探访2021慕尼黑上海电子展：村田“智”造不一样的智慧工厂

4月14日至16日,2021慕尼黑上海电子展在上海新国际博览中心隆重举办。作为电子行业每年初必不可少的开年盛宴,本届展会汇聚了众多国内外优质电子企业加入,为现场观众打造出未来智慧城市中物联网、智慧工厂与智慧出行等多方面的体验。全球领先的电子元器件和解决方案知名厂商村田制作所(以下简称“村田”)亮相本届展会,展示其在智慧工厂领域的产品和技术布局,吸引了众多行业人士和媒体的注意。

推进智慧工厂的技术是构建智慧城市生态的核心

智慧工厂是工业智能化发展的重要实践模式,它运用支持物联网的传感器、预测分析、建模、大数据及其他先进的自动化技术来提高制造效率,通常也被称作“工业4.0”。智慧工厂有利于整合车间决策,通过信息技术(IT)和运营技术(OT)的互联生态系统,将实时采集的数据与供应链的其他环节同步。推动智慧工厂发展的技术多种多样,其中以四大核心技术为关键,分别是传感器、5G连通性、大数据和人工智能(AI),以及云计算或边缘计算,这四种技术将大幅改写智慧工厂的未来,同时也是构建智慧城市生态的核心。

作为业界知名的电子元件制造商,村田深谙智慧工厂自动化是在当前快节奏的制造环境中取得竞争优势的关键要素,因此在部署构建智慧工厂自动化解决方案方面一直积极走在行业前列,并积累了丰富的经验,能够协助制造商实现向智慧工厂自动化的无缝迁移。本次展会,村田就展示了多个成熟的技术和应用案例,引来众多观众驻足了解。

发力预测性维护的RTLS系统和旋转机械振动监测方案

预测性维护是智慧工厂自动化中需求量较大的应用,这是一种运用针对实时数据的预测分析算法的维护策略,用来主动识别潜在的问题区域,以提供合适的问题解决方案,是推动工业4.0所不可或缺的工具,并为更高效、智能、安全的制造业铺平道路。

村田研发的室内实时定位系统(RTLS)致力于提高定位精度,整合了基础定位设备、传感器、边缘计算网关以及云端应用,融合了位置、时间和传感器数据等多元信息,定位精度可达厘米级,深度测量位置、方向和速度等数据,能够提供面向工厂等专业领域的整体解决方案。例如,这套系统可以监控工厂内的各项环境数据,定位追踪各生产要素,从而精确控制生产流程,保障生产安全,提高产品品质。它能够持续监控设备运行状况,借助AI程序的分析,可以及早进行预防性维护保养,还可以监测车间内温湿度、噪音、光照等数据,确保安全、适宜的工作环境。

村田基于振动传感器+无线通信模块的旋转机械振动监测方案,可监控主要旋转机械和其他工业机械的振动数据和表面温度。传感器节点中的嵌入式处理器可通过网关以无线方式发送数据。无线振动传感器节点和网关支持用于诊断目的和预测性维护的信号测量和数据提供等,包括早期检测机器故障,减少工程人工和维护成本,最大限度地减少停机时间、提高运行可靠性以及加强工人人身安全的保障。

举例来说,村田的这套旋转机械振动监测方案可以运用在工厂电机的预测性维护。将村田振动传感器安装在电机上,可以测量电机从低频到高频的各种振动,并将振动量和表面温度量化,以报告机器在运行时的平稳或不平稳程度。通过跟踪和记录温度变化趋势,再运用人工或无线连接方式,通过数据分析设备来传输数据,工厂管理人员就能得知何时机器部件的运行温度高到足以导致问题,并在灾难性故障发生之前解决这些问题,从而避免故障后停机的发生,提高日常维护的效率,延长工业机械的使用寿命,降低维护成本。

把资源效率推向极致的电源方案和微型电池

村田还能提供针对智能工厂设备的电源方案,具备高可靠性,高功率密度,高效率,小体积等特性,可有效帮助客户实现节能省电,降低生产成本。该套方案是村田专为帮助工程师简化系统设计,提高产品寿命,设计高性能设备而打造的一体化电源解决方案,它建立起了从ACDC前端到负载端的整体解决方案,在提高效率、易于使用的同时,又节省了成本。

