凌華助客戶邁向數位化 實現智慧工廠首部曲

2016/12/22 - DIGITIMES企劃

隨著工業4.0浪潮席捲，使智慧工廠躍為製造產業當下熱門議題之一；對此凌華科技量測與自動化產品部門自動化產品中心資深產品經理楊家瑋認為，欲實現智慧工廠，必須循序歷經數位化、網路化及智能化等三大進程，其中數位化堪稱關鍵首部曲，是製造企業務先實現的里程碑。

楊家瑋說，市面上不少業者倡議資料為王概念，撈資料固然是必經之餘，但更重要的則是理解大量資訊背後象徵的意義，否則縱使彙集了豐富的轉速、溫濕度等物理數據，也難以形成決策判斷依據。因此推動數位化的重點有二，一是設法讓設備聯網，再者則是針對有用的資訊做高度整合。

一般而言，工廠現況分為兩大類，分別是Brown Field、Green Field。所謂Brown Field，意指未聯網設備，甚至還奠基在DOS、NT2000等老舊系統，對於這些設備進行資料擷取，必須下苦功，只因在現有產線運作不容報廢之下，如何讓陳舊設備聯網，確實是一大挑戰。總括而論，阻礙設備聯網的因素，不外受限於專屬協定、原廠不願釋放智財權、侵入式擷取資料有喪失保固權益之虞。

針對前述挑戰，凌華主張解決之道必須兼具幾個特性，需以共通方式串接不同通訊協定，此外需顧及延展性(從設備延伸到整體產線)，資料傳輸必須即時，要符合經濟實惠原則，更重要的是採取非侵入式做法，儘可能不動產線，以確保產能無虞；符合這些件的解法，則涵蓋控制單元(RCU)、遠程終端控制單元(RTU)、閘道器加主網域控制站(PDC)，及數位伺服控制系統(DDS)，對此凌華皆可提供完整方案。

以凌華閘道器而論，係以Edge Pro V2軟體為核心，向下提供Modbus RTU Connector、Modbus TCP Connector及Connector SDK，以串接不同協定，對上提供DDS Connector、MQTT Connector與REST Connector，旨在將資料串聯至雲端或後台資料庫，執行IT與OT橋接任務，彷彿對老機器貼上心電圖，擷取其神經內臟的脈動，惟優先目標僅止於被動檢測。

藉EtherCAT營造高同步性  大幅提振產能

Green Field則不然，意指已具基礎連線能力的新設備，此時數位化重點，便可往前一步推向主動優化層次，譬如集結EtherCAT、IP及人工智慧(AI)等專業人才，藉由資料建模，將原本留存老師傅的知識加以系統化，甚至達到一邊生產、一邊調整，以降低不良率與提升產能。

由此觀之，Green Field之於數位化議題，能發揮的空間更大，比方說可思考在機構面幾無改變的狀況下，訴諸最經濟的成本代價，藉由EtherCAT實現運動高同步性，大幅提高每小時產出單位(UPH)，此乃由於，EtherCAT是最符合成本效益的驅動單元，而EtherCAT Motion 16軸線性補間效能，更勝傳統脈衝式運動控制達20？200倍之譜。

值得一提的，凌華即將推出PCIe-8338新款EtherCAT Master Controller，將以250 us優異水平刷新業界最小控制週期記錄，至於在從端部份，則預計在2016年底或2017年初將推出有關溫度量測、高速位置比對觸發等兩項模組，以後者而論，意在協助客戶即使在分佈式網路環境，仍可達到以往為倚重的即時性事件觸發功能。

凌華現已提供包括主站控制器、從站模組等完整EtherCAT方案，不僅從端兼容不同廠牌主端控制器，其EPS系列運動控制模組亦支援第三方EtherCAT Master，甚至可支援各式非EtherCAT馬達，譬如步進馬達、DD馬達等，且所用的函式庫與過往脈衝式或分佈式運動控制函式庫完全相容，期使客戶易於升級、且彈性配置運動控制系統。


圖說：凌華科技量測與自動化產品事業處資深產品經理楊家瑋。