最大限度降低机器开发风险


日期:2017/10/18 来源:MM《现代制造》

随着软件在新一代机械设备中所占份额变得越来越大,通过有效利用软件工程中的传统方法将不再能够帮助OEM厂商解决正在面临的挑战。瑞士印刷机制造商HAPA凭借贝加莱技术找到了应对这些挑战的解决办法。通过使用mapp技术,该公司已大幅缩短了其印刷机控制应用程序所需开发和测试的时间,与此同时还能使它们变得更加柔性和可靠。

即使没有围绕物联网和工业4.0话题的讨论,大多数机械制造商也都很清楚软件技术会对其公司取得成功起到重要作用。毕竟,随着软件在新一代机器中日益占据主导地位,编程错误、过于复杂的软件结构和不兼容性所带来的影响也在不断增加。开发、测试和维护一个软件解决方案的总成本会随着每一次更改而快速升高,无论是客户要求修改,集成至生产线或监控级软件系统,还是仅仅在机器生命周期中进行正常升级都是如此。

多种机型造成开支过大

“过去,无论是由于模块化不足,定制化开发,还是不同程序员采取不同方法,每台机器的方案呈现都有所不同,尽管都拥有相同的核心技术,如我们的打印头。”HAPA公司首席技术官Jean-Luc Devenoge回忆道。“这不仅增加了开发成本,而且还会使用户培训和机器维护变得更加复杂。”正如Devenoge所经历的,久而久之即使固件也会出现问题。当硬件组件被替换时,相互冲突的软件版本甚至可以让一台机器崩溃。”

图1 HAPA AG首席技术官Jean-Luc Devenoge表示:“mapp技术和贝加莱的全系列自动化产品使我们可以设计更柔性化、更易使用的机器。与此同时,它们还有助于最大限度地降低在新机器开发和操作过程中所涉及到的风险。”

“我们需要从IT领域中获得启发,并使用先进的软件工程技术最大限度地降低机械制造商和终端用户在开发和运营过程中所面临的风险。”Devenoge始终坚信,“这意味着使用框架并创建可复用软件。这也意味着进行单元测试并在控制器上集中管理较低级组件的固件。”

最大限度降低机器开发风险

在2013年年中,HAPA公司开启了其第一个专用薄膜和标签印刷系统开发项目。从外壳和机架到控制器、HMI面板和印刷模块都从头做起。

“我们的目标是使机器更具柔性化和人性化,同时还应最大限度地降低我们及我们客户的风险。”Devenoge总结道。这解释了Devenoge的团队列出如此长的规格列表的原因,他们基于这些规格对潜在的自动化合作伙伴进行评估。

图2 集成的“Redcube Plus”模块可以印刷最多4种专色或CMYK。POWERLINK接口可以确保实现最佳互联

和旧的控制器一样,新控制器需要能够在启动时将固件分发给连接的组件,以防止版本冲突导致故障发生。“虽然在我们的供应商列表中的企业的规模都很大,但是只有贝加莱交付的产品能够满足这一标准。”Devenoge回忆说。

通过经验证的mapp组件可降低风险

贝加莱还凭借其软件框架mapp技术在HAPA的评估中占据优势。“以往,我们一般会针对众多低水平需求(如错误处理和模块间通信)编写我们自己的代码。”Devenoge说道。“随着mapp技术的推出,贝加莱已经从我们手中接过了这项工作,这使得我们能够将我们的时间用于实现我们机器的专用功能。”

图3 基于贝加莱定制化面板 – 获奖的HMI非常直观易用。在后台,贝加莱Automation PC 910提供了强大的硬件平台,使其能够轻松处理最复杂的图像处理任务

HAPA是第一批实施这些组件(如mapp AlarmX)的用户。该组件为系统中的每一个报警提供了集中管理和配置——甚至是后来被添加至项目的mapp组件的报警。报警通知可以通过短信或电子邮件发送,或由某些动作触发,如播放视频或打开PDF帮助文件。

单元测试防止意外错误

“mapp最重要的一个方面是使用最先进的软件开发方法学。每个组件都经过模块测试并伴有诊断功能,这样可以使其在单元测试中再次得到检查和验证。”Devenoge说道。

这不仅使软件更可靠,而且还更容易满足GAMP 5要求。这对HAPA而言尤为关键,因为其很多印刷机都是由制药公司购买的。“如果使用一个未更改的mapp组件超过5次,那么已经可以满足GAMP 4要求。”Devenoge解释道。“这大大简化了GAMP 5过程,因为剩下的事情就是对控制所有mapp组件的更高级的状态机进行验证。”

分布式开发和Know-how保护

然而,mapp技术还可以提供更多内容,正如HAPA公司CTO所指出的:“该技术的另一大优势是,通过封装功能在mapp组件中提供统一通信和错误处理,它可以让多位开发人员在同一个项目上同时工作。”这有利于某些编程项目的外包,而且不会在不必要的范围内或细节上揭示机器的内部工作方式。

图4 HAPA 862薄膜和标签印刷机使用先进的软件工程,包括mapp技术,从而使工业用户能够对不断变化的市场和监管环境做出快速灵活的响应

使用mapp技术还可以轻松实现客户具体的解决方案,因为软件可以自动适应匹配机器配置。“剩下的就是编译应用程序,然后启动并运行机器,无需编写或修改任何一行代码。”Devenoge称赞道。“随着mapp技术被用于越来越多的应用程序,mapp组件甚至可以被各种不同的机器重复使用。”HAPA目前在其全新的吸塑包装印刷机开发中正在利用该技术的这一特点。

集成贝加莱方案防止出现问题

HAPA公司已经使其最新机器变得非常模块化,从而无论是在纸箱、泡罩铝箔还是在胶囊上印刷,都可以使用被称为“Redcube Plus”的相同的印刷模块。它还可以扩展至最多7种专色。集成的电子控制设备拥有POWERLINK接口,易于集成到自动化解决方案中。“由于采用了FPGA解决方案和开源代码,因此接口实施仅花费了我们两个工作日。”Devenoge指出。

HAPA 862专为内部工业印刷解决方案而设计,它依赖于贝加莱X20控制平台——无论是顶部安装(联线)、立式安装还是卷对卷(离线)。HAPA也为所有其他的自动化任务挑选贝加莱解决方案——从步进和伺服电机到ACOPOSmulti伺服驱动器,从X67步进电机模块到SafeLOGIC安全控制器、Automation PC 910和定制化Automation Panel。

“从一家供应商处能够获得如此广泛的产品选择对我们而言非常重要。”Devenoge解释道。“它可以保证我们在开发或修改机器时不会有任何接口问题或控制器与驱动器之间的交互问题。它还能确保项目职责被明确规定。”高质量支持也是HAPA的一个主要标准。“当你需要从头开始开发时,就像我们在HAPA 862项目中所做的那样,在第一次使用各种不同技术时能够依赖你的自动化合作伙伴的支持至关重要。”HAPA公司经理在总结中强调。“我们询问了很多其他公司关于他们与控制系统供应商之间的合作经历。他们达成的明确共识是贝加莱的支持服务非常周到。而且在我们的项目实施过程中也证明了这一点。”