卓越工业 4.0 战略

位于图宾根的Paul Horn有限责任公司（Paul Horn GmbH）不断推动其整个价值链的进一步发展和数字化。为了加速生产环境的数字化，Horn 开发了一种可扩展的标准解决方案，用于连接现有系统和新系统。得益于优化的联网系统，Horn 的客户在许多方面都受益匪浅，包括更好的交货性能。

2018 年， Horn启动了现有系统数字化和网络化（改造）项目。其目标包括在生产中引入面向服务的架构（SOA）以及资产管理壳方面的数据标准化。开发的概念也旨在为连接未来系统奠定基础。在项目的初步研究中，我们很快就意识到，要实现可持续的数字化，就必须考虑整个生产的 IT 架构。所谓的 "生产模块 "概念既描述了取代自动化金字塔的方法，也描述了由基础设施（硬件、网络、位置）、应用程序、接口、技术和流程组成的通用工业 4.0 架构。

生产单元是一个由组件组成的功能单元，需要满足特定的目的。例如，磨削领域的生产单元至少包括一台数控机床，并根据需要辅以自动化装置、一台用于刃口计算的计算机或更多设备。这一概念特意没有限制封装的范围，这意味着它可以通用。范围从单个智能传感器到整个生产区域。

除逻辑分界外，工业 4.0 概念还涉及对由此产生的数据进行封装。这主要包括有针对性地隐藏信息，防止未经授权的访问，以及定义标准接口（黑盒模型）。外人不可能与封装的各个组件进行通信。他们只能看到它特意提供的数据和功能。这与语义数据模型一起，为生产的标准化和服务导向奠定了基础。有了 OPC UA，就有了实现这一概念的适当标准，同时还考虑到了 IT 安全。

从技术上讲，通过使用带有本地防火墙的物理或虚拟路由器，封装已经在网络层面实现。可从外部接入封装中央通信伙伴称为集成商。集成商的任务是支持组件的连接，例如将专有协议转换为 OPC UA，以及协调和汇总数据。封装内其他组件的（M2M）通信不受影响。集成商还提供本地服务，用于预处理收集到的数据或进行网络可视化。

Horn公司已经为其大部分设备配备了生产。这一概念的灵活性和可扩展性可以快速连接各种系统。这家精密工具制造商在全球拥有约 600 台机器和系统。此外，还有其他领域的设备，如楼宇管理系统。不同业务部门所面临的各种挑战都体现了其附加值。由于远程维护实现了自动化，系统操作员只需使用一个按键开关即可启动远程维护，因此降低了 IT 的管理成本。通过在网络侧隔离系统，提高了 IT 安全性--一台有缺陷的机器不会对其他生产造成影响。可管理的仓储和已安装的标准化硬件的长期可用性使内部机械工程和维护工作受益匪浅。通过标准化和语义描述，可自动记录和评估记录数据。主轴转速或温度等动力和机床数据通过集成器集中记录，并通过 OPC UA 以标准化方式提供。该解决方案可基于数据模型实现可视化。例如，这样就可以概览生产线上所有机床的状态。HORN 工业 4.0 架构师 André Hoettgen 说："系统联网使优化现有流程和重新思考未来生产技术成为可能。集体智能提高了交付性能，并为更多功能的工具铺平了道路"。