机器视觉如何适应工业4.0与智能工厂

   如何使机器视觉能够适应“工业4.0”以及未来的智能工厂?VDMA与OPC联合推出的“OPC统一架构机器视觉配套规范”，旨在通过OPC UA实现机器视觉系统与生产控制和IT系统的无缝集成。

   在“2016年6月21日-24日慕尼黑机器人及自动化技术贸易博览会(AUTOMATICA)”上，VDMA Machine Vision(德国机械设备制造业联合会——机器视觉专业协会)与OPC Foundation(OPC基金会)就编制“OPC UA Machine Vision Companion Specification(OPC统一架构机器视觉配套规范)”事宜签署了一份谅解备忘录。

   VDMA Machine Vision董事会负责标准发布Klaus-Henning Noffz博士说，“我们想要使机器视觉能够适应‘工业4.0’以及未来的工厂生产。目的是通过采用OPC Unified Architecture(OPC统一架构，简称‘OPC UA’)，将机器视觉系统直接整合进生产控制与IT系统。”

   1、打通用户层机器视觉系统的接口   早在去年夏天，VDMA Machine Vision在领导一项国际研究时就已经作出了相关决定。其目的是说明哪些标准对于未来的工业更加重要。据VDMA Machine Vision董事会成员Horst Heinol-Heikkinen博士说，“目前系统中各类机器视觉组件所需的工业相机接口技术以及通信与连网标准已经很完备了，这极大地促进了系统整合工作。现在只缺少用户层面的机器视觉系统通用接口。”

   VDMA Machine Vision打算通过引入“OPC统一架构机器视觉配套规范”来解决这一课题。他们已经就此展开了初步讨论，主要议题就是在生产网络中需要通过OPC UA整合哪些信息、数据、功能及服务。

   2、机器视觉：当机器学会观察和思考

   机器视觉系统已经成为工业生产不可或缺的一部分。它们能够完成高质量测试、引导机器、控制工艺、识别组件、读取编码并为优化生产提供极有价值的数据。就在生产工艺中采集与解读信息的数量而言，任何组件都比不上机器视觉系统。“在我看来，它是成功实现‘工业4.0’的关键技术。” Noffz博士说。

   Heinol-Heikkinen补充道，“利用各种可能性实现机器视觉整合标准化之后，它就不仅仅是一套检查系统，而是真正的生产优化控制系统。”

   据OPC Foundation副总裁Stefan Hoppe所说，“OPC Foundation提供的是从传感器至企业之间各类横向与纵向信息整合所需的工业互操作性标准。OPC UA已经初步将重点放在工业自动化市场之上，因为OPC UA的模式是完全独立于供货商与操作系统，很快就被其它市场与领域采纳为互操作性解决方案。”

   在德国“工业4.0”倡议中，已经将OPC UA技术确认为推荐采用的通信技术。德国联邦信息安全局(BSI)对OPC UA的数据安全进行了全面的分析之后公布了极为肯定的意见。VDMA Machine Vision也认识到了OPC UA的潜力——合作编制配套规范，以便能够将机器视觉系统简单、安全地连接在控制上，并将此项技术扩展至整个IT领域。”

   3、实现工业4.0的无障碍通信

   很多其它组织已经开始利用OPC UA信息建模功能，以实现信息孤岛之间系统的无缝整合。机器与设备生产厂商首先需要描述所用数据及接口，之后再通过配置安全证书实现可用性或提供保护。将不同的传输机制整合起来，能够在车间甚至云计算等不同情境下，以最佳的方式传送信息与数据。

   越来越多的VDMA专业协议开始关注OPU UA。VDMA正在编制一套名为“使用OPC UA实现工业4.0通信”(Industrie 4.0 communication with OPC UA)的指导方针，其目的是就整合过程为机械工程行业提供支持与实施建议。据负责“VDMA工业4.0论坛”的Christian Mosch博士所说，“编制这个指导方针意在明确支持将OPC UA作为‘工业4.0’的通信协议。在‘工业4.0’的背景下，希望中小型企业在建立及扩展工业通信方面的门槛会有所降低。”