“出于旧的，与新的”是一种吸引人的成语。但是，它也可能是昂贵的建议，特别是对于制造商来说。更换其众多较老的机器可以在数十万到数百万美元的任何地方造成任何地方。
更新每台机器通常是更好的选择，特别是对于在高性能水平保持良好维护并定期运行的遗留设备。这种方法不仅可以节省金钱，漫长而长期以来。它还允许制造商为一个或多个装配过程定制每台计算机。
Tulip Interfaces的应用工程主管Dillon Forzese指出:“我们现在已经牢牢地掌握了工业4.0，所以公司应该在流程的每一步都捕捉数据，并利用它来利用他们所监控的任何东西。”“通过正确的硬件和软件对设备进行改造，使公司能够应对所有的组装挑战。”
Tulip的制造应用平台是一款数字产品，可以让制造商轻松更新他们的机器。使用该平台，终端用户无需编写任何代码就可以为每个生产过程构建应用程序。然后，这些应用程序被集成到整个工厂的硬件，并连接到郁金香的I/O网关访问云。
平台分析允许终端用户可视化他们的车间数据并创建实时报告。
自2014年推出该产品以来，受益于该产品的公司包括合同制造商、药品和医疗设备制造商以及服装制造商。
设备运行15年、30年甚至50年并不罕见，因为工业机械的设计是坚固耐用的。幸运的是，制造商有办法使这些设备更新，并获得工业4.0的好处，而不需要建立一个全新的工厂。
是还是不是？
制造商在升级之前需要考虑所有与升级相关的正面和负面因素。提前省钱通常是主要的吸引力，升级通常需要花费新设备的15%到40%。同样重要的是计算生命周期评估，它决定了安装更新的全部财务成本。
随着机器的老化，维护成本和产品故障的风险和由此产生的停机时间上升。现代化现有的机器，而不是取代它们，可以降低这种成本，同时节省时间和人力。
更新的技术扩展了机器的能力(比如每天工作更多的时间)，提高了它的性能和可靠性，延长了它的生命周期，提高了工人的安全性和人体工程学。老旧的设备更有可能出现设备故障，造成严重的伤害和损坏。升级后的设备还可以简化产品组装，增加工人的舒适度，使其更加耐用和美观。
线管理器需要仔细评估每台计算机以确定它的哪些部分可以，不能升级。这种评估应比较所需的预算，工具和专业知识与可用的东西。如果机器的很少可以成本有效升级，则更换可能是更好的选择。
备件可用性是另一个要考虑的因素。如果备件不再随时可用，既不升级也不更换机器，服务和支持的连续性将受到威胁。
有时候，升级更多的是一种需要，而不是选择。一个例子是，制造商不能及时拿到下一个项目需要的新机器，而现有的机器噪音过大或运转不良。另一种情况是需要让机器符合不断发展的标准和法规，比如与环境影响和能源效率相关的标准和法规。
巴鲁夫公司(Balluff Inc.)美洲地区行业战略经理威尔·希利三世(Will Healy III)认为:“制造商在权衡是改装还是替换一台机器时，有几个关键问题需要解决。第一个问题是，‘一台设备让我们付出了多少痛苦和金钱?’管理层往往会快速计算，认为投资回报率太长，于是决定什么都不做，或者做错事。”
问题2，根据HEALY，是，“机器也可以做的不同过程吗？”他建议经理停止假设机器只能改进，只是继续制作更多相同的产品。也许它可以升级以生产五种类型的产品。
“最后，公司应该问，‘从现在开始的三到五年内，我们需要这台机器做什么?“希利说。“公司应该考虑这些未来的问题，而不是简单地为一台7年寿命不变的机器提供询价，然后在之后的几十年里保持不变!”
