制造业着眼于未来的力量
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电脑标准简化商店

名为MTConnect的通信协议将允许所有品牌的机器、外围设备和管理软件相互通信。

携带一台新的利盟(Lexmark)打印机或佳能(Canon)扫描仪进入你的办公室,并将其插入戴尔(Dell)电脑。很有可能它会在盒子外面工作。不管你是在运行Windows Vista、Mac OS10还是Linux,只要在互联网上与Java小程序交互或在adobereader中打印一个表单,你都能马上完成。

现在,走到你5年的大久间车床前,用新的切削力监测器或门防安全联锁做同样的尝试。或者,您可能想将机床的吞吐率输入到您最近安装的工厂管理软件中。

除非一个提供者提供了所有的机器、所有的外围设备和所有的接口,否则信息很可能不会流动。当然,可能有一个(昂贵的)黑盒子解决方案,但为什么要有呢?
这正是军官和成员们所关心的问题AMT -制造技术协会一年多前问自己。行业协会的工作人员认为这是一个需要填补的真空。因此,他们成立了一个组织,提出一种通信标准,可以解决工厂层面的互操作性问题。AMT董事会投票决定与加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的教授们一起建立一个项目,开始为制造业建立一个有凝聚力的数据管道。

该组织现在包括设备制造商、制造用户和大学研究人员,他们正在起草他们称之为MTConnect的计算机标准。正在开发中的标准将于2008年9月在芝加哥举行的AMT国际制造技术展上展示,该标准被描述为允许制造商从离散设备收集、传输和利用数据的“桥梁”。

在最近的10月份的年度会议上,AMT将大部分会议都用于MTConnect,向其成员和其他成员提供关于该标准进展的最新信息:它是什么,它的目标是什么,它能做什么,不能做什么。

MTConnect是什么?

正在进行这项工作的技术咨询小组写道:“MTConnect是一个‘中间件’标准,它将提供将数据从机床传递到使用基于xml的标准进行进一步处理的更高级别系统的能力。”

在最近一次AMT会议上,Parlec International总裁、前主席道格拉斯•伍兹(Douglas Woods)解释了该标准的背景及其重要性。“简单地说,MTConnect是一个开放、免费、基于标准的桥梁,”伍兹说。

“你可以看到,可以使用,可以操纵,”他说。“你不需要为任何东西付钱;去网站上下载就行了。不收费,而且是基于标准的。我们不是在开发什么新的流氓软件。已经有很棒的软件了。通过将MTConnect建立在XML(可扩展标记语言)的基础上,我们向已经使用这种语言的大量程序员开放了它。”
伍兹先生解释了MTConnect的目标。“我们正在努力开发一个开放的标准,定义一个用于在所有不同类型的设备和应用程序之间交换数据通信的多平台协议,而不仅仅是从机床或组装设备到一类软件。它可以是工厂内的任何部件、任何应用程序和任何设备。

“我们创造的是让这一切发生的标准。我们开发的软件产品不是为了投放市场,”伍兹强调说。

MTConnect的一个特点是它是可扩展的。对于信息技术类型来说,术语“可扩展的”描述了一个程序或协议,其目的是让用户或开发人员添加其功能。为什么这很重要?“当你开发出一套像这样的全新产品时,你不可能一次就把所有事情都做好,”这位AMT前董事长说。因此,你必须避免将自己归类到一个不允许你向前和向后扩展的软件平台中。否则,你就有麻烦了。”

它将如何工作

正在开发的通信协议包含了一种方法,用于宣布和检测网络上的任何设备。取一个组件并连接它,它实际上会说,“嗨,我是一个符合mtconnect的设备,这就是我。”在另一边(网络),有一个设施会说,“嘿,我知道一个符合mtconnect的设备刚刚插入。”它的工作原理与USB鼠标告诉个人电脑它是带有滚轮按钮的光学鼠标相同。

一旦握手发生,好处可以像平滑安装一个转盘到不同的加工中心一样简单。或者,它可以带来更多。大卫·多恩菲尔德博士是加州大学伯克利分校的制造工程学教授,是MTConnect技术咨询小组的主席。他认为,新通信协议的最终利益考虑了整个“制造管道”,一端是产品设计,另一端是发货给客户。

“我希望能够看到在这个过程中发生的每一件事,并有足够的细节,这样,如果有什么东西会导致问题,我可以围绕它进行设计,”多恩菲尔德博士告诉AMT会议的与会者。“当然,现在这些都是用软件完成的。”

有了MTConnect,多恩菲尔德博士说,制造商将能够轻松地查看所有种类的信息。实例包括机床本身及其性能特点、换刀器、工装、夹具、刀具及其切削力等独特参数。他说:“我们将查看交货时间表、利用率、事故损失时间、能源消耗、质量数据和传感器数据。”

