軟硬體整合平台 降低工業物聯網門檻

國家儀器技術行銷經理吳維翰。

隨著應用方向不同，物聯網可概分為消費性及工業物聯網兩大類，後者的應用領域涵蓋各類基礎建設、公用事業及製造工廠等，這些設施需藉由物聯網提升效益，尤其迎接智慧製造及工業4.0時代的來臨，量測儀器彼此間連結，進而將測試資料匯聚成大數據的趨向已越來越明顯。

國家儀器(NI)主要鎖定工業物聯網領域提供方案，其中又以PXI平台最為著名，「PXI平台的核心精神是透過模組化平台來滿足各式各樣的量測需求變化，基本上就是將多種儀器，例如示波器、電表等化為一片片機卡，整合於同一機箱內，並透過軟體定義機卡組合來完成特定測試目標，」國家儀器技術行銷經理吳維翰指出，「軟體的靈活性足以實現當下最新的測試需求，另一最大的好處就是可以減少客戶端對於硬體設備的重複投資。」

PXI平台  減少硬體重複投資成本

PXI是以電腦架構平台整合PCI電子匯流排功能，搭配CompactPCI的模組化 Eurocard封裝，可新增專用的同步化匯流排與主要軟體功能，適用於量測與自動化系統。據了解，由NI於1997年開發並於1998年發表的PXI規格，現已由超過70間公司組成的PXI系統聯盟 (PXISA) 所主導，並持續推展PXI成為標準規格，以能有效溝通其他裝置。

量測儀器功能不出擷取、分析、呈現這三大方面，過往幾乎為獨立作業，然而，在智慧製造的目標下，透過工業物聯網聯結，各產線上的儀器的資料量及資料流都會進行匯聚並分析，進而產生有意義的結果並實現產線智慧監控的目的。同樣是透過大數據分析，NI針對遠端裝置，例如風力發電所需的風機裝置等也提供機器狀態監控(MCM)解決方案。

量測監控  進入大數據時代

「透過大數據分析，我們可以得到多台風機的歷史資料，如此就能針對當地風向、風力及歷年來的氣象資料等，透過分析可以預防特定季節氣候可能造成的損害。」吳維翰指出，「MCM可以提供機器狀態的相關資訊，只要採用正確的方式，就能防止意外停機所帶來的損失、優化機器效果，並且縮短修理時間及降低維護成本。」例子之一是AMS公司採用NI LabVIEW和CompactRIO，打造出客製化線上監控(OLM)解決方案，實現線上監控核能發電反應爐的目的。

從量測出發，NI位工程師提供更多元的設計工具，例如上述提到的CompactRIO和NI LabVIEW。其中，CompactRIO平台包括嵌入式控制器、高效能I/O模組，並提供使用者設定的FPGA，有利於工業物聯網嵌入式控制與監控系統的設計和建置。

吳維翰指出，「基本上，透過CompactRIO控制器，就能直接連至感測器、顯示器、攝影機、馬達、資料庫和企業系統等，不需再建置個別的子系統。」針對工業物聯網的部署，系統設計的簡化有助於降低業者的進入門檻。

建立跨領域溝通平台  加速系統開發及建置速度

此外，LabVIEW系統設計軟體可以說是NI平台的核心，吳維翰強調，「LabVIEW是一個跨領域的設計工具，我們希望能為工程師創造一個共通語言，以加速各種應用開發速度。」LabVIEW提供圖形化的程式設計語法，能大幅簡化工程系統的顯示、建置與編碼作業，協助工程師縮短測試時間。

針對量測應用，LabVIEW可在單一軟體環境中整合NI或第三方廠商的資料擷取硬體，同時還能提供豐富的訊號處理程式庫，以及專為呈現量測資料而打造的使用者介面控制元件，進而實現自動化多項量測作業。

針對自動化測試，由於LabVIEW能同時支援包括傳統儀器與軟體定義儀器等在內的數千款儀器，以及多核心與FPGA等先進技術，再加上圖形化與文字式程式設計選項，所以能有利於開發高效能的自動化測試系統。

在工業物聯網的發展過程中，複雜的工業系統及持續進步的自動化設備，不斷提高企業者進入智慧製造領域的門檻。NI提供從量測到設計工具一應俱全的方案，期能協助企業順迎接工業4.0時代。