General Motor公司的動力傳動工廠中采用分散控制網(wǎng)絡，與整個工作流程完美融合，使裝配流水線具有極高的靈活性。PLC、CNC、HMI、RFID系統(tǒng)和高層級的以太網(wǎng)協(xié)議運行于GM公司網(wǎng)絡上。
位于美國Ohio Toledo的General Motors公司動力傳動工廠的GF6軸前置驅(qū)動傳動產(chǎn)品流水線能力正在顯著提升，每天可以為雪佛蘭Malibu和新型雪佛蘭Cruze汽車完成2200套傳動系統(tǒng)的目標。然而，這一事件真正的創(chuàng)新之處在于流水線編程、改造施工、工件流轉(zhuǎn)、加工作業(yè)及后續(xù)作業(yè)的實現(xiàn)、傳動部件組裝等各種任務的實現(xiàn)方法上的改變。由于采用了這些新方法，GM公司實現(xiàn)了生產(chǎn)線改造時間從周到小時的縮減，還有很多其他好處。
幾年前，當GM公司的工程師開發(fā)這條流水線時，他們試圖尋找加速生產(chǎn)線改造的方法和靈活性更高的自動化系統(tǒng)，以生產(chǎn)傳動系統(tǒng)。他們最終選擇了Siemens Industry公司的技術(shù)作為他們的自動化供應商，以及來自于密歇根州Rochester Hills的Elite Engineering公司作為其裝配線配置軟件供應商。開放式的硬件和通訊電纜橋架便于維護人員操作。
GM公司從位于密歇根州Troy的Siemens Automotive Center of Competence獲得了PLC、CNC、HMI、RFID系統(tǒng)和更高層級的以太網(wǎng)協(xié)議、Profinet，并將其運行于GM公司的網(wǎng)絡上。通過采用這種硬件和通訊技術(shù)，Elite Engineering公司搭建了其柔性裝配配置系統(tǒng)（FACS）。Siemens Automotive Center of Competence的工程師Reinhold Niesing解釋道：“[Elite]提供了配置和監(jiān)視系統(tǒng)，而我們（Siemens）提供了運行自動化系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)需要同步運行，一旦需要做生產(chǎn)更改或者改進，它們就可以為GM公司提供配置選項。”
George Jewell是GM公司負責在Toledo工廠安裝FACS的工程師，他說FACS并非是一款教科書般的產(chǎn)品生命周期管理工具，而是一款生產(chǎn)流水線生命周期管理軟件。它先天的適應性意味著采用同一種硬件可以以不同的速率、不影響生產(chǎn)地、遠遠小于從前所需時間地完成不同的任務。現(xiàn)在，GM公司在墨西哥、中國、印度、泰國、韓國和美國等不同工廠采用FACS，不久在加拿大和東歐也將采用。
開發(fā)策略
據(jù)Jewell稱，流水線開發(fā)的關(guān)鍵就是在每一個站點使用一致的甚至是同樣的邏輯模塊。這允許在流水線的所有部分對設備或者裝配操作做快速修改。
GM公司控制部經(jīng)理Bob Raven說道：“這種極具價值的功能在滿足我們生產(chǎn)原則的同時帶來了極高的靈活性，進而從根本上支持并持續(xù)改進了GM 公司Powertrain產(chǎn)品在過程、控制標準化上所做的努力。”
通過硬件、軟件和通訊協(xié)議的標準化控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，可以控制工程成本，維護作業(yè)也可以更有效率。Jewell說，Siemens以“即插即用技術(shù)加上我們對過程的深入理解”回應了競爭者。他也指出，系統(tǒng)中的運行組件無需完整的系統(tǒng)配置也可以工作，這進一步完善了分散體系結(jié)構(gòu)。
控制硬件
通過創(chuàng)建與工廠整個工作流程完美融合的分散控制網(wǎng)絡，GM公司和Siemens公司為整個系統(tǒng)創(chuàng)造了一種最優(yōu)化的模塊，同時兼具靈活的體系結(jié)構(gòu)。
這種完全集成的自動化方法不僅僅采用了多種硬件，還在既相互依賴又具靈活性的適應性的控制體系中融合了所有的代碼開發(fā)方式、安全功能和通訊功能。這種集成方式在工廠中的模塊、開放式控制器和I/O卡件處隨處可見。在這些部件中，配置并包含Siemens公司的Simatic
S7 CPU、Siemens公司的安全集成驅(qū)動平臺和所有I/O，還包括射頻（RF）天線，用于讀取RFID標簽信息。