要启用
希利表示，有四种方法可以将工业物联网功能添加到传统设备。第一个是安装简单的传感器，它执行一些基本的功能，比如检查一个部件是否存在，或者某种形状或颜色，或者打开或关闭某物。
希利说:“几乎每次我做关于更新或改造设备的演讲时，我都会问与会者，他们中有多少人使用的机器是在二战或二战之前安装的。”几乎每次都有大约一半的人举手。这意味着有很多75岁以上的机器仍然在工作。简单的传感器是开始以经济有效的方式更新它们的最好方式。”
根据HEALY，有一些机器的公司这款旧的一级自动供应商涉及制造金属零件。尽管机器年龄，零件的质量很好，用于组装座椅或底盘。
比简单传感器高一级的是智能传感器。这些传感器从物理环境中获取输入，在检测到特定的输入后，使用内置的计算资源执行预定义的功能，然后处理数据，然后将数据传递给控制器或执行器网络。希利特别喜欢IO-Link智能传感器，因为它们通常更容易与旧机器集成，可以设置以获得最重要和可操作的数据。
去年，一家一级供应商安装了Balluff的BTL线性位置传感器，以提高验证螺母焊接到更大部件的几台机器的精度。希利说，工厂工程师安排了一整天来安装传感器，但只需要20分钟就完成了整个任务。他甚至重新做了一遍，心想自己肯定漏掉了一两步，因为它完成得太快了。
“当自动焊枪上升时，每个传感器都进行一次测量，当它下降时进行另一次测量，”希利解释说。“它还会在每次焊接前验证螺母是否存在。现在，所有的机器传感器都是相互连接的，经理可以验证它们在一个简单的移动设备上工作得很好。之前，他可能要在工厂里走20分钟才能看到哪台机器没有正常工作。”
一些改进应用最好是用一个或多个智能相机，而不是传感器。像巴鲁夫(Balluff)的BVS型号这样的智能相机，具有操作软件的特点，允许用户在线进行所有编程，并将所有图像保存到一个FTP网站以备召回。希利说，这些摄像头通常用于提高产品质量，并确保手动组装过程的正确顺序。
希利指出:“许多汽车制造商依靠智能摄像头来确保高端汽车上座椅的精确组装。”“汽车座椅的纽扣、面料、颜色和形状有数千种组合可供选择。在传感器的路线上，至少需要5个传感器，以及复杂的布线和设置，才能有效地帮助操作人员。相比之下，单视觉相机拍摄的高分辨率照片对工作人员来说更容易、更有帮助。”
最终实现物联网组装设备的方法是使用射频识别(RFID)技术。RFID对在制品(WIP)应用和那些传统上使用文书来跟踪组装过程的制造商尤其有利。
Healy说:“最近，一家全地形车辆动力系统的制造商采用了我们的BISV系统，该系统利用RFID来帮助更好地跟踪其发动机的变化。”“过去可以大批量生产一款发动机的设备，现在可以大批量生产一款发动机。总的来说，同一条生产线现在可以生产96种型号的发动机。RFID系统为管理人员处理这种产品种类提供了更多的灵活性，包括更容易改变工人的视觉装配指令。”
毫不奇怪，改造技术越简单，安装就越容易。标准的传感器只需要24伏的电源和一些可以连接的东西，比如继电器、LED灯或PLC。对于安装这些传感器的部门经理来说，更大的挑战可能是赢得不愿冒更新旧设备风险的所有权。
希利解释说:“正确安装智能传感器确实需要合理水平的PLC编程和以太网网络的知识。”“同样重要的是，要确保有足够的空间安装传感器，并可靠地获得所需的数据。机械人员需要提供每个流程的规格，以确保正确的访问。”
对于视觉系统安装，Healy表示，它首选由内部专家或经验丰富的集成商完成的工作。该应用程序可能涉及使用增强的分析来监控工作站或远程捕获设备状态。
希利补充说:“一个公司可能需要不止一个PLC程序员来安装RFID系统。”它的应用范围很广泛，从跟踪携带产品的手提袋在工厂内的移动，到将RFID与工厂的ERP系统集成。对于RFID或视觉集成，最好是雇佣当地的人以获得最佳访问。一个很好的起点是你的技术供应商。也可以考虑联系一些协会，如控制系统集成商协会或推进自动化协会。”
现实世界的成功
计划更新设备是一回事。但是，成功地实施它并获得预期的利益则是另一回事。
