焊接技术
焊接 - 实现工业 4.0 的必经途径
在未来的焊接工艺当中，所有材料都将互相连接。而焊接控制系统正是其中的一项核心元素。在过去，为了将焊接控制系统连接到其他设备和系统并与之通信，我们通常会用到硬件网关形式的中间件。如今，博世力士乐在旗下的 PRC7000 焊接控制系统中直接融入了智能元件，从而帮助我们摆脱了对这种中间设备的依赖。自此，市场上出现了第一个支持电阻点焊应用的，完全集成了 MQTT 和 OPC UA 协议的工业 4.0“一体化”解决方案。该解决方案可有效降低成本，并确保能够轻松满足各种连接要求。以此作为基础，可以使人工智能等应用的实现成为可能。
焊接的过程中会生成大量数据。在工业 4.0 时代，这些数据可以构成工艺优化、机器学习和价值创造的基础。但是，我们首先需要对其进行采集、分析和进一步的处理。这是我们获取相关详细信息的唯一途径；在得到该信息后，系统方可执行各种自动定义的操作。
随后，我们可以通过 OPC UA 协议将数据发送到云端并进行分析，然后将反馈信息输出到控制系统。以此作为基础，可以使机器学习或人工智能 (AI) 等应用的实现成为可能。通过采集和分析数据，系统可以得出各种与机器学习相关的正确结论。这有助于我们实施改进，并可有效降低质量控制成本。
用工业 4.0 时代的语言进行交流
在数字化工厂中，OPC UA 开放式通信标准的重要性正与日俱增。OPC UA 是物联网领域最重要的通信协议之一，且目前正逐渐发展为一项行业标准。OPC UA 不仅可以传输机器数据，而且能够以一种可供机器读取的方式来描述数据的含义。因此，该协议可为人工智能和机器学习应用提供支持。
伴随着 PRC7000 焊接控制系统的问世，博世力士乐向市场上推出了该领域第一款完全集成了 OPC UA 协议的解决方案。越来越多的汽车制造企业开始支持这项协议，并开始使用 MQTT 开放式网络协议。
除了 OPC UA 服务器之外，PRC7000 中还完全集成了一个 MQTT 推送器。上述两者均可作为授权软件进行使用。MQTT 专门面向低带宽、高延迟的应用环境。该协议非常适合需要打包发送大量数据的情况。以控制系统为例，此类系统每天可能记录多达 30,000 个焊点并传输相应的数据。控制系统将以 JSON 格式传输数据；这是一种基于文本的自描述格式，可由用户直接进行解读。
PPMP 是另外一种基于 JSON 的协议，也是由博世开发的一种全新的开放式行业标准，其作用是在互联工业环境中交换数据。我们可以利用 PPMP 来连接各种制造执行系统 (MES)，例如博世的 Nexeed Production Performance Manager (PPM)。之前的焊接控制系统性能不够强大，因此无法支持 OPC UA 和 MQTT 等协议。过去，我们必须在设备与边缘层或云端层之间提供中间件或网关软件，且有时需要为此准备专门的硬件。数据需要由中间件进行采集、汇总和发送。
而现在，我们在使用 PRC7000 时无需借助任何中间硬件，因为 OPC UA 和 MQTT 已经直接集成到了控制系统当中。数据完整性对未来的自动化工厂而言至关重要。因此，我们必须具备基于授权对数据进行加密的能力。
物联网互联是实现工业 4.0 的前提条件
凭借 MQTT 和 OPC UA 接口，全新的 PRC7000 焊接控制系统能够提供实现工业 4.0 所需的物联网互联功能。而除此除外，该系统还具备其他的互联和智能应用相关功能。作为一款高性能硬件，PRC7000 具备复制人工智能应用所需的性能。
PRC7000 的工业 4.0 功能支持众多用例以及全新的业务模式。小型机器制造企业可以利用 OPC UA 协议轻松开发和推出自己的用户界面。此外，企业还可以及时发现系统停机的趋势或故障原因并将预测性应用部署到位，以便据此优化相关工艺并降低成本。