西門子全集成驅動系統-智能集成提升驅動性能
——訪西門子工業業務領域驅動技術集團全球CEO Ralf-Michael Franke(方潤朗)
http://www.debgrams.com 2013-07-10 11:59 來源：
從單一的各驅動組件的提供、優化，到如今的以三個層次集成為核心的全集成驅動系統，再到面向未來的無縫集成全數字化工廠，西門子在不斷地創新。正如西門子工業領域驅動技術集團CEO Ralf-Michael Franke(方潤朗)先生所說，
“在這條創新的道路上，西門子工業自20世紀90年代以來一直持續為各種客戶提供著越來越深入的最現代化的驅動技術。
隨著當今世界變得日益復雜，要探究事物的核心，發現并挖掘提高效率的潛力變得更為困難。這種現象不僅僅存在于工業自動化技術，也存在于現代驅動技術。根據德國機械設備制造業聯合會(VDMA)的評估，信息和通信技術以及機械工程自動化技術的應用已占到了機械和設備生產成本的30%。對工業用戶
而言，立足未來的用戶每天都必須尋求先進技術的改進之道，以提高其生產經營過程的效率、可靠性和生產力。
全集成驅動系統
Twitter與新浪微博之類的社交媒體之所以顯得如此親近自然，如此廣為接受和傳播，其背后的支撐在于，這類社交媒體全方位集成了各種現已被證明可靠的網絡技術，無需復雜的準備即可運行，直接、快速和易用完全滿足了普通大眾的網絡溝通需求。
同樣，全方位集成也是驅動技術發展至今所要面臨的一個重要議題。Franke(方潤朗)先生說道：“我們迄今仍在使用以傳統方式開發和運行的機電一體化技術。在單個機械裝置、電氣技術和軟件之間幾乎不存在整合流程。借助智能
集成的理念，西門子在談到驅動系統與全集成自動化（TIA）以及用于工程組態和運行的軟件系統的集成獨特性提出了‘全集成驅動系統'（Integrated Drive Systems,IDS）這個概念。”
智能集成成熟可靠要素的核心思想正在被全集成驅動系統這一新理念所證明——這不僅是技術發展的需求，更是在各種工業驅動應用中嶄露頭角。
全集成驅動系統是基于世界上最全面穩定的驅動系統產品線，并經完美集成，能為機器生產商、機器與設備最終用戶帶來顯著受益，幫助縮短產品上市時間和投資回報周期。Franke(方潤朗)先生講道，“全集成驅動系統是整個驅動鏈唯
一的一站式解決方案”，我們將西門子所有驅動產品完美地進行了集成，從而使它們完美協同。我們還將自動化環境、甚至產品和生產的生命周期融入在內：我們稱之為橫向集成、縱向集成、全生命周期集成。全集成驅動系統是對集成驅動產品線、無縫集成至自動化系統以及全生命周期服務的成功詮釋。”
完美協調
全集成驅動系統的核心是指傳動系統在三個層面上的集成：由聯軸器和減速器到電機和變頻器沿能源流的橫向集成；工業生產中自動化控制架構中的縱向集成；以及產品全生命周期服務的集成。在物理層面，傳動系統的各個組件在功能性、機械性和能源效率方面實現了完美的相互協調，可圓滿完成相應任務。由減速器、聯軸器、電機、變頻器及其組合所構成的西門子全面產品組合是實現這一目標的基礎。西門子從一開始就避免了傳動系統單個組件的簡單組合過程中所產生的接口兼容性問題，實現橫向集成。縱向集成，即工業生產流程控制架構與傳動系統的集成，是實現最大產值的必要條件。在全集成驅動系統中，自動化架構中全集成驅動系統組件會通過例如全集成自動化軟件TIA博途無縫集成到自動化環境中。自驅動系統和現場設備開始，經過自動化層面，直到制造執行系統 (MES)，所有的系統都可以在運行中實現完美整合。憑借由此產生的生產透明度和數據通用性，即可以實現產值的最大化。
用戶可以使用同樣高效和簡便的全集成自動化軟件TIA博途工程組態框架進行組態、配置和調試。這適用于在通用型全圖形化編輯器中對硬件和網絡配置進行組合，或對已配置和已聯網的組件進行性能強大的診斷。豐富的庫方案可確保統一的數據管理和數據一致性以及快速的組態。它還集成了所有相關應用
程序的Profidrive驅動配置文件和用于故障安全通信的Profisafe。Simotics電機也通過Sinamics Startdrive 軟件集成在了工程組態框架中。
