柏麗廚房家具的基本部件通過條形碼分配給一個特定的客戶訂單，并在離開所謂的“匿名生產區”后分配給各個櫥柜
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柏麗櫥柜公司每年都生產大量的櫥柜，位于德國東威斯特法倫州的威爾市的兩家工廠每年能夠生產 58 多萬套櫥柜。這可能是真正意義上的批量生產，但這里真正的特色是同時還可以完成客戶定制訂單。Beckhoff 基于 PC 的控制技術為實現一般的部件和生產數據的通用透明性提供了理想的基礎，能夠在數量為 1 的批量生產中靈活、有效地提供個性化櫥柜 — 完全符合工業 4.0 的理念。 

每天有約 2600 套整體櫥柜從柏麗的兩個生產工廠離開，交付到客戶手中，使得公司成為歐洲最大的櫥柜制造商。如果單單這個數字就說明了對制造工藝都有很高的要求，根據柏麗的技術總監 Martin Henkenjohann 所述，那么特殊的市場需求就能更清楚地說明這一點：“盡管是批量生產，我們完全根據客戶的意愿來制造櫥柜，這意味著生產批量數量最小可以為 1。為了實現這一點，我們早在 1990 年開始，就保持整個生產過程中所有的部件和生產數據透明性和通用性 — 完全符合當今的工業 4.0 理念。這包括設計數據和個性化加工步驟，從而讓我們始終能夠夠確切地知道哪里有某個特定的廚房家具在加工序列中。這一方面讓我們能夠面日益變化和具體的客戶要求，另一方面用我們自己的車隊完成優化和無差錯的貨物運輸的唯一途徑。” 　　

工業 4.0 要求整個工藝過程的實時數據 　　

先進的工業 4.0 理念，以及可以用它門在生產中獲得的更高的靈活性在無法確保所有機器和部件數據透明性的情況下是不可能實現的。Martin Henkenjohann 在解釋這對于柏麗的意義時說道：“實時跟蹤整個工藝過程的能力是基本要求。這將通過貼上一個包含一件家具所有必要信息的條形碼標簽開始，例如在一個廚房落地櫥柜正面，它從匿名預制移到訂單相關的生產區域。在這里，關于各種機器上進一步的加工步驟的生產方面的信息與詳細的物流信息同樣重要，如裝貨時間和卡車信息或送貨地址。例如，每臺加工機器掃描條形碼并從中央 Oracle 數據庫或從 Web 服務檢索相關的機器數據。”

柏麗櫥柜的技術總監 Martin Henkenjohann 回憶道：“早在 1990 年，我們就開始保持整個生產過程中所有部件和生產數據透明和通用 — 完全符合當今的工業 4.0 理念。”

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實時數據的透明性使得每天生產 2600 套個性化的櫥柜成為可能。88 個不同的門板設計構成這一過程的基礎，而且每個設計的后面都有 250 個不同的條目。根據門板的樣式，以及諸如配件和把手或面板型號等，可以打造出各種落地櫥柜、壁柜和立式櫥柜。在談及各種整體櫥柜的物流管理時，Martin Henkenjohann 解釋說道：“例如，一個抽屜前板的條形碼包含整個抽屜的配置，包括其寬度和深度、后板的高度和把手類型。生產設施相應地提供所有必需的部件，啟動正確的加工順序，并確保所需的抽屜‘準時化順序供應’地放在一個貨運車廂中。貨車然后開到裝配區，在那里，成品櫥柜柜體與抽屜和其它部件（如推拉門）組裝在一起。通過實時跟蹤，我們可以隨時確切地知道每個部件在生產過程中的哪個步驟中。這完全符合工業 4.0 理念。” 　　

生產過程通過時間單位控制，并按照日期排列 　　

柏麗廚房家具的生產規劃絕不是傳統的。事實上，生產是通過時間單位來控制的；即跟蹤立式櫥柜、落地櫥柜和壁櫥，以確定它們在哪個生產序列中，這些序列的排列是否正確。最終，所有的部件必須在正確的時間內從總共 9 個裝配線進入到裝貨流水線，從而讓每套整體櫥柜 — 所有柜體、電器和附件 — 可以全部按時裝到正確的卡車上。Martin Henkenjohann 闡述道：“導入客戶訂單的規劃，以及生產控制由調度部門負責，這實際上是生產鏈中的最后一個環節。這意味著我們的車隊一方面優化了其卡車載重量，另一方面優化了到客戶處的行車路線。” 　　

調度部門在計劃交付櫥柜之前短短四天才最后定下生產計劃，因此產能利用率必須非常靈活。為了在一個很短的時間內正確地考慮到所有客戶要求，已在很大程度上保存了產品型號的結構數據。除此之外，用于立式櫥柜、落地櫥柜及壁柜的三個裝配線的每一個也都可用于在一定限度內生產其它兩個櫥柜類型之一。Beckhoff 公司銷售經理 Dieter Grossekatthofer 說明了這一點：“通過使用基于 PC 的控制技術和為盡可能多的不同的加工工藝設計的裝置，機器涵蓋的范圍非常廣泛。例如，通常，一個鉆孔優化程序計算一個可以同時鉆出盡可能多的孔的序列。但是，當改變產品時，視情況而定，連續鉆孔可以產生更好的結果，從而可以，例如，驅動到中間涂膠位置，由于機械原因，這是不可避免的。有了這些功能，可以對機器進行優化配置，以實現最大的生產靈活性。” 　　

PC 控制作為一個開放、高效的系統 　　

柏麗櫥柜數據透明性的想法孕育于 1990 年，以滿足對生產能力不斷增長的需求。據 Martin Henkenjohann 所述，決定選用基于 PC 的控制技術的是從一開始就明確了的：“沒有 PC 控制的開放性和高性能，由于我們的異構生產環境，通用數據存儲很可能就是根本不可能的事。不僅如此，這些年來，我們一直都與 Beckhoff 專業合作伙伴有著非常密切和富有成效的合作。此外，整個系統是非常靈活的，因此具有可持續發展性，這意味著它可以輕松應對不斷變化的要求。”??

