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智能制造的4個重點架構

06-25 09:57:27

自動化技術改革了制造業,歐美因此成為工業先進國家,之后在中國低廉勞動力搶占制造商機,世界工業聚焦逐漸東移;但由于近年勞動人權較為提升,加上自動化技術發展加快,歐美制造業以計算機人工智能取代傳統人力的趨勢逐漸明朗,從自動化轉型為智能化已成為制造業的新興浪潮。

  智慧化架構4大重點

  智慧化的概念目前仍相當模糊,而且一般智慧化常會與自動化混淆。兩者最主要的差別,在于自動化只是單純的控制,智能化運動化則是在控制端加上數據挖掘,采集后的數據必須能無縫傳送到后端累積成龐大數據庫,管理系統再依據數據庫的訊息,分析、制定出正確決策,而這些決策同時也附加自動化設備與以往不同的功能,例如設備本身所建制的傳感器,可以記錄設備的動作次數或使用時間,提醒管理者進行維修。

  當然制造設備的智能化不只設備自我診斷,還有其他相當多功能。自動化設備要升級到智慧化,必須透過專業的硬件廠商提供整體解決方案,一般的自動化制造系統多已必須有一定程度的客制設計,更上一層樓的智能化自然需要硬件供貨商更進一步的協助,而面對此一情況,硬件供貨商也必須加重自身原來的專業咨詢角色。揚智2019綠帶公開課2019年7月上海公眾號young666以研華為例來看,研華在制造業的產品布局相當深且廣,在智能制造也提出了4個重點架構的整體解決方案,包括:底層廠務自動化、工廠能源管理、生產智慧、設備智慧化。

  1.底層廠務自動化

  其中,在底層廠務自動化方面,現在的自動化平臺多僅具控制功能,但如果要讓設備智能化,底層的數據擷取功能勢不可少,當底層設備擷取的數據可無縫流動到后端管理系統如MES、ERP時,智慧化才有所依據,決策質量也才得以建立。

  在底層廠務自動化,研華提出了WebAccessSCADA系統,就功能來看,WebAccess的基礎功能包括了圖形操作接口、系統狀態動態仿真、實時和歷史數據趨勢曲線顯示、警報處理系統、數據擷取與記錄、數據分析、報表輸出,另外用戶可視狀況挑選功能模塊,組成適合需求的架構。

  李景恩表示,企業在生產組織與管理的e化系統主要有3種方式,包括ERP、SCADA/HMI、MES,ERP以物料需求計劃或資源計劃方式來作生產管理,SCADA為監控生產管理,MES則是將自動化設備連結,并且整合各采擷點的信息,來進行數據分析管理。

  比較SCADA與MES兩者系統不同,SCADA在數據擷取與監控的強大效能,終究非MES所能全面取代,而就功能取向來看,MES最主要的作用仍在于管理,在自動化平臺的數據流中,SCADA是屬于數據提供者,而MES是接受者,SCADA將從底層設備擷取出來的數據,往上送給MES,MES再與其他信息一起匯整,分析出數據意義,提供給管理者,這就形成底層廠務自動化系統。

  2.能源管理智慧化

  工廠能源管理方面,近年來環境議題已成為制造業重視的議題,制造業多已開始透過綠化信息工作環境等方式,以最具經濟效益的方式,部署所需之信息系統架構,設法讓工廠從代工型態的營運模式,轉型為綠色工廠。除了與上下游廠商間進行綠化環保,從資源、材料、設計、制造、廢棄物回收到再利用處理,以形成綠色產品生命周期管理的循環,更可透過綠色ICT的加值應用,延伸至綠色供應鏈的協同管理、綠色制程管理與智慧環境監控等,協助上下游廠商與客戶之間共同創造符合環保的綠色產品。

  研華在工廠能源管理提出了一系列解決方案,其中物聯網(InternetofThings;IoT)的導入是整個方案的重點核心概念,研華透過設備端的全面傳感器建置,讓自動化設備具備智慧能力,可以識別或擷取各種數據,再透過鏈接設備,將訊息往上傳遞,讓所有設備的能耗得以被充分掌握,進而制定出各種能源政策。

  3.生產智慧化

  至于生產智能化,指的是整合各種生產管理各階層的硬件整合,透過整合讓整個生產過程達到智能化目標,而在整合時接口標準非常重要,研華的軟硬件產品都采取市場上的開放性標準,無論是設備的橫向連結與垂直整合,都可快速銜接。

  4.設備智慧化

  最后是設備智能化,自動化設備除了原有的控制功能,必須要加入一定程度的功能,才能達到智能化要求,包括產品生命周期管理、安全性、可追蹤性與節能技術等,而這些功能的來源,都必須透過生產線傳感器的建置,將所產生的訊息設備端延伸到IT數據中心的端對端企業連結架構,因此要達到設備智慧化,研華也導入物聯網的概念,讓設備具有感知能力,同時配合管理軟件,讓自動化設備就有自我管理的智能功能。

  物聯網是最佳解答

  研華運用4重點,架構出智能制造的整體面貌,我們可以發現,智慧化與自動化最大的差異在于對各類資料的掌握與運用,其中,物聯網概念占了相當重要的一部分,研華這幾年將物聯網視為未來幾年打造智能地球的核心概念,因此制造智能化也將由此找到正確解答。

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