全集成驅動系統方案跨越橫向和縱向層面從而達到了更深入的集成層面。第三個層面與機器和設備的整個生命周期有關。所有組件都可在用于組態、布局和調試的相應工業軟件中通過數字方法找到。例如，使用配置工具“Sizer for Siemens Drives”可將整個傳動系設計用于機器所有的移動任務工作點。這確
保了在隨后的操作中實現最高的能源效率和性能。借助整個產品生命周期中系統相互之間日益緊密的數據交換，信息可以繼續統一使用。總體而言，借助生命周期整合可實現更短的產品開發時間、更快的調試，并通過驅動組件的優化設計實現更高可靠性。
為何選擇全集成驅動系統？
智能集成理念下的完美協調，是全集成驅動系統所直接呈現出來的“美感”。為何采用全集成驅動系統？用戶價值方能見證一切。
顯而易見，通過驅動鏈的橫向集成，無疑提高了機器生產率、可靠性和機器效率；而縱向集成則提高了設備性能、設備生產率、生產及生產流程的靈活性和透明度，并為安全性、可維護性和環境保護提供了額外優勢；通過全生命周期集成，可大大簡化工程組態、調試和診斷任務，并給工程規劃階段的配置、相應的模擬和傳動系布局，以及PLM過程中的無縫數據管理，都會帶來更高的效率和可靠性—以此，用戶可輕松應對生產過程中越來越多的數字化技術。
Franke(方潤朗) 先生表示： “ 全集成驅動系統的目標是為整個生產鏈增值。”
案例一：
水泥行業立式磨機的復雜傳動系統可作為橫向集成的一個例子。為了實現更加經濟的礦物粉碎過程，設備使用的驅動技術必須能夠滿足加工流程的具體需要。因此，調整減速器、聯軸器、電機和變頻器，使它們達到最佳工作狀態是非常重要的，這樣機器就不會在工作流程中不堪重負。借助全集成驅動系統，可以得出用于調整和構建整個傳動系統的優化方案。這樣可將產出提升15%，將能耗削減5%，縮短啟動時間，提高整臺機器的可用性和可靠性。
案例二：
捷克玻璃機械制造商的示例可以展示縱向集成對全集成驅動系統的完美補充。Sklostroj公司曾為其新的玻璃容器機ISS尋找新的自動化和驅動解決方案。借助驅動系統和運動控制系統的集成，該機器可節約40%左右的能源成本，機器可用性與舊機器相比可提高15%，在建造、調試及生產時具備數據一致性。總體而言，配備了伺服驅動的新機器非常緊湊且靈活。
案例三：
生命周期階段集成的示例在機床驅動技術的集成上表現得尤為明顯。生產商必須將極高的加速度、精度和大量伺服軸精確協調在一起。例如西門子為德國機床客戶DMG開發機器時，西門子從一開始就對帶有SystemNX、Tecnomatix和虛擬控制器的數字模型進行了優化。同時對運動序列進行了模擬，并測試了碰撞效果和生產率。
與傳統機械制造技術相比，此時的機械設計更快更精確。成本可節省40%到80%。該樣機的所有參數、數據和周期都可作為準確的數字模型使用，也可供機器操作人員使用。
通過這種方式，調整和改裝時間可以縮短30%~40%。同時，也可以節省機器成本，并減少機器加工處理時間。
通過西門子全集成驅動系統，客戶獲益可度量。西門子工業業務領域的全集成驅動系統，將幫助中國的用戶提升制造效能、增加設備的可靠性并實現節能降耗，達到綠色制造，助力中國企業更上一層樓。
Ralf-Michael Franke(方潤朗) 西門子驅動技術集團首席執行官
Franke(方潤朗)先生1958年4月21日出生于德國希爾德斯海姆市，畢業于德國卡塞爾大學電氣工程專業。1985年加盟西門子。他最初在德國愛爾蘭根從事驅動技術開發工作，之后在愛爾蘭根設備制造廠從事各種產品生命周期管理工作。1998年接任質量保證負責人，2000年開始負責新型Sinamics驅動技術平臺開發的集團間協調工作。
2003年起，Franke(方潤朗)先生在慕尼黑從事西門子公司t o p ＋ 項目下的創新項目管理。2004年12月開始擔任西門子工業自動化系統部首席執行官。
2011年4月至今，任總部位于德國紐倫堡的西門子驅動技術集團首席執行官。
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