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基于行业应用的定制化产品开发与管理

文: | 2018年第一期 (0) | (0)

    行业定制化开发路线是近几年很多企业的一个重点发展方向,然而,实际上要走好这条定制化开发道路却并非易事,需要企业投入巨大的技术、管理、生产、服务等方面的资源作支撑。在年初中国传动网举办的“2018智能制造&中国运动控制行业发展高峰论坛”上,新时达运动控制事业部副总经理严彩忠为大家详细介绍了目前新时达建立在平台化、标准化技术之上、并严格执行6个管控流程的定制化系统开发路线。

定制化两大重点——平台化、标准化

    新时达运动控制事业部从2014年开始正式往定制化方向发展,之所以如此选择,是因为我们看到,今天的运控市场不再只是产品之间的竞争,而是已经进入平台化竞争,拼的是基础。

    新时达在做定制化方面,紧紧围绕两大重点来展开,首先一个是模块化、另一个是标准化。

    在驱动部分,我们在产品设计上做成了一个模块化的ModularDrivePlatform(MDP)平台,并把整个驱动划分为四个层次:第一是硬件层,包括CPU、编码器、功率模块、Ethernet、DC-BUS、I/O等各种可能需要支持的应用模式;第二是驱动层,可以支持步进电机、永磁同步电机、直流电机、异步电机和直线/直驱电机等等;在控制层,可支持POWERLINK、Ethercat、CANopen等协议;在应用层上,我们主要考虑的是如何让固件升级更方便?如何解决固件的远程升级?怎样配置调试工具?能否实现工艺集成?

    当然,另一方面,在我们搭建了这个平台架构之后,也导致我们的成本相对来说较高。但做这样的平台到底有哪些好处呢?

    从我们的观点来看,这样的平台具有充分的柔性,给定制化开发带来了很多的可能性,其优势在于可以更好地让我们跟客户一道共同来开发一套伺服系统:一种方式是,在定制一套伺服系统的时候,可以选择现有的部分模块组成客户需要的产品;另一种方式是,可以选择部分模块和客户自己开发的模块组成产品,从而加快产品的开发速度,提高开发效率。

    搭建起系统平台之后,接下来就是标准化建设,它包括:标准的网络架构(POWERLINK、EtherCAT、EtherMAC、CANopen、Modbus等等)、符合安全标准(STO/SBC/SS1/SS2/SLS等)、符合运动控制规范(402规范、301规范、PLCopen规范等)、脉冲接口(可选)。通过上述作法,我们最终做成了一个标准化的平台,同时,在这个标准的设计平台上,我们也还实现了一部分集成功能。具体来说,我们采用的是基于FPGA的集成应用方式,包括集成多电机电流环控制算法(8轴)、集成电流检测(数字/模拟)和保护算法、集成多编码器和自适应技术、集成高速IO和高精度AI/AO接口技术、集成多种工业以太网总线协议等等。

    实际上,我们发现,在很多客户定制化方案的开发过程中,除了一些功能性要求以外,客户更多的还是提出一些结构性的要求。在设计结构时,我们首先考虑到结构也是可以模块化,并且针对于一些环境要求比较苛刻的场合进行定制化开发。例如在机器人应用中,客户可以根据自己的需要,设计各种不同风格的外壳结构,或完成多轴化设计、单编码器设计等;另外,在港机行业定制化上,我们也针的大对起升/小车/大车机构功率伺服产品进行了一系列定制化开发,大大提高了设备的使用效率,节约了用户的投资成本。

定制化的管理思路

    在新时达内部,定制化产品的开发一般要经历6个管控阶段(P0-P5),即市场可行性评审、输入评审、过程评审、预发布评审、产品确认和产品信息发布,且需要公司专门的管理层来做评审,以确保整个定制化流程的顺畅。

    在这个产品定制化的过程中,首先是要进行产品系列合理化的评估,面对客户多种多样的应用诉求,一是要去评估它的合理性;二是评估其中一些非标应用的物料通用化设计,能否在系统平台上快速地实现产品定制。通过P0-P5这一评审过程,可以大幅缩短生产准备时间和减少生产批量,并行工程和多功能设计团队,令整个企业协同工作,保证准时制造,降低库存。

    对于定制化开发来说,一般产品都是多样化的,特别是外部的多样化(如:结构或软件等)是客户能够看得见的,或者客户最终可以用一定的方式来验证的,因此,这些多样化开发往往受到客户的欢迎,是有用的多样化,如不同的风格、不同的规格等等。但也有一些是无用的多样化开发,对客户来说,某些功能仅仅只是表面的,并不重要,甚至可能令人困惑。

    另外,从产品制造和分销过程中可以感受到的是,产品内部多样化的效果往往并不理想,有时候很多内部的多样化开发通常表现为原材料和工艺方面过于复杂以及产生不必要的产品种类。那么,如何减少内部多样化呢?我们认为,可以通过对零件、材料、工具和工艺过程进行标准化、通用化,来解决这个问题。尤其是要严格要求柔性化(消除制造的准备工作、减少库存、内部材料后勤管理)、响应速度(按订单生产、物料的可获得性、供货商快速交货)、降低成本(采购成本、减少产房空间、降低一般性管理成本)、质量(产品质量、持续的改善、减少供货商)。

    还有一点,就是消除一些没有价值的活动,例如:通常表现为原材料和工艺方面过多的和不必要的种类;材料管理的费用;过多物料和工序所造成的额外服务成本;生产准备工作/库存;对重复缺陷出现的补救;多余的加工;被浪费的产能利用率;厂房空间的不充分利用等等。

    在定制化的发展上,我们一直在思考的是,怎样才能彻底理解客户,了解他们是如何使用现有产品的?这需要我们把注意力集中在客户身上,而不仅是集中在竞争对手上,只有这样,开发出来的定制化产品才能获得更大的竞争优势。此外,也要求我们针对有开发潜力的产品的关键方面提出多方面的问题,并且及早从客户那里获得反馈。多问一下是不是要这么做?这样做够不够?从客户的反馈中,不断调整定制化方案,而不是闭着眼睛去做。另外还要注意系统地定义产品族,以满足客户的需求。

    对于定制化开发来说,需要的投入非常巨大,这就要求有强大的集团资源作支撑。以新时达为例,借助集团在全产业链上下游覆盖面、控制/驱动/软件等核心技术的自主知识产权、强大的研发团队和科研实力,以及丰富的营销和服务网络,目前我们已经建立起了具备快速客制化开发实施能力的平台,其中包括:自主总线控制技术(基于Codesys的控制平台和基于KW的控制平台);自主伺服驱动技术(驱控一体化、RS机器人伺服、MS多轴伺服、QX/QXE伺服、K1/K2/K5/IK3伺服等);软件系统(工艺集成应用技术,如机器人焊接等软件包、锂电涂布/卷绕软件包、Sara机械手软件包等);机械结构(如关节机器人机械设计、Scara机械设计等),从而实现了核心技术的自主化,也为运动控制系统的定制化开发奠定了坚实的基础。

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