采用分散式和無機柜的設計，GM公司將高度集成的RFID控制與便捷存取技術(shù)結(jié)合起來。Profinet在工廠中提供了高性能的、可靠的網(wǎng)絡，最小化了帶寬沖擊或者額外的網(wǎng)絡負載。Profinet無需特殊的硬件，這節(jié)省了成本。Jeremy
Bryant說：“只有幾個組件在Profibus系統(tǒng)上通訊，所有其他的I/O和自動化組件都通過Profinet通訊。”
所有的操作、可視化和診斷功能都在被稱為Transline HMI Lite CE工具包的兼容控制體系中實現(xiàn)。此工具包為整個工廠中大多數(shù)的加工工具、傳送流水線、機器人、裝配設備、傳感設備和視覺系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的用戶操作和診斷功能接口。它還可以用戶自定義，以滿足用戶的特殊需求和偏好。Transline HMI Lite C為SIFACS系統(tǒng)提供了有用的信息。
信息集線器
與GM公司的過程專家和Elite Engineering公司合作，Siemens公司創(chuàng)造了SIFACS，它是一種針對每一個裝配作業(yè)和測試站點，在GM公司主IT系統(tǒng)中集成了控制硬件和軟件的解決方案。SIFACS極大地聚焦于將核心PLC軟件模塊和站點功能與傳送帶上每一個工件的RFID標簽做深度整合。它是流水線信息管理系統(tǒng)的集線器，因為它滿足了GM服務器和FACS配置站點的所有需求，并將其通過Profinet傳輸。SIFACS與FACS的產(chǎn)品線生命周期管理功能與所有的PLC、HMI、電機啟動器、變頻器、安全集成驅(qū)動器和其他加工設備、轉(zhuǎn)配和測試站點的控制作業(yè)連接。同樣，所有RFID標簽、智能傳感器、RS-232接口、手持掃描器和其他I/O設備的反饋信息都由SIFACS跟蹤并捕獲，用于產(chǎn)品管理的細致分析。
這樣一來，系統(tǒng)的生產(chǎn)就被嚴格控制，無需使用筆記本電腦，使用可以替換的微型存儲卡就可以實現(xiàn)流水線站點的重新配置。PLC邏輯、硬件配置和過程數(shù)據(jù)都嵌入在存儲卡上，此存儲卡與1個Profibus端口和3個以太網(wǎng)端口接口，用于安裝通訊功能。
流水線上所有的智能設備也與SIFACS
解決方案接口，包括鎖緊、泄露檢測和沖壓系統(tǒng)，加上條形碼讀碼器、條形碼打印機、機器關(guān)節(jié)和夾持設備、視覺系統(tǒng)以及協(xié)議網(wǎng)關(guān)。在操作層面上，即使用于工廠顯示的安東板上的數(shù)據(jù)也通過SIFACS與內(nèi)植的IT系統(tǒng)整合。GM控制工程師Greg Nazareth示范在FACS服務器上重新配置流程。
新系統(tǒng)集成了Elite Engineering公司的Efacs功能，它建立并監(jiān)視連接，管理配置、過程和狀態(tài)數(shù)據(jù)交換控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，包括模型配置數(shù)據(jù)管理。據(jù)Jewell稱，F(xiàn)ACS和SIFACS的其他先進功能正在GM公司的全球工廠實踐。
自動化和信息的整合使生產(chǎn)過程合理、靈活。無需針對每一個新模型重新開發(fā)控制硬件和站點硬件。流水線能夠持續(xù)調(diào)整、不會被打斷。員工可以實時獲悉流水線的當前性能控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，甚至可以獲得能夠立即實施的改進建議。
GM公司的Toledo工廠在其2百萬平方英尺的工廠上投資了八億七千兩百萬美金用于改進傳動產(chǎn)品生產(chǎn)，此項投資獲得了回報。節(jié)能后輪驅(qū)動油壓6L80傳動產(chǎn)品生產(chǎn)線與GF6傳動產(chǎn)品共用一塊空間，后者正在配備了新型控制功能的新流水線上生產(chǎn)。當需要重新平衡、或者產(chǎn)品生產(chǎn)需要增加或者減少、亦或者生產(chǎn)線需要引入新產(chǎn)品時，改造可以快速進行。
Jewell說道：“從在Ramos Arizpe（墨西哥）工廠第一次安裝此系統(tǒng)到現(xiàn)在Toledo工廠安裝此系統(tǒng)控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，我們看到了巨大收獲。需要幾個月才能完成的工作現(xiàn)在只需要幾周就可以完成，以前需要幾周才能完成的工作現(xiàn)在幾個小時就可以搞定。作業(yè)時間縮短，加上改造和生產(chǎn)線平衡已經(jīng)證明了投資的價值。”