村田的微型电池拥有40多年的技术开发和制造经验以及先进的设计和生产技术,取得了ISO 9001/14001认证,在性能和可靠性方面表现出色,可提供CR(钮扣型二氧化锰锂电池),SR(氧化银电池)和LR(碱性钮扣电池)等多种产品阵容。在持续的业务发展历程中,村田的微型电池产品被不断应用于各领域,充分满足车载、医疗、IoT及工厂自动化、家电、复印机、电子货架标签、POS系统等多元化的市场要求。

村田电池是全球抢先制造无汞SR电池的制造商,早在2004年村田电池的前身索尼电池就开始量产无汞SR电池,又在2009年,实现了LR电池的无汞化,为减少环境污染做出了突出贡献。SR电池采用村田独特的特殊板材处理和封口技术,实现了优越的耐漏液性,并具备优越的放电稳定性。LR电池性价比出色,采用独特技术防止泄漏和膨胀,安全性高,兼具优越的放电稳定性和重负荷脉冲特性。

如今,村田的微型电池还在持续创造新的未来。基于最新的物联网趋势,为满足客户需求,村田新开发了适用于物联网设备的“大电流型”、“准耐热型”硬币型锂电池产品。“大电流型”硬币型锂电池改善了负载特性,适用于采用LPWA通信方式的物流和资产管理用跟踪设备、户外基础设施、环境监测传感器等领域。“准耐热型”硬币型锂电池凭借村田面向车载应用多年积累的耐热技术,覆盖比标准型更广的温度范围,适用于智能电表等户外物联网设备、工厂自动化、车载等广泛用途。

传感器和标签产品为IIOT的推进实施保驾护航

大多数工业系统都依赖于传感器,以获得自动化所需的数据。只有当传感器能够准确跟踪温度、应变、位置和压力等变量参数时,IIoT(工业物联网)才能成功实施,因此传感器可以说是IIoT结构中最重要的要素之一。利用物联网技术实现的传感器能够从制造设施中的多个点收集和通信大量数据,这些数据可以转发到云端,进而用于进行决策和分析。

村田基于Crocus Technology专利MLU™技术的TMR隧道磁阻传感器具有优异的线性度和温度稳定性,稳定的磁场感应特性,超薄小尺寸等优良特性。该系列产品能够实现高达50mT线性磁场感应范围,小于0.5%的优异的线性误差特性,分辨率高达5mA的电流检测能力,360°绝对位置检测量程,同时实现小于0.25°的角度误差能力。该系列产品还拥有多封装、多尺寸可选,如可用于非接触式电流检测的CT100系列,接触式电流检测的CT110系列,以及非接触式旋转位置检测的CT310系列,典型的应用领域包括配电系统非接触式电流检测、伺服电机系统、高精度液位计、非接触式旋钮等场景。

本届展会上,村田还带来了RFID标签在智慧工厂中的应用展示。RFID技术将在未来的智慧工厂中发挥重要作用,它使设备能够通过无线电波与云端托管的制造系统进行实时通信。智慧工厂的第一步是管理每个产品的生产记录,使用条形码和二维码无法对物品进行一对一管理,村田的超小型RFID标签则可以实现物品级别的管理,它体积小巧,可内置于产品中,用于PCB板、小型物品或工厂刀具/工具等管理,有序追溯生产流程,提高生产效率。

例如,在制造过程中,可将产品的序列号、型号、制造工艺和其他可定制的单个产品信息写进村田RFID标签,作为标准SMT(表面贴装技术)部件安装在PCB上,即可在制造、运输或维修的任何一个环节安全访问和更新这些信息,实现生产制造流程追踪。如今,从制造、物流到售后的整个供应链都越来越重视物品追踪,从而改善客户服务。通过利用超小型标签,RFID的使用场景将不仅限于工厂和物流中心,还可以扩展到零售商店和售后市场,例如奢侈品的灰色市场控制、医疗设备和电动工具的自动设置和防误用、退货时的可追溯等。

当今的制造业已不再是劳动密集型产业,运营技术(OT)和信息技术(IT)的融合至关重要。在先进的电子材料、电子部件,以及多功能、高密度模块的设计、制造和供应方面,村田一直处于业界领先地位,是制造商值得信赖的合作伙伴。本届慕尼黑上海电子展上,村田呈上的技术盛宴为智慧工厂的建设提供了积极思路和全方位解决方案,不断引领智慧工厂的发展方向。