我們遠赴這家企業德國總部，探究其工業4.0洞見和創新思考
http://www.debgrams.com 2019-02-21 16:00 《中華工控網》原創
黑森林，作為德國最大的森林山脈，不但是著名的旅游勝地，這片肥沃的土地亦孕育了一大批優秀企業。
總部位于德國西南部Waldkirch的西克公司（SICK AG），這家全球領先的傳感器生產商，正是黑森林山脈孕育出的一顆璀璨的工業明珠。
1946年Erwin Sick博士創立了SICK，歷經73年的發展與積累，從工廠自動化到物流自動化再到過程自動化，SICK 已成為全球極具影響力的傳感器解決方案供應商。
隨著工業變革的不斷推進，工業4.0時代對于傳感器技術的依賴尤為突出，作為萬物互聯互通的眼睛，以及數據信息獲取的唯一功能器件，傳感器直接影響和決定系統的性能優劣。因此，傳感技術可謂是工業 4.0 落地的前提條件，從這一點意義上講，工業4.0是向傳感器時代邁進。
工業4.0僅是一個概念或暢想？工業4.0將帶來哪些價值鏈優化？全透明工廠如何提升效率以及應對面向未來的大規模定制化生產？今年春節前夕，SICK在其公司總部舉行媒體日活動，通過公司戰略介紹、領先產品和方案展示、創新思考分享、戶外技術中心和全新的4.0工廠參觀等系列活動，向全球數十家媒體充分詮釋其對工業4.0的洞見和創新實踐，亦向業界傳達出：工業4.0已來，就在此時、此地！
SICK總部一角
“Sensor Intelligence.”讓工業4.0 觸手可及
“工業自動化和工業4.0恰如硬幣的兩面，工業自動化是在現有架構上提升效率，而工業4.0則要求更多的數字化內容，需要顛覆性方法。”SICK執行董事會主席Robert Bauer博士指出，“智能化是通往工業4.0的唯一路徑。”
SICK執行董事會主席Robert Bauer博士
Robert Bauer博士透露，早在2004年，西克就提出了智能傳感（Sensor Intelligence）這個概念，并將其確立為公司的發展理念。“智能傳感創建定制化方案，構筑未來工廠”，在智能傳感概念下，SICK目前提供大約40,000種不同的傳感器和系統產品。同時，SICK通過包括位置檢測、工業安全、分析、流體測量、運動控制傳感、工業集成等在內的9大全球業務中心，積極深化其智能傳感發展戰略。
作為工業 4.0 的門戶和紐帶，而今傳感器不僅能收集數據，也能準備數據并將其進一步處理成信息。也就是說，傳感器不僅僅能夠“感知”，它們也開始“思考”了，SICK將其稱之為“工業4.0使能技術（I4.0 Enabler Technology）”，這包括智能傳感器、傳感器集成網關、室內外定位、深度學習和SICK AppSpace。
在活動現場的展示區域，工業4.0使能技術正是一大重點。以智能傳感器為例，憑借智能任務（Smart Task）功能，智能傳感器在進行產線物料尺寸、間隙和速度的快速檢測的同時，可以根據內置的相關參數在傳感器端自主判斷，無需將數據反饋到上一層控制器即可執行對應的操作，極大提高效率。智能傳感器的關鍵是在傳感器中使用嵌入式微控制器單元（MCU）來處理各種智能任務，以及可編程性，而且可以通過IO-Link與PLC通信，SICK將其智能傳感器的工作視為傳感器級別的邊緣計算。
智能傳感器演示
對于數字化工廠目前應用較廣的協作機器人和AGV/AGC，SICK同樣展示了其獨步技術和完整方案，包括機器人視覺定位、安全防護、臂端工具和位置反饋，以及AGV導航中所用到的SICK磁導航傳感器MLS和熒光導航傳感器OLS。根據SICK的說法，汽車制造商戴姆勒已開始在其美國、歐洲和中國的工廠大量使用這些AGV傳感技術。
機器人方案演示
在AI人工智能方面，利用深度學習技術拓展傳感器的應用，SICK組建了一支專業團隊負責這一方面的研究工作，同時與相關機構、大學積極合作，成果漸顯。在一個現場展示的具有深度學習算法功能的相機解決方案中，使用大量圖像訓練的傳感器能在瞬間判定對象屬性。中華工控網記者隨便畫了一張圖片，系統即判斷有98%的可能這是一棟房子。據了解，在此訓練的基礎上，該方案正在實施學習木材行業的試點項目，未來將擴展到更多的人工智能應用。
SICK在人工智能方面的投入
2016年SICK發布了一項重要產品——SICK AppSpace。這是一個面向最終用戶的應用程序開發計劃，允許他們通過該平臺為任何類型的傳感器開發自定義應用程序，為工業4.0應用打造一個真正開放的軟件平臺和生態圈。正是通過SICK AppSpace進行編程，SICK的Ranger3 3D高速相機系統能夠快速而精準地檢測速度高達120公里/小時火車的特定點，目前也只有SICK的視覺系統能實現這一功能。
