工业4.0：智能传感器和云服务逐步为食品行业提供附加值

工业4.0：智能传感器和云服务逐步为食品行业提供附加值

科隆国际食品技术和机械博览会将于2018年3月20日至23日举办，博览会的一个核心主题是展现数字化趋势对食品生产的影响。智慧工厂即将覆盖食品行业的全产业链，在这些智慧工厂里，机器和产品得以实现自主组织、运行和控制。无论是绿地（Greenfield ）项目还是棕地（Brownfield ）项目，均已逐步向工业4.0迈进。因此，当下的任务是应对网络化挑战。而解决方案便是使用智能传感器。

德国什未林（Schwerin）市的雀巢工厂里弥漫着独特的香气，人们对这里的一切充满了好奇——这也难怪，毕竟体验咖啡生产本身就是一件特别的事。现场的七条生产线和包装线24小时作业，预计在不远的将来将增加至12条。按计划，在最终扩展阶段，这些生产线每年将生产20亿台雀巢胶囊咖啡机（Dolce Gusto capsules），并提供约十余种口味选择。雀巢起源于瑞士，目前，该公司已投资2.1亿欧元，为德国梅克伦堡-前波美拉尼亚州（Mecklenburg-Vorpommern）的工厂配备了最先进的技术。每条生产线每分钟可生产1000台胶囊咖啡机。其尖端传感器和称重技术确保了强大的灌装能力。

数据云中的机器对机器（M2M）通信

实现过程和诊断数据从字段级别到管理级别的传递已经不是什么新鲜事。如今机器相互连接，以确保整个过程链的无缝跟踪。下一步是实现各个系统模块之间的实时直接通信——机器对机器（M2M）通信。由于智能工厂由多个分散的生产环境构成，而这些生产环境的组成部分各不相同，每个部分都有自己的数据源，因此，静态信息技术解决方案在这方面很快就会达到自身极限。如果没有云计算, 那么便会有越来越多的数据无法得到专门的处理和评估。未来的数据云将不仅仅停留在管理层面，还将在机房中实现。其核心挑战是：将生产的虚拟呈现（virtual representation）和生产的“真正”表现进行同步。即使是像雀巢工厂这样的现代化绿地工厂，在这方面也不符合工业4.0的认知。

此外，在维护方面，例如预测性维护（predictive maintenance）方面，机器必须将自身的运作状态独立地反馈给维护人员。智能传感器系统在此时起到了关键作用。除去压力、体积和温度值外，人工的“感觉器官（sensoryorgans）”还将测量振荡和振动。基于此状态数据，生产过程在很大程度上将实行自我监测。然而，这依然不够。工业4.0 兼容的传感器（例如，科隆国际食品技术和机械博览会上的那些展品）除了具备系统控制输出外，还配备了一个接口。这使得它们可以连接到云服务。

取代严格的系统概念

跨学科研究项目“Robofill 4.0”充分体现了工业的发展过程。来自德国慕尼黑工业大学（Munich Technical University）和德国弗劳恩霍夫工具机械和成形技术研究所（Fraunhofer Institute for Tool Machines and Forming Technology）的科学家们的目标是实现一个灵活的自动化概念，从而将饮料灌装至批量1（batch size 1）的水平 。“Robofill 4.0”项目的合作方包括Beckhoff（德国倍福自动化有限公司）、Krones（克朗斯公司）、Proleit公司、Yaskawa（安川电机）、Siemens（西门子）、Till和Zimmer，以及德国国家酿酒厂Weihenstephan（唯森）。消费者可通过线上门户网站直接参与生产过程，编辑饮料信息并选择容器。此外，在瓶子的独立设计方面，预计未来可实现在瓶子上直接喷墨打印图案。

Stephan Birle（斯蒂芬·比尔莱）正在慕尼黑工业大学负责该项目的协调工作。他所关注的重点在于分散控制的概念，这个概念负责协调系统模块。比尔莱表示，“目前对于中型公司而言，并没有动态灌装概念，动态灌装可以在格式和批量大小方面实现几瓶饮料和个别独特小样的灵活生产。”这正是“Robofill 4.0”项目发挥作用的地方——随着灌装系统的发展，其信息物理系统（cyber-physical systems）的所有组件均可互相通信，并且通过云技术进行叠加生产规划。专有特性：产品本身有一个虚拟的呈现，它与各个模块相接触，使瓶子可以在灌装过程中实现对自身的独立控制。

旧系统获得新自由

配备了人工智能技术的机器和流程为更灵活的生产创造了先决条件。在理想的典型绿地项目（如什未林市胶囊咖啡机工厂）中，可以从一开始便应用现代化传感器。与食品业的高产绿地相比，许多棕地工厂的实际情况则截然不同。一些棕地工厂的机器已使用了长达15年之久，并依赖于与智能工厂需求完全不同的基础设施。未来，这些机器也可以转化为竞争优势，但需要按照工业4.0的要求对其进行优化。 因此，如何使用现代化传感器和致动器将现有机器集成到智能流程中，这将成为科隆国际食品技术和机械博览会的关注重点。

在世界最重要的食品饮料行业供应商展会上，观众将身临其境地感受智能工厂，并了解实现这一愿景所面临的若干挑战。参展商将展示绿地和棕地系统的各项解决方案，并在2018年3月20日至23日的科隆展会上按照工业4.0的要求实现流程的数字化。(刘丹）

会展信息

第三十二届中国国际塑料橡胶工业展览会

CHINAPLAS 2018国际橡塑展将首次移师上海·虹桥·国家会展中心，于2018年4月24-27日举行。预计展会面积超过32万平方米，汇聚全球4000家展商。此次展会不仅规模上再次取得突破，展览面积相比2016年扩大逾30%，而且在主题专区的设立及划分上亦将更加精准与极致，全力打造全球高新科技展示交流平台，向业界呈现更为专业化、高品质的崭新面貌。CHINAPLAS 2018国际橡塑展增设“3D技术专区”和“热塑性弹性体及橡胶专区”两大专区。顺应工业4.0时代个性化、定制生产的重要趋势与需求，帮助企业缩短研发周期、降低研发成本，“3D技术专区”将集中展示3D打印（增材制造），与同期举办的“第三届工业4.0论坛”交相辉映。