作为施耐德电气中国OEM包装行业经理,李彬在行业深耕多年,拥有丰富的包装行业自动化应用经验。这一次,我们来一起跟他聊聊包装那些事儿。
Q1
问:据您观察,您认为目前中国包装行业客户的整体自动化和数字化水平如何呢?
答:本世纪初到现在的近20年里,随着中国自动化行业的迅猛发展,通过吸收引进国外先进自动化技术,以及自主品牌自动化厂商的崛起,中国包装行业客户的整体自动化水平呈现出快速上升的态势。简单按钮控制的低端半自动设备,基本被PLC为控制核心的自动化设备所完全取代。随着中国城市化进程的加快以及居民消费升级,中高端包装设备的需求也越来越大,伺服运动控制为核心的高性能自动化控制系统也大量应用于包装行业。虽然我们的包装设备和德国、意大利相比,整体水平还有待进一步的提高,但某些细分领域的高端设备,如高速不干胶贴标机、西林瓶灌装机、高速纸尿裤生产线等,我们的设备性能和国外的差距已经不大了。

谈到数字化这个话题,欧美国家出口的包装设备在十几年前就已开始利用数字化的手段进行设备的诊断分析以及远程设备维护来提升其设备运行效率,降低设备故障率。但是,数字化对于中国包装行业的客户来说也才刚刚开始,大部分的客户对数字化的理解还处于一种比较模糊的状态。一方面,在两化融合”等政策的持续影响下,包装设备的最终用户会提出数字化的需求,但另一方面,由于需求不那么具体和明确,设备商对于数字化是什么,如何实现数字化,以及数字化到底能带来什么,没有很完整的概念。所以,目前中国包装行业的客户对于数字化还处于摸索阶段,一些行业龙头客户刚刚开始成立数字化相关部门,开展数字化业务。但我相信,在中国数字化浪潮的快速推动下,我们会比其他国家走的更快。
Q2
问:如何看待包装设备制造商的需求?譬如他们的主要关注点、常用的自动化产品和架构,以及面临的市场挑战等等?
答:我们首先可以从包装市场的发展趋势来看一看。人口的增长使得对包装产品的需求与日俱增,而消费结构和消费观念的改变,个性化、智能化、定制化的包装开始大量出现,产品的生命周期开始缩短。此外,对于一些特定的行业,如食品药品的生产包装需遵循相关行业的法规以保证安全以及可追溯。再一个就是随着原材料成本上升、资源紧缺以及人们环保意识的增强,需减少包装过程中产生的材料和能源的浪费,优化包装过程。

那么,这些市场发展趋势,使得包装设备制造商面临诸多市场的挑战:比如客户对设备的要求不再仅仅是自动化控制那么简单,对机器的性能和功能提出了更高的要求,尤其是在产品规格的切换方面,要求设备具备柔性化的特点。这使得设备制造商需要改变设备的机械结构设计,并需要自动化厂商提供更灵活、功能更强大的产品来应对。比如大量的伺服产品应用在包装设备上,通过专用的运动控制器,替代原来复杂的机械齿轮、机械凸轮机构,使得整机的灵活性更好,使用更方便。还有一些如并联机械手,多关节机械手等智能化产品,与包装设备产线深度集成,替代原来的需要的人工干预。
又如,客户对设备整个生命周期的成本更为重视,希望能得到更高性价比的设备。这就需要设备制造商在研发、设计、制造、调试及维护等阶段多方面考虑其综合成本。所以设备制造商往往希望自动化厂商不仅仅能提供产品,而是能够在上述各阶段对其提供帮助,在满足客户需求的前提下最大限度降低综合成本,提升客户利润。
还有一个就是客户的需求日益多元化、差异化,往往希望能提供一个满足其个性化需求的设备,甚至是定制化的设备。设备制造商在选择自动化合作伙伴时除了要考虑产品的功能外,还要考虑产品或解决方案的灵活性和开放性。
最后一点是客户对于数字化的需求,对于客户来说,期望通过数字化手段实现互联互通、数据透明、运营卓越以及高效运营。而设备作为生产过程的关键载体,需要进行数字化的升级,将工业物联网技术整合到现有的设备中以满足客户的数字化需要。
Q3
问:施耐德的包装行业解决方案主要的优势和特点如何?目前在国内包装行业的应用情况如何?是否具有解决特定应用场景需求的能力?
答:作为施耐德电气OEM全球重点行业之一,施耐德电气长期关注中国包装行业发展,在2000年初即建立了包装行业应用中心,专注于行业机型解决方案的开发和推广。目前,在中国,施耐德电气的产品及解决方案广泛应用于食品、饮料、制药、日化、烟草、生活用纸等细分行业。
施耐德电气包装解决方案基于EcoStruxure机器平台,将传感器、伺服驱动、变频器、电机启动器等互联互通的产品,以及标准PLC,高性能运动控制器等边缘控制系统整合到一起,并结合数据采集、数据分析与服务,云平台等数字化手段,可为客户提供全面的自动化与数字化整体解决方案,帮助客户开启数字化之旅,加速数字化转型。
我们的解决方案涵盖基于PLC架构的简单包装设备,以及基于运动控制器的高性能复杂包装设备,可为客户提供灵活可升级的方案选择。方案架构经过实际的测试及验证,降低客户的设计难度。采用模块化设计的理念和模板化的编程方式,可显著缩短客户的编程时间,加速新机器的研发和上市。采用经过封装的行业专用功能块,如飞剪、辊切、智能皮带等,使得包装设备的开发更容易。
例如,我们有一个客户是做糖果包装机的,客户期望采用一套控制系统来提升其设备性能并实现快速的不停机规格更换。我们为客户提供了PacDrive3运动控制器为核心的解决方案,通过高速实时以太网控制技术,将系统的控制延时做到最小,提高了机器的速度;结合内置的凸轮曲线在线切换功能,实现了在线不停机的规格切换;采用模块化软件编程方式,使得调试时间比前一代设备缩短50%以上,该解决方案卓越的性能,大大超越了客户的预期。

对于复杂包装设备,我们的解决方案还支持六种常用结构的机械手控制,包括水平多关节、并联机械手、笛卡尔坐标机械手等。通过内置的机械手控制功能库,很容易实现单台控制器对于单个或多个机械手的控制,并且可以和包装机实现无缝集成,实时交换机器数据。这和传统的机械手作为独立部件集成在包装线上有比较大的差别,我们的解决方案更灵活,可同时控制6个机械手的运动,具有极高的性价比。
在包装客户的数字化应用方面,施耐德电气推出的EcoStruxure机器顾问云平台将物联网理念融入到工业设备的运维管理领域,通过数字化的赋能,助力客户的数字化转型。例如,我们有一家农化包装领域的客户,希望实现从“设备制造商”向“行业全案服务商”的转型。最终,借助施耐德机器顾问平台,实现了设备的远程诊断和快速响应,服务团队在不增加人员的情况下,对服务工程师资源进行最优配置,不但服务效率提升了35%,服务成本还降低了30%以上。
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