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工业物联网:工业4.0的基础架构

木马童年 2019-11-11 18:57 66 0

近年来智能化成为各产业的热门议题,而智能化愿景要落实,必须根基于自动化技术,从实际应用面观察,自动化系统必须附加在某个技术上,促使此技术改善质量、提升效率,因此自动化技术所产生的价值,容易被看见、计算 ...

  近年来智能化成为各产业的热门议题,而智能化愿景要落实,必须根基于自动化技术,从实际应用面观察,自动化系统必须附加在某个技术上,促使此技术改善质量、提升效率,因此自动化技术所产生的价值,容易被看见、计算,智能化系统与之不同之处,在于智能化是藉由开创全新系统提供全新的价值,以打开另一个全新市场,而以制造业来说,工业物联网仍属于自动化范畴,要真正达到智能化,必须倚靠之后云端平台与AI技术的导入。

  工业物联网:工业4.0的基础架构

  一种视觉应用是与机器人整合,进行定位、导引,过去机器人动作时,因没有视觉配合,必须事先规划行径路线,因此应用不但大为受限且缺少弹性,若工件规格有所变化,就必须更改程序,在机器人身上加入视觉装置后,由视觉传感器可回馈讯号,让机器人自主判断工件的形状、颜色、位置,即便尺寸、位置更动,也不必重写程序,如此将可大幅提升自动化产线的弹性。

  在制程监控方面,工业物联网系统可透过感测技术进行节能与效率两种监控,由于这方面的监测,其物理量通常都不太好量,因此多采间接量测,例如工具机里的切削力量测,不是将传感器设置在基座就是在刀具底部,再利用推论模式推测出所要的数值,这种推论模式,是利用过去累积的数据,来预测下一步的状况,以进行控制、补偿,藉以提升准确率。

  监测部份,现在业界的研发走向是设备预诊,此作法除了建有历史数据库外,还可依据数据库进行预测,例如若发现系统性能除线问题,就可由此系统推算出可能出错的系统环节,这种预测诊断的功能,主要是根据既有数据来预测系统未来的性能与状况,并诊断系统中未来的可能损坏部位与时间,让设备厂商可提前备料、维修,这类系统在大型设备如核能、大型风力发电等相当常见,一般来说,越大型的设备,对预测诊断的系统需求会越高。

  现在工业物联网的另一个研发重点,是系统的通讯接口串连,目前制造设备中,最完整的通讯接口是国际半导体协会所订的SECS/GEM通讯协议,几乎所有的半导体机台都会内建此接口,由于半导体产业发展相对完整,因此目前PPV设备自动化生产在线,已引进相同的通讯接口,未来LED机台也可能采用,未来各类型的生产机台,也会有类似的共通接口。

  随着制造业的厂商规模增大,机台数量势必会越来越多,在整合概念下,各机台之间的通讯互连已是必然,而机台互连设计时,与其要重新研发新技术,不如沿用已有的成功标准,在此情况下SECS/GEM的应用领域将会越来越多,目许多大厂如台积电、联电, Global Foundry、三星,都已导入相关通讯产品。

  经过过去几年的市场教育,工业4.0现在已开始进入实质导入阶段,而工业物联网是工业4.0的基础架构,系统建构时必须与现有设备全面串接,对制造业者来说,这是工厂生产的第一线现场,所有未能掌握、意想不到的细节与状况,都有可能干扰、延滞系统的建置,然而这也是工业4.0中所有智慧愿景的启动点,因此制造业者若要走上数字转型之路,这是必然要面对的课题。

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