这位教授说,有了数据通信标准,“MTConnect就是管道,我们可以透过管道看到流动的数据,我们对这些信息的处理完全取决于我们自己的想象。”
通过MTConnect进行全工厂整合是一个公认的目标,但根据多恩菲尔德博士的说法,能够看到管道的下行也有短期的好处。假设你的目标是最小化加工后去毛刺操作。通过连接典型的自动化孤岛,如主轴动力学和工具设计,您将能够更有效地朝着解决方案工作。

容易实现

总有一天,如果MTConnect被广泛采用,所有与软件连接的工厂设备都将拥有它,但在一开始,所有设备都是一台传统机器。因此,新的指导委员会正在谨慎地编写易于实施的标准。在提出标准命名法和ID系统之前,该团队考虑了现有的IT基础设施,担心可能存在的障碍。它回顾了相关标准和可能的干扰。“最后,”伍兹说,“MTConnect没有理由不能与任何其他软件共存,从SAP系统到远程机器诊断。”

早些时候,伯克利的团队开始与佐治亚理工学院(Georgia Tech)的制造研究中心密切合作,后者一直是电子制造商使用的类似“中间件”标准的背后推动者。Armando Fox博士是伯克利可靠自适应分布式系统实验室的计算机科学研究助理,他是MTConnect开发的主要参与者。福克斯博士说,佐治亚理工学院的IPC CAMX(使用XML的计算机辅助制造,为伊利诺斯州的IPC电子贸易协会开发的)对半导体制造业起到了MTConnect对金属加工的作用。他说:“通过与他们合作,我们将尽量避免像他们那样弄破自己的手指。”“这意味着,从一开始,MTConnect设备就可以与IPC CAMX设备互操作。”

福克斯博士提到了一句老话:“标准的好处是有很多选择。”之前的努力并不缺乏。

“事实上,我们现在有很多标准。不幸的是,它们中的许多是互不相容的”或者是太笨重了。福克斯博士向出席AMT会议的与会者展示了一幅“制造自动化协议”(MAP)的鸟瞰图,通用汽车大约在1985年公布了该协议,但目前尚未广泛应用。“我可以想象有人走过来对我说,‘我们有这个协议,它将允许你连接你的很多设备。好消息是,该标准包含了所有内容,从流程流到CAM到质量管理,一直到如何在线路上通信信号。坏消息是,它包含了绝对的一切,从流程到CAM到质量管理,一直到如何在电线上沟通信号,’”福克斯博士说。“‘你所需要做的就是执行它,’有人会这样告诉我。我可能会尖叫着跑掉。”

相比之下,福克斯博士说,拥有一个像MTConnect这样的简单标准,可以减少人们对投资回报率(ROI)需要数年时间才能实现的担忧。

MTConnect被设计成一个最小的公分母,围绕它可以发生创新,而不必担心破坏任何一方的兼容性。目前的标准草案只有15页左右,一个工程师一个下午就能看懂的材料。和实现。

IMTS推出的进展

如果MTConnect现在正处于布道阶段——工作人员正在联系美国和国外的其他行业协会,以吸引潜在用户的兴趣——那么它的时间表就是继续快速推进全面实施。所谓的v0.9规范将在本季度发布,这将在指导委员会中引发更多讨论。

接下来是2008年第一季度的一系列学生竞赛——这是一个巨大的廉价劳动力来源,多恩菲尔德博士打趣道——利用该协议设计创新项目。到第二季度,工业合作伙伴将锁定试点项目,这些项目将在芝加哥AMT展上展示。在IMTS, McCormick North大楼入口处的新兴技术中心(Emerging Technology Center)将完全专注于MTConnect,许多演示也将分散在展会各处。

在IMTS介绍期间,MTConnect的支持者希望说服用户指定协议,并说服制造技术设备制造商提供它。AMT主席John B. Byrd III指出:“在6天的时间里,大约有10万人将参加这次展览。”“我们多久能有机会和这么多人交谈一次?”

这对用户的好处是显而易见的,至少对伍兹来说是这样。“你在经营一家工厂,地板上到处都是不同的设备,你希望能够弄清楚如何最大限度地提高产量,并了解每一刻发生的情况。机器上可能有一个传感器,一件运输工具,一个温度问题——任何信息。你可能有一个很好的车间管理系统,但是你需要数据来驱动它。关键是要有分享信息的能力。”

同样,伍兹说,这给供应商带来了很多好处。“另一方面,我生产商店里使用的设备和服务。对我来说,MTConnect创造了机会。如果我有一种简单、常见的方式来传输数据,我能想出什么样的简洁、创新的产品和服务来销售给这个市场呢?我将把我的软件开发时间花在担心如何捕获数据上,而是如何使用它。”
在最近的AMT会议上,伯德先生总结了这一点。“这并不难。恐惧是收养孩子的唯一障碍。”在IMTS,一旦人们了解了该方案的工作原理,这种恐惧有望得到缓解。

乔·雅布洛诺夫斯基是《金属加工业内人士报告》的编辑,这是加德纳出版公司为工厂设备行业高管提供的时事通讯。

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