　　每一個部件都可以通過唯一的條形碼非常明確地分配給正確的廚房家具

??　　通過 Beckhoff 的控制技術以及與柏麗合作開發的 Oracle 數據庫，ERP 和設計軟件之間建立了一個緊密結合的中央鏈路。這樣可以滿足歷史性的增長和相應的異構生產景觀要求。同時，它可以并將繼續可以通過不斷集成獨立的解決方案繼續挖掘產能潛力。這種情況下的一個技術飛躍 — 按照 Beckhoff 的網絡和系統專家 Matthias Gehle 所說 — 是 1996 年引進了 Beckhoff 的基于 Windows 的 TwinCAT 自動化軟件：“有了 TwinCAT 后，整個系統不再需要由一臺控制計算機完全控制。現在，例如，可以通過 TwinCAT 和 ADS 通訊系統最多連接 7 臺工業 PC，例如用于幾臺鉆孔機、分配系統以及額外的加工站。大型生產單元以這種方式創建，因此基本上只有少數設備類型需要考慮，如一個立式櫥柜裝配線或抽屜單元。對于每一臺這類設備，都可以提供一個預先定義的、定制化 TwinCAT 應用程序，這僅需要簡單的參數設置。一方面，這樣可以毫不費力地將現有的知識傳輸到所有的設備中，另一方面，軟件工程可以更加高效。”??

　　在整個訂單相關的生產序列中，不僅是機器信息，還有有關家具部件生產狀態的信息，都可以通過 Beckhoff 的控制面板和面板型 PC 進行檢索。

　??　Dieter Grossekatthofer 認為能夠對設備進行模塊化是 TwinCAT 的另一個優點：“相對于較早的、沒有真正重疊通信的獨立解決方案，現在可以創建個性化的功能模塊，例如，用于側面或底部區域或鉆孔單元。這在調試期間是一個巨大的優勢，因為這些模塊可以單獨調試，然后事后簡單地組合。這樣大大縮短了調試時間，便于對柏麗生產景觀不斷進行現代化改造。” 　　

通用的 PC 控制技術 　　

柏麗在其兩個生產工廠中普遍采用 Beckhoff 的 PC 控制技術，從 EtherCAT I/O 系統和運動控制直到控制柜式工業 PC 和控制面板以及 TwinCAT PLC/NC。即使是一些采用傳統 PLC 技術的舊機器，也可以通過基于 PC 的控制技術集成。Matthias Gehle 總結道：“盡管機器池非常龐雜，也可以實現一個同構數據流。數據保存在柏麗中央數據庫中。在生產工廠實施的由 Beckhoff 開發的專用高級語言應用程序與這一數據庫進行通訊，并給各自的設備控制器提供適配信息。這些年來，這一直是不斷提高生產效率的關鍵所在。” 　　

進一步提高產能潛力，邁向工業 4.0 時代 　　

工業 4.0 是一個在未來 10 至 20 年才會全面實施的概念。現在，柏麗已經在很大程度上實現了這一概念，但 Martin Henkenjohann 看到一些中短期進一步發展的潛力：“經過測試后，目前，我們正在使用 RFID 和 RTLS（實時定位系統），旨在使得家具的識別更加可變（與條形碼系統相比），并更清楚地給它們提供所有必要的信息。此外，我們的生產控制也將從它最佳支持的 TwinCAT 3 和多核工業 PC 技術中獲益。”??

在整個訂單相關的生產序列中，不僅是機器信息，還有有關家具部件生產狀態的信息，都可以通過 Beckhoff 的控制面板和面板型 PC 進行檢索。

??通過“尖端集群”實現創新潛力 　　

Martin Henkenjohann 認為，由德國工業 4.0 “尖端集群” “it’s OWL”(北威州智能技術系統）發起的兩個研究項目（由 Beckhoff 作為集團領導）就是創新潛力的承諾。Beckhoff 的 研發項目經理 Dr. Ursula Frank 解釋道：“ScAut 項目的目標是一個用于開發和運行自優化的智能機器和系統的科技自動化平臺。經過最初的測試應用后，我們預計我們能夠節約 20％ 的能源、提高約 10％ 的生產效率以及降低 50％ 左右的維護成本，這些有形的經濟實惠僅僅通過實施科技自動化功能（如先進的執行狀態監測和電力監控）即可實現。創新項目“efa”（極速自動化）— 本質上低一個級別 — 目標是提高控制技術的性能。同時，XFC 極速控制技術將在大型復雜項目中實施，然后是整個生產工廠。重要的議題包括周期時間的優化和多核處理器全部潛力的利用。”特別是通過 efa 項目，Martin Henkenjohann 預計計算能力會大大提高，使得生產過程可以甚至更好地實時映射，從而進一步增加生產透明度。 　　

小結 　　

針對家具行業的解決方案 - 對于生產批量數量為 1 的通用數據透明性 　　

為客戶帶來的好處 - 通過高效的批量生產生產出最多樣化的產品 　　

PC控制結構 　　

TwinCAT：開放、靈活的自動化軟件，用于異構生產環境 　　

PC 控制：先進的控制技術，實現工業 4.0 理念??