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20211008_DForum工業物聯網與智慧機械

開啟工控無「線」想像 西門子讓智慧製造合身、高效且安全

  • 賴品如台北

通訊是系統訊息傳輸的大動脈,對整合性有高度要求的現代工業而言,其重要性越來越高。工業通訊過去在穩定與即時兩大需求下,多以有線技術為主,近年來製造現場的效率需求快速提升,無線技術漸受重視,台灣西門子數位工業資深產品經理林瑞媛指出,新世代製造系統的無線通訊平台不僅要可靠、精準,還須強化資安機制,西門子近期推出的多種工業無線通訊解決方案就具備上述特色,將可協助業者快速打造智慧製造系統,順利完成數位轉型。

智慧化成為製造業近幾年建構工廠產線的必要概念,其中工業物聯網又被視為下一世代製造系統的骨幹架構,此架構的第一步是完整取得機台設備的位置與運作數據,才能順利完成下一步的製造現場可視化。

以往取得數據的方式是透過線纜連結機台,有線串聯方式雖然穩定,但不易滿足智慧製造系統的彈性化需求,林瑞媛表示,這也是西門推出iPCF、iPRP、KEY-PLUG、RTLS等工業無線通訊平台的主因。

在無線通訊技術中,近幾年的Wi-Fi 6,其16ms的傳輸速度已可符合工業系統需求,但林瑞媛點出,此技術的封包遺失與漫遊問題仍受工控業者質疑,對此她建議業者可採用西門子的iPCF與iPRP兩種解決方案。

iPCF等時不間斷的即時數據交換特色,可以讓各端點的通訊保持一致性,並大幅縮短設備在不同無線AP漫遊切換時間,保持系統穩定運作。iPCF的穩定即時(Real-time)特性更符合安全整體性等級(SIL)認證,安全信號也可透過西門子無線技術實現。

如果業者有意要進一步強化製造設備運作的可靠度,林瑞媛建議可導入西門子的iPRP,此平台可讓製造業者建立備援系統,並依自身需求,從2.45GHz、5GHz兩種頻段中選擇,例如兩個2.45GHz、兩個5GHz,或是2.45GHz與5GHz各有其一的組合搭配。

另外機台在移機或故障後的參數設定工作往往十分繁瑣,西門子的KEY-PLUG功能訴求快速回復特色,現場維護人員只要在新設備中插入KEY-PLUG,即可回復原始設定,讓機台在最短時間內恢復運作。至於RTLS則是專為設備定位而設計,此產品透過無線通訊技術,可即時偵測廠內的設備位置,小於50公分的精準度,為全球最低。

除了Wi-Fi外,5G也成為智慧工廠近幾年的重要議題,尤其是5G企業專網,更被視為製造業者打造智慧系統的絕佳選擇。

對於5G的應用,3GPP在當初制定標準時,就列出eMBB、mMTC與URLLC等三種應用類別,其中可廣布連結的mMTC與低延時的URLLC被認為最適用應用於工業製造場域,前者可減少大量設備的佈建成本,後者可以讓製程系統中的各機台即時同步運作。

對於製造場域的5G布局,由於西門子本身就是3GPP的成員之一,一直以來均積極參與5G制定,因此對標準與相關概念非常熟悉。

西門子除了各種5G通訊產品外,也可協助業者自建基地台,打造符合自身需求的5G專網,林瑞媛指出,製造系統需與產品生產流程、企業運作體系緊密配合,因此客製化程度相當高,業者在打造系統前,西門子團隊將先提供諮詢服務,並針對既有系統進行總體檢,讓製造業者共同釐清問題、設定目標,透過此一流程,製造業可以將系統功能完全貼合自身需求,並讓資源的分配合理化,順利展開數位轉型,強化企業競爭力。

圖說 :台灣西門子數位工業資深產品經理林瑞媛指出,智慧製造系統的無線通訊架構必須滿足效能、安全、適用、穩定等需求。(攝影/DIGITIMES)。