泓格訴諸資訊採集分析 助力打造高效節能工廠
近年來工業4.0、智慧工廠等議題備受製造業界高度關注,發燒指數不斷挺升,早期以I/O方案起家、身為自動化產業一員的泓格科技,也順應這股趨勢,積極投入研發工業4.0相關解決方案,以協助製造企業,儘速從設備自動化推進到工廠智慧化。
泓格科技計劃處副理林千博表示,儘管工業4.0計畫由德國推動,然而綜觀兩岸華人世界,舉凡生產力4.0、中國製造2025,乃至兩化合一,各項目無論在目標設定、進程規劃上,其實都大同小異。
深究工業4.0的價值,說穿了其實很簡單,即是為了彌補先前工業革命之不足。林千博解釋,早期不管是PLC或機台,普遍缺乏聯網能力,因此工業4.0訴求的重要第一步,便是賦予製造生產機台聯網能力,有了此能量作為基礎,才能接續實現各項遠大目標,包括提升製造的電腦化、數位化、智慧化,促使資訊化與工業化的高度結合,終至建立綠能、智慧、協同的智慧工廠。
藉設備聯網彙集資訊 逐步邁向智慧工廠
簡言之,經由設備聯網整合後所能取得的資訊,就代表實際生產過程或產品資訊,因此隨著整個廠區持續提供相關資訊,便可彙集為大數據,提供廠務工程師、設備工程師、管理者或大老闆,進行分析、管理與決策制定,後續當這些決策方針執行下去,還可沿用先前資料收集模式,再經由整理分析,提供予管理者作為決策調整依據,如此良性循環,有助於讓工廠策略一步步邁向最佳化,實現智慧工廠目標。
有關工業聯網系統架構的建置步驟,將依循資料採集、系統整合(通訊)、資料集中存取、雲端化等先後進程,循序佈建感知層、網路層、應用層。其中感知層內含無線傳感網層、感測器,旨在收集環境、效能、品質、能源等方面的資訊;網路層內含應用閘道器、廣域網路層、傳感閘道層,扮演物聯網資料庫中心、物聯網管理中心等角色定位;至於應用層則內含應用、分析與優化層、服務平台層,藉由資訊開放平台、雲端運算平台、服務支援平台,建構物聯網應用支援機制,因此舉凡SCADA、資料庫與OPC,都位居此一層次。
回過頭來看泓格科技的產品結構,其實也正好散佈在資料獲取、系統整合、集中管理、雲端應用等不同領域,針對感知層部份,擁有各式有線或無線I/O產品,網路層部份則有閘道器、Converter及工業級交換器,應用層部份提供組態軟體、顯示面板。
林千博接著介紹常見的控制方式。首先是簡易型控制方案,由一組PAC/PLC控制器,搭配Sensor、Actuator所組成,舉例來說,若用戶需要做機房的恆溫恆濕管理,此時只要透過控制器收集Sensor資料,進而控制閥或風量即可,便適用這般簡易型控制情境;其次是兩層式架構,在控制器與Sensor/Actuator之間,多了一層遠端I/O,沿用上例,假使企業同樣做恆溫恆濕管理,但需要控制多座機房,即適用此類架構;再者是適用於更複雜案場的三層式架構,不僅需要同時管理其他環境資料,且需要統整不同通訊協定,整合工作相對複雜,此時即可考慮採用圖控軟體來作為整合樞紐。
倘若系統格局更大,有不同廠區需要做整合管理,則可將資訊整合到雲端平台,執行後台的海量資料分析與管理,也可一併開放讓遠端裝置進行瀏覽與監看。
電流通訊監測與I/O並聯 實現設備聯網
林千博剖析現階段工廠面臨的課題,首先是少量多樣,低產品生命週期;其次是製造業人工成本低廉已成為歷史,意謂勞工成本增加;第三是利潤長期在低端徘徊;第四是直接或間接污染正在持續,導致節能環保需求高漲。在此前提下,唯有讓傳統工廠走向智動化應用,方能有效解決前述難題。
著眼於此,泓格科技訴求透過自動化監控方式,協助製造企業打造一個安全環境;促使製程參數數位化,以確保產品的品質;掌握各種能源消耗資訊,藉此降低能源成本;期望藉由自動化與數位化的歷程,幫助用戶增加工作效率,終至提升產能、增加利潤。
迄至目前,泓格科技可提供的設備聯網方案,包括幾個選項,首先藉由電流監測,推動用電分析、用電異常分析;透過通訊監測,強化設備本身的聯網功能;針對還未實現設備聯網的案場,則建議用戶透過I/O並聯監測的土法煉鋼方式,執行I/O接點並聯監測。至於現已累積的具體案例,則含括了工廠變頻器監控、PCB設備聯網、空壓機節能、機台狀態監控(採用與三色燈同步的方式)、面板廠機台產線監控,並曾協助汽車輪圈廠建立即時看板系統,以及同時採用三色燈與無線方式執行機台狀態監控。
另外,泓格科技曾協助食品廠建構生產效能、設備預警、環境監測等管理機制,滿足生產履歷管控需求;同時也透過機台電流檢測,一方面藉以改善用電措拖,二方面更透過智能電錶測量每台機台設備關鍵元件的電量,一旦發生可疑異常,便能適時預警,以利提早預防保養,避免釀成停機風險。
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