许多制造商通过更新工作站来开始他们的工厂改进计划，而这些工作站对于组装来说是非常重要的。一种方法是用最先进的技术装备它们，帮助组装人员更有效率地工作，符合人体工程学。
郁金香工厂套件通过数字化所有的组装过程来帮助公司实现这一目标。除了提供访问该公司的制造应用程序平台，该工具包还包括一个I/O网关，让工程师将设备连接到他们创建的应用程序，一个郁金香灯工具包，用于驾驶选择到光的过程，断梁和环境传感器，条形码扫描仪，一个脚踏板和塔灯。
“在过去几年中，一家大型航空航天制造商拥有其电子装配商在用工厂套件组件升级的电台工作，”福音说明。“每个工人在他或她自己的车站上执行组装，其中包含带有镐的垃圾箱，测量传感器和温度探头。组装电子产品是有助于飞行员监控飞行的惯性引导系统的一部分。“
另一个有用的工作站更新产品是来自Bosch Rexroth的基于PC的运营商指导系统（OGS）。据博世Rexroth的Rodney Rusk，I4.0商业领袖介绍，OGS通过在监视器上显示数字生产的操作说明来支持工人。这些指令减少了错误并提高了工艺可靠性和产品质量。
同样重要的是，OGS支持特定于汽车的协议和标准格式的数据输出。一旦组装完成，系统保存所有结果，并提供完整的过程文件。然后，这些数据可用于行尾批准和全面的追溯目的。工程师可以将OGS集成到现有的IT结构中，只需要最少的硬件和软件更改。
Bosch Rexroth还在帮助制造商对其Ergospin DC手持式紧固工具和自动化单轴系统的数据收集和分析。这些产品中的任何一个都可以与OGS和Rexroth的IOT网关以及ActiveCockpit或产品性能管理器（PPM）软件或两种类型的软件一起使用。
该网关有标准、高级和性能版本，分别具有监控25,500和2,000个数据点的能力。所有型号的最大采样率为10赫兹，提供标准的连接，并设有一个紧凑的，无风扇的控制柜。
ActiveCockpit是一个可定制的数据可视化工具。它使最终用户能够简化他们的过程，并在班次之间有更准确、实时的信息传递。该软件可以让用户将当前的数据与以前的操作进行比较，记录错误以便以后审查，并与同事进行实时沟通，以作出有效决策，提高工厂效率。
PPM收集实时生产和机器数据，并以图形形式呈现给工人。该软件监控每台机器的状态，以及整个生产系统，并通过减少系统故障和返工成本来优化生产效率和质量。它的票务管理功能以电子形式分配维护任务。外部票务系统很容易集成。
有兴趣更新PCB装配机的电子制造商可以使用来自Siemens的Divent Mentor Graphics的Valor IOTM计算机系统。该系统包括带内置接口的软件，可以使用表面贴装设备，以及容易连接到商店落地上的每台机器的检查单元 - 无论机器类型，供应商或协议如何。
“该系统使用了两种类型的盒子，”Valor(一家Mentor部门)的业务发展经理萨吉•鲁文(Sagi Reuven)表示。“数据采集单元(DAU)连接到任何机器，并基于应用程序逻辑控制其操作。系统处理单元连接到特定装配线的所有DAU箱和进程。这使得应用路由规则和链跟踪，以及识别导致任何生产延迟的瓶颈机器成为可能。”
有些类型的设备不适合升级，最明显的是机器人和传送带。例如，机器人将需要大量的电子控制返工，因此简单地购买一个新型号更划算。至于传送带，目前有几种用于采矿和农业的机型的升级选择，但没有一种用于植物内的机型。然而，这种情况在不久的将来可能会改变。
Dorner销售和售后市场副总裁Matt Jones透露:“我们的目标是开发一种工业物联网系统，可以无缝地添加到现有或新配置的传输器上。”“传送带还必须是标准化的，但也必须是灵活的，以便它可以作为其他工业物联网数据渠道的父平台。
“产品开发的一大挑战是将线路、传感器、数据和通信模块以最可靠的方式分散集成，以实现无故障系统。目前，我们正致力于将现有的一些控制模块过渡到具有集成数据采集和工业物联网通信能力的最新一代。这将使制造商更容易将工业物联网添加到现有或新工厂。”
