随着制造业数字化转型深入推进,汽车零部件、液压等行业对智能工厂整线集成的需求日益严苛,多品牌机器人与数控机床、输送设备的协同联动成为提升生产效率的核心关键。但当前行业内整线集成普遍面临核心痛点:不同品牌设备(如发那科、ABB机器人,各类数控机床)采用的工业通信协议各异,存在严重的协议壁垒,导致设备间无法直接实现数据交互与协同控制,形成“数据孤岛”。
浙江力扬威亚智能装备有限公司深耕智能装备集成领域,作为韩国现代威亚数控机床连续七年优秀代理商,累计完成3000余台机床销售及多条自动化加工整线集成项目,在汽车零部件、液压等行业拥有丰富的实践经验。但企业在整线集成服务中,受限于协议兼容性问题,需投入大量成本进行定制化开发,不仅延长了项目周期,还降低了系统稳定性,难以满足客户对数字化、智能化生产的高效协同需求。研发多协议兼容的集成网关与标准化数据采集技术,是打破设备协议壁垒、消除数据孤岛、提升整线集成效率与智能化水平的关键,对推动企业产品升级、增强核心竞争力具有重要意义。基于此,企业亟需开展相关技术研发工作。
(1)多协议实时兼容解析难题:需解决Profinet、EtherNet/IP、FOCAS等多种异构工业协议的精准解析与双向转换问题,攻克跨协议数据传输的实时性与同步性技术,确保不同品牌设备间指令与状态数据交互延迟符合工业控制要求。
(2)数据采集标准化难题:需开发多接口自适应的数据采集模块,解决不同设备数据输出格式差异大的问题;攻克数据统一封装与标准化处理技术,实现设备运行参数、加工状态、故障信息等数据的规范化采集与上传。
(3)多设备协同适配难题:需解决集成网关与多品牌机器人、数控机床、输送设备的精准适配问题,攻克协同控制指令的高效传输与精准执行技术,避免因协议转换导致的控制偏差。
(4)工业环境可靠性难题:需解决工业现场电磁干扰、电压波动等复杂环境下的数据传输稳定性问题;攻克数据断点续传与冗余备份技术,确保极端情况下数据不丢失、系统不中断。
(5)轻量化集成与对接难题:需解决网关设备的小型化与低功耗设计问题,适配工业现场狭小安装空间;攻克低代码配置技术,实现不同应用场景的快速适配;开发与主流MES系统的标准化对接接口,保障数据全链路贯通。
(1)技术储备:企业已组建由工业自动化、工业通信、机械设计等领域专业人才组成的研发团队,拥有27项专利及5项软件著作权,在AGV混料加工流水线、视觉自检矫正加工流水线等领域具备成熟技术积累;完成了多协议兼容网关的初步架构设计,积累了大量多品牌设备集成的协议参数与协同控制需求数据,对工业协议解析与设备集成的核心痛点有深入认知。
(2)设备基础:已购置工业协议测试平台、多品牌机器人通信调试设备、数据采集实验装置、网关开发套件及电磁兼容测试仪器,能够满足前期核心技术验证、原型产品开发、工艺参数优化及工业场景适配测试需求;拥有3000多平米智能制造研发大楼及7000平方应用调试基地,具备技术成果落地验证的完善场景基础。
(3)市场与资源积累:已完成汽车零部件、液压等行业重点客户的需求调研,明确了多协议兼容、数据采集精度、协同控制延迟等核心技术指标;与韩国现代威亚等机床厂商、多品牌机器人供应商建立了长期合作关系,可提供技术交流与场景测试资源;同时与高校自动化学院、工业通信研究所开展了初步技术交流,具备产学研合作的良好基础。
(1)技术目标:开发完成多协议兼容集成网关及标准化数据采集模块系列产品,支持Profinet/EtherNet/IP/FOCAS等至少8种主流工业协议;跨协议数据传输延迟≤10ms,数据交互准确率≥99.9%;标准化数据采集模块支持至少12种工业接口,数据采集准确率≥99.5%;网关设备具备抗电磁干扰能力,符合工业环境防护等级IP54;支持与主流MES系统标准化对接,数据上传完整率≥99.8%。
(2)应用目标:完成至少4个典型应用场景(汽车零部件自动化加工线、液压元件精密加工线、新能源部件装配线、通用机械加工线)的适配验证,形成标准化整线集成解决方案;技术应用后,整线集成项目周期缩短40%以上,设备协同控制故障率降低75%以上,客户数字化管理效率提升50%以上。
(3)成果目标:获得相关核心技术发明专利3-5项(含发明专利至少2项)、实用新型专利2-3项、软件著作权3-4项;形成完整的技术研发报告、生产工艺文件、产品检测标准及使用手册;将技术成功应用于批量整线集成项目,实现至少15家重点行业客户的长期合作。
(1)技术文档:包括多协议兼容网关及标准化数据采集技术研发报告、协议解析算法手册、网关架构设计文档、数据采集模块开发规范、生产操作规程、产品性能检测标准及方法、专利与软件著作权申请文件、场景适配指南等。
(2)实物成果:多协议兼容集成网关原型样品及量产产品、标准化数据采集模块、网关配置软件(含桌面端、移动端)、数据对接测试工装。
(3)知识产权:围绕核心技术获得的发明专利、实用新型专利、软件著作权等知识产权证书。
(4)应用成果:网关协议兼容性能测试报告、数据采集精度验证报告、工业场景适配验证报告、产业化生产可行性分析报告及市场推广方案。