采访 2020年9月15日
“将来,我们将能够将IT与生产设备之间的接口置于任何位置。”

对WS标准的联合创始人、慕尼黑工业大学食品包装技术系Tobias Voigt博士的采访。

市场需求变得更加专业化,这就要求加工行业的公司提高灵活度。为了能够及时响应市场需求,就必须能够快速变换生产,最好的方法是由独立于制造商之外的系统进行控制。除此之外,相关数据必须实时提供,以对其进行针对性评估和使用。Tobias Voigt博士在采访中向我们解释了统一标准如何帮助促进过程和通信的结构形成以及必须清楚了解的挑战。

Herr Dr. Voigt,自适应生产是一个重要话题,加工行业尤其如此。在食品生产和包装领域对此如何看待呢?

工业食品生产和包装体量大,需要用到高性能系统。但是,在过去的几年里,产品种类大幅扩展,现如今甚至以更快的速度继续发展。这就要求减小批量大小,提高包装系统的灵活度。为了能够在必要的转换和改造过程增加的情况下继续进行经济型生产,因此对各种部门和子系统的自动化与协作的要求日益提高。

WS标准具体有哪些规定?

WS标准规定,食品生产与包装设备和更高层级IT系统之间的通信。如果食品生产者或包装工想全面监测生产过程,生产设备必须提供生产过程相关数据。 除此之外,机器和生产中的IT系统必须使用相同的语言。因此,WS标准从内容和格式两个方面明确规定了效率监测时机器必须提供的数据,以保证质量或内部可追溯性。标准中还说明如何实现经济型通信以及如何进行数据评估。

如果食品生产者或包装工想全面监测生产过程,生产设备必须提供生产过程相关数据。

慕尼黑工业大学Tobias Voigt博士

WS标准源自于早在15年前的一个研究项目。您能否介绍一下此后的发展情况?

这些技术很快在饮料灌装以及食品包装行业得到应用。我们仍然继续根据行业的反馈来丰富这些标准。在肉类加工业(WS食品)中,反响较为慎重,原因在于肉类加工业极少牵涉到网络问题,或者说他们各自为营。在接下来的几年里,我们将会见证WS烘焙快速发展。第一个将WS烘焙规范纳入的全新系统项目已经在设计。酿酒厂的批量生产和网络安全成为新的挑战。首先,我们在今年年初启动了WS酿酒项目。在“WS采用OPC UA”的倡议中,我们明确指出,相比加密WS协议,使用越来越成熟的OPC UA标准可以提高WS数据传输安全。

WS标准是否只局限于德国,或者国际范围内实施是否也与您相关?

很明显,我们一直以来都以全球化的眼光来完善WS标准。局限于德国的规范永远不可能被认为是“标准”,这些规范已经被国际食品和饮料公司以及许多服务全球市场的设备制造商采用。在包装行业,我们还与主要注重美国市场的OMAC Packaging Workgroup建立合作关系。我们文档和定义的标准语言为英语。而且,准确地说,为尽可能方便德国中型规模公司使用和纳入这些规范,WS标准将始终以德语出版。

截至目前,WS标准主要初步应用在食品和饮料行业中。随着时间的推移,它们分化出WS烘焙、WS食品和WS包装等系统。彼此之间有何区别?

在协议(WS协议)和原理方法上没有区别。相应应用所需的评估和MES功能描述以及为此定义的数据点特别会出现多样化的情况。例如,WS包装具体包括饮料灌装机的数据资料,而WS食品包括真空灌装机的数据资料。 但是,它们在基础数据方面会有交集(例如,机器状态或生产计数器)。

食品企业处在高成本压力下,必须确保高效、可持续、灵活运转以及几乎无损失。

慕尼黑工业大学Andreas Voigt博士

食品行业等从WS标准获得了哪些具体优势?

食品企业处在高成本压力下,必须确保高效、可持续、灵活运转以及几乎无损失。为实现此目的,它们在生产期间做到对产品的精准追踪。它们通过专用生产接口接入扩展的IT系统。如果这些接口必须各自调整为来自不同制造商的机器和系统的不同“语言”和内容,则此网络构造将异常复杂,且成本高昂。但是,如果肉类加工企业在设计新生产系统过程中始终实施WS标准,就可以确保相关数据的可用性,降低接口编程的单独成本,节省相当大比例的系统运行成本。

理论上是否可以为其他行业开放WS标准,或者WS标准只能适用于食品行业?

它是有可能实现的。我们知道鞋油和面霜包装公司以及制药企业已经实施WS标准。基础数据资料也可以适用于它们。但是,这将要求根据具体项目进行额外补充。

生产是否必须实现某个特定的自动化水平才能够实施WS标准?

理论上而言,可通过手持输入终端记录所有WS数据,并手动转化为IT规范。但是,这些标准的目的不在于此。如果连接了自动化生产设备,应用只是逻辑上的,多数数据的交换都在线完成。

很明显,我们一直以来都以全球化的眼光来完善WS标准。

慕尼黑工业大学Andreas Voigt博士

重点强调标准化的优势。坦白来说:存在任何劣势吗?

这些标准的使用不可避免地会带来一些影响。在于众多行业合作伙伴的协商过程中WS会有一些妥协。因此,可能永远无法完全满足任何个人的要求。如果您的项目有足够的时间和资金,当然可以根据个别情况寻求更好的解决方案将生产系统集成到IT系统配置中。此外,竞争厂商经常对这些标准不感兴趣。许多公司在食品行业的IT集成中也利用公司特有的解决方案盈利,并实现对客户的捆绑。 对于它们,制造商中立标准是不利的,至少短期来说。

您能想象到WS还会有什么进一步发展,尤其是在工业4.0?

正如前面所说,我们正在通过“开放”互联网和IT系统在云端中的可能应用来增强网络融合,在WS OPC UA的基础上努力寻找当前WS协议的替代方案。除了IT安全机制(加密、授权保护等),我们不再太专注于未来信息模型和通信架构的传统自动化金字塔。将来,我们将能够把IT和生产设备之间的接口置于任何位置,例如在传感器电子元件、PLC、IPC、控制系统或移动操作设备中。统一的接口规范和最为重要的数据内容拥有相同语义正变得越来越重要。因此,很有必要将WS标准继续发展为食品行业的IoT接口。RoboFill研究项目是基于多主体、完全可视化控制产品定向饮料灌装过程的开端。

Voigt博士,感谢您为本次采访抽出宝贵时间。

个人信息

Tobias Voigt博士在慕尼黑工业大学学习酿酒和饮料技术,担任酿酒系统和食品包装技术的讲座教授一职。 后来他成立了一个专注食品包装技术的研究组,研究灌装和包装技术、可持续工业化食品生产和相关领域的IT支持。从2013年1月起,还担任食品技术与包装行业协会CEO(IVLV)。

这一切是如何开始的…

WS起源于1999年启动的一个有关酿酒的研究项目。当时,饮料灌装行业数据检测系统面临的挑战记录在一个“标准规范文件”中。在接下来几年里,它们在饮料行业的使用越来越频繁。灌装企业、机械工程公司以及IT系统顾问清楚标准化的迫切需要。在2003与2005年间,Voigt团队明确定义了该标准的评价功能,尤其是IT机器接口。这奠定了WS包装对包装机的定义,并已于2007年开始生效。在2010年,香肠制造(WS食品)提出了类似定义,有关烘焙食品(WS烘焙)的类似定义于2015年提出。

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