電氣參數(shù)以及商業(yè)數(shù)據(jù)都存儲在Portal里，可以毫不費力地啟動訂購流程。
當(dāng)然在維修維護時不是總能精準(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，那么這時理想情況下這些改變還應(yīng)當(dāng)回饋到原電氣項目資料中進行備案。一個“竣工文檔”的目的在于，在Eplan和 PTC的視窗里面同樣需要它們。為此集成了一個批注功能，通過這一功能將服務(wù)技術(shù)員所做的相應(yīng)改動附注記錄到系統(tǒng)里面。這便使得后續(xù)導(dǎo)入Eplan項目成為可能。這一批注注釋可由電氣設(shè)計師在Eplan Electric P8中查閱并且可以對技術(shù)員的注釋進行審查，在電氣圖中加以補充或者與技術(shù)員保持商討。
圖2 單個元件能夠借助Scan掃描通過平板電腦選中并且直接打開相應(yīng)的由Eplan Pro Panel生成的控制柜構(gòu)成技術(shù)文件
系統(tǒng)和廠家的開放性是前提
新的AR應(yīng)用的可能性僅通過Eplan和PTC的應(yīng)用案例遠遠不能詳細(xì)展開。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。這樣帶來的好處顯而易見：在這種情況下控制柜可以自己講出存在的問題是什么。簡而言之傳感器數(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)測性維修”理念下服務(wù)技術(shù)員或能夠做到提前采取行動。
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公司的專家們在這方面完全持開放的態(tài)度，包括對原則上能夠通過各種不同的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境進行轉(zhuǎn)換的其他連接。這在工業(yè)4.0時代得到大力推動，不僅僅是在系統(tǒng)之間，更多地是在軟件開發(fā)廠商之間?！斑@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?！爸钡浇裉爝€沒有開展數(shù)字化的機電一體化工程技術(shù)的企業(yè)，應(yīng)當(dāng)盡快行動起來?！監(jiān)erter繼續(xù)講到，“因為當(dāng)將來這類解決方案進入市場后，才開始迫不得已建立數(shù)據(jù)，那么企業(yè)就將陷入被動境地?！?/p>
在設(shè)備維護工作中做到在物理對象和其數(shù)字雙胞胎之間簡便導(dǎo)航目前已經(jīng)成為現(xiàn)實。對于服務(wù)和維修而言這意味著：一個始終實時動態(tài)的無紙化資料查詢，它幫助快速導(dǎo)向必要的元器件并且以此使機器的停工時間降至最低，至此頗費工時的查找與發(fā)現(xiàn)將成為歷史。
