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By Pau Marí
当一条生产线依赖速度、精度和设备可用率时，设备不仅需要实现机械层面的集成，还必须实现数字化连接。这其中就包括理瓶机（bottle unscrambler）或或瓶子定向机（bottle orienter）——它们通常是整条生产线的第一台设备。
为了满足现代包装自动化的要求，理瓶机必须与工厂的数字化系统连接：MES（制造执行系统）、LIS（产线集成系统）以及 SCADA（数据采集与监控系统）。
但如果您不是 IT 专家，该如何完成这些工作？
本文是一份循序渐进、无技术术语负担的实用指南，专为希望将自动理瓶机集成到数字化工厂环境中的生产与维护工程师而写。无论您是在欧洲、美国，还是世界其他地区升级包装产线，这都是一个理想的起点。POSIMAT 的全球服务团队可在每一个阶段为您提供支持。
正确的系统集成不仅仅是“连上线”这么简单，而是为了确保设备整体效率（OEE）保持在高且稳定的水平。实现数字化连接的理瓶机可以减少停机时间、加快换型速度，并显著提升包装生产线的整体效率。
什么是 MES、LIS 和 SCADA？为什么它们如此重要？
- MES（制造执行系统）： 可以理解为工厂的大脑，负责生产排程、向设备下发工单，并实时监控生产状态。
- LIS（产线集成系统）： 相当于翻译器，使来自不同供应商的设备能够在同一条产线上“使用相同语言”进行通信。
- SCADA（数据采集与监控系统）： 可视化界面，让操作人员随时掌握每台设备的运行状态。
将高速理瓶机连接至这些系统，可实现：
- 减少停机时间
- 加快换型
- 更快速的问题排查
- 实时性能监控
这在制药、化妆品、化工以及食品与饮料等行业尤为关键，因为这些行业对设备可用率和可追溯性要求极高。
步骤 1 – 确认设备的通信能力
在进行任何连接之前，应向设备供应商确认以下问题：
- 理瓶机是否配备以太网接口？这通常是通信的基础。
- 是否支持 Modbus、OPC UA 或 MQTT 等标准通信协议？
简要说明：
- Modbus： 一种简单且广泛应用的工业通信协议。
- OPC UA： 现代化协议，可实现安全、标准化的系统与设备通信。
- MQTT： 轻量级通信协议，适用于工业 4.0 和智能工厂环境中的高速数据传输。
请向供应商索取设备通信能力说明文件，这将是 IT 或自动化团队的重要参考。
步骤 2 – 与 IT 或自动化团队协调
您并不是独自完成这一工作。IT 或自动化团队需要明确：
- 从理瓶机获取哪些数据：
- 处理的瓶子数量
- 设备状态（运行 / 停机 / 故障）
- 报警信息
- 换型状态
- 向设备发送哪些指令：
- 启动 / 停止指令
- 配方或 SKU 选择
重要提示： 在与设备供应商敲定集成方案之前，务必尽早让 IT 团队参与。许多项目的延期正是因为 IT 在后期介入，导致网络或安全策略受限。
步骤 3 – 规划网络结构（“IP 问题”）
设备不会自动接入网络，每台设备都需要一个 IP 地址才能进行通信。
需要完成以下事项：
- 向 IT 部门申请理瓶机的 IP 地址
- 确保设备连接在独立的工业网络中，而非办公网络
- 确认通过网关或路由器将设备连接至 MES 或 SCADA 服务器
这是问题最常发生的环节：设备运行正常，但由于网络配置不当，系统无法识别它。在高度受监管的行业中，这一点尤为关键。
步骤 4 – 确定共享的数据内容
并非所有数据都需要上传，只需共享有价值的信息。
高速理瓶机的典型数据包括：
- 每分钟处理瓶数
- 累计处理瓶数
- 设备运行状态
- 故障代码
- 剔除率（如使用瓶子定向机）
- 当前配方或 SKU
常见的数据结构方式：
- PackML： 定义设备状态和数据标签的标准化模型，推荐用于现代包装产线。
- Datablock： PLC 中的结构化数据块，便于外部系统读取。
这些数据将被发送至 MES 或 SCADA，供操作人员和生产计划人员使用。
步骤 5 – 测试连接
配置完成后：
- 与自动化团队一起进行通信测试
- 确认系统能正确读取设备数据
- 测试配方或 SKU 切换等控制指令
在真实生产条件下运行设备，持续监控并修正任何异常。
步骤 6 – 应对网络安全风险
一旦设备接入网络，网络安全就变得至关重要。IT 团队将确保：
- 只有授权用户和系统才能访问设备
- 数据传输过程安全可靠
- 远程连接符合公司安全策略
尽早与 IT 协作可避免在调试或验收阶段出现延误。
常见错误需要避免
- 未在早期阶段让 IT 参与
- 认为设备可以即插即用
- 一开始就共享过多数据
- 忽视操作人员培训
实际生产收益
将理瓶机集成至 MES / LIS / SCADA 系统的工厂通常可以实现：
- 停机时间减少 10–20%
- 换型速度提升
- 更准确的生产报表
- 更高效的故障根因分析
- 更好的质量追溯能力
总结 – 让理瓶机成为团队的一部分
将自动理瓶机或瓶子定向机集成到 MES / LIS / SCADA 系统中并不需要编程能力，而是需要周密的规划。理解设备能力、明确关键数据并协调相关团队，是成功的关键。
在 POSIMAT，我们的设备从设计之初就支持全面的数字化集成。我们为欧洲、美国及全球客户提供支持，确保理瓶机不仅是一台设备，而是生产线中一个智能、互联的关键组成部分。
现在正是连接您的理瓶机的最佳时机。