4.0 NOW Factory打造未來工廠樣本
SICK工業4.0高級副總裁Bernhard Muller表示，SICK從兩個不同的角度解讀工業4.0：一方面，是作為工業4.0基礎的各類傳感器應用及其帶來的好處；另一方面，是SICK作為領先的傳感器制造商對工業4.0的自身實踐。
他認為，工業4.0的關鍵是數據，工業4.0帶來的影響體現在以下幾方面：快速響應、個性化、數據互聯、價格對比以及效率。為實現個性化大規模定制生產，工業4.0系統有四大設計原則：互聯、透明、柔性以及快速的去中心化決策（decentralized decisions）。
SICK位于弗萊堡的全新4.0 NOW Factory，正是其在深刻理解這些原則的基礎上打造的一個未來工廠實踐范本。
SICK 4.0 NOW Factory
該工廠在2018年第二季度投入使用，工廠的所有生產單元互聯互通，生產流程全透明化。多臺AGV和操作人員緊密配合完成不同生產單元之間的物料配送及成品運輸, 自動化操作與手動工作一起執行，兼顧了效率和投入。工廠所有的訂單信息、設備信息和生產信息匯總到云端的生產績效管理系統，該系統為分析過程和生產數據提供獨家見解。一方面，它通過在線分析來顯示哪里有更多流程效率優化的空間以及根據訂單優先級動態調整，極大提高訂單的交付靈活性和速度。另一方面，它揭示了如何使用預測性維護分析以及如何有效地規劃和實施來防止機器故障。此外，SICK新一代產品的模塊化設計，也使得高達50萬種的大規模個性化生產成為可能。
創新的三大基石：戰略、架構、文化
在Robert Bauer博士闡述的“獨立”、“創新”和“領先”公司理念三大關鍵詞中，“創新”無疑是其中的重要組成部分。
SICK 的歷史就是一部成功的發明史和創新史。從最早發明的防護光幕、光電裝置，到今天種類數以萬計的傳感器產品，SICK一直屹立時代潮頭的最重要原因，就是堅持不斷創新。每年，為了滿足行業需求變化，SICK將其年銷售收入的12％用于研發，2017年的研發支出大約1.7億歐元，全球研發人員接近1,200人，持有專利超過3,000項。
談及SICK如何保持創新，SICK組織和人力發展負責人Anne Hegemann女士表示，在促進組織創新方面SICK有三大基石：戰略，架構和文化。
在戰略方面，以發明起家的SICK將創新視為安身立命之本，在公司理念、研發所投入的資源以及專利數量上面，無不體現了這一點。在架構方面，SICK提供適應性和可擴展的結構和方法框架，將創新轉化為概念，并推動走向市場成熟。而在創新文化方面，SICK賦予員工決策權，促進跨職能、自組織協作，并及時分享信息。尤其特別的是，SICK強調員工的心理安全是成功實施創新的先決條件，允許失敗，通過構建服務型領導力來支持團隊創新并最終取得商業成功。
在創新實踐方面，SICK進行了一系列布局。比如，2018年中，占地3500 平方米的SICK戶外技術中心（Outdoor Technology Center）正式啟用，這是SICK為積累智能傳感技術在戶外實際應用數據，為產品研發提供有效支持及改進而設。目前，該中心目前涵蓋了工業及農用自動駕駛車輛的監測和防撞方案、交通系統方案、火車站及鐵軌交通安全方案、周邊安防方案、多維傳感器長期測試、長距離測量傳感器測試、編碼器和電機反饋系統長期測試這七大領域。
SICK戶外技術中心
此外，為了進一步推動工業4.0向前邁進，SICK在工業4.0基礎架構、客戶服務和項目應用等方面進行了一系列的創新嘗試，目前啟動了14個初創項目（start-up initiatives），其中就包括室內定位（indoor localization）項目。
依托包括帶UWB定位功能的SICK TDC-E網關、標簽等產品和SICK Localization Cockpit分析工具，客戶得以評估大量數據，并且可以在工廠流程或物流運輸中顯示操作區域，這使得管理復雜的物流網絡、創建透明度和確保快速交付成為可能。通過這一全新的室內定位產品組合，SICK向工業4.0又邁出了一步。
室內定位產品組合
也正是SICK的集成方案及其對工業4.0的創新思考和實踐，將前所未有的智能傳感力量融入一眾行業，讓工業4.0關鍵所在，逐一實現。
編輯精選
