網絡化縮短停機時間

      工業4.0的核心是網絡：機器和產品收集信息，分析信息，評估信息并不斷的相互溝通。而單元化管理的特殊潛力恰巧體現在：壓鑄單元在停頓后可迅速恢復到生產準備狀態，并且在最終的擴展階段亦能實現自我優化。設備單元的可用性借此得以持續提高。畢竟，今天大約47％的生產中斷是由外圍設備引起的（圖1）。 

原因通常是各個子系統之間溝通的匱乏。其后果便是系統中的數據丟失，操作人員無法得知問題的原因和解決辦法。統領式的單元化管理能夠有效改善這一狀況。但是要真正建立智能化的自我優化單元，仍然需要進一步的開發工作和標準的定義。

三步實現智能壓鑄單元

      對布勒公司而言，單元管理系統的開發是使壓鑄工藝成為工業4.0部分的重要一步。智能壓鑄單元的轉變可分為三個階段實現。三個階段可單獨建立，也可不斷擴展（圖2）。

  第一階段，首先要識別并消除壓鑄單元中現有的薄弱點。其關鍵在于安裝中央控制，即所謂的單元管理部件。壓鑄行業的現狀是，如果設備發生故障，操作員通常別無選擇，只能從設備周邊開始排查故障原因。通常需要手動重置單元內的每個設備，并從初始位置重新啟動該過程。借助中央控制系統，便可免除操作員手動作業，輕松實現自動化重置。這使操作員能夠專注處理其他重要的事務。

      第二階段可實現生產的優化：在這個階段，中央單元控制系統識別偏差參數并提供如何改進生產工藝的信息。此外，它還可以提出防止壓鑄單元意外關閉的建議，并使預防性維護成為可能。單元化管理系統的另一特點是支持可視化操作，可幫助操作員分析數據，更輕松地找到解決方案。這種機器、操作員、工藝專家的互動式管理模式使得優化壓鑄工藝變得輕而易舉。單元設備的可用性顯著提高。

       第三階段是為了實現智能化生產的終極目標。這一步驟可完全自動化運行，并能夠及早防止生產中的錯誤和質量波動。具體是通過“預測分析”來實現的。控制單元基于運算可提前預測需要維護的部件，進而提出有針對性的應對措施。可在最佳時間實現維護的計劃和執行。

中央控制系統行使設備單元“大腦”功能

      “我們目前正在實施第一階段，”布勒壓鑄公司自動化部門主管Laszio Jud解釋說。在這個階段，單元控制行使壓鑄單元設備的“大腦”功能，因為它直接與外圍系統（如切邊機和打碼器）保持通信（圖3）。它與子系統一起控制和監視整個單元設備。單元控制由中央操作單元進行。用戶界面連接互聯網，可使用移動設備進行設備操作。特別值得一提的是，該系統的操作界面使用戶一目了然：清晰明了的指令，準確定位的故障信息，此外，系統還配備維修協助功能。生產過程中的所有相關信息都存儲在數據庫中，組件的可追溯性得以輕松實現。 

 如果出現生產中斷的情況，單元管理系統的另一項優勢得以顯現：所有設備的故障報告可集中顯示。也就是說，操作員不僅會收到有關故障本身的信息，系統還會給出排除故障的具體建議。這一點可大大縮短壓鑄單元故障周期，使設備在故障后能夠快速被重新啟用。

可追溯性和質量保證

      很多行業要求產品具備可追溯性，尤其是汽車行業，講究全面的可追溯性。但要實現全方位的可追溯性要付出大量資源和財力。單元式管理可詳細記錄生產數據，進而實現產品的可追溯性。

接口標準

      要實現單元化管理，還需對接口進行標準化并設置統一的數據格式和傳輸協議，這樣以來，不同制造商生產的組件才能適配。但迄今壓鑄設備的接口并不符合通用性的要求。布勒公司采用同行普遍認可的IEC標準，而該標準是實現機器控制和生產管理系統之間通信的前提（圖4）。 

    相對于接口的通用性來說，單元內的通信更難實現，而難度在于建立確定性信號的交換。目前常用的接口是Profinet和Ethernet以太網/IP。將其切換為新的通信協議尚且需要時間。“這就是我們在單元管理項目中不斷嘗試采用所有接口的原因，”Laszlo Jud解釋說。“但是，我們相信IEC標準很快就會成為單元內通信的標準。”

在單元級別進行目標數據分析

      要實現單元管理系統，還需完成另一項任務，即數據分析和對工藝數據的解讀。“如今，我們已經從壓鑄機上獲取了大量的數據。然而，如何將數據收集擴展到所有其他子系統，以及如何解讀這些數據，要從中得出什么結論并采取哪些措施，才是重中之重”，Laszlo Jud強調說。單元設備所收集的信息應對壓鑄工藝的改善發揮最大限度的作用。例如，可通過數據分析設備的現狀，進而合理規劃設備單元的維護。這也就標志著，壓鑄工藝向數字化未來又邁出重要一步：數據的智能化收集可以幫助人們準確地分析故障原因，并相應地優化生產過程。Jud說到：“經驗告訴我們，建立這樣一個綜合數據庫，一定會為我們的客戶帶來無窮無盡的益處。”毋庸置疑的是，正確使用生產數據能夠顯著提高壓鑄單元的可用性。