整合異質生產設備 逐步實踐智慧製造願景

美商英特蒙亞太區業務與行銷副總裁洪育浩

在商業環境快速改變、企業競爭日趨激烈的時代下，可降低生產成本、提升生產效率、解決勞動力人口不足，以及滿足少量多樣生產趨勢的智慧製造，已成為世界各國最關注的議題。而根據拓墣產業研究所報告指出，在美國、德國、日本、台灣等主要製造業大國積極推動先進製造策略下，2018年全球智慧製造及智慧工廠相關市場規模將達2,500億美元。

拓墣產業研究所認為，智慧製造概念將帶動製造業服務化、標準技術訂定與智慧管理建置等三大趨勢，因為現行傳統製造業多以大量生產、降低成本為主，儼然已不符合時代需求。而在消費者體驗至上的新時代下，融合物聯網技術的智慧製造，將是達成少量多樣且大量客製化生產的不二法門。

研華工業物聯網事業群專案課長陳彥鳴說，以現行各種IOT、自動化技術，企業要打造一座全新的智慧工廠，並非是不可能達成的夢想。然而全球符合工業4.0規範的智慧工廠不多，箇中關鍵在於多數企業在考量土地取得成本、投資金額等因素下，偏向把傳統工廠升級為智慧工廠，因此要如何在投資成本、效益、時程之間取得平衡，才是企業主必須克服的最大挑戰。為此，研華針對不同產業與營運特性，推出連網功能、自動化、即時性、整合性、可視化、人性化等六大面向解決方案，讓企業可依照自身進度逐步升級，進而感受到生產線智慧化帶來的效益。

三段式升級法  降低初期投資成本

簡單來說，智慧製造是由感測元件、物聯網、虛實整合系統、雲端運算，以及巨量資料分析等創新技術，相互搭配而成的生產模式革新，此種將生產線智慧化過程，將讓製造業管理機制與效能獲得提升。面對此種趨勢，研華運用在工業電腦、工控技術及自動化設備的技術與經驗，進一步推出多種整合軟、硬元件的解決方案，用物聯網思維協助企業跨入先進製造之列。

研華針對工業4.0應用發表的多種解決方案，涵蓋設備自動化、設備監診與效益優化、機台監診與預防保養、MES整合及生產履歷、廠務能源管理、廠務環境監控等等，期望以此自動化系統與雲端創新技術，協助企業實踐智慧製造的願景。

尤其看準企業多傾向從既有工廠升級，所以研華將邁向智慧工廠之路分為三大階段，首先是針對生產製造設備領域，做到全面設備感知與聯網，以達到資料透明化及生產資訊可視化。其次，再做設備製造參數與生產訊息的整合及資訊管理，最後則是將收集到的多元化資料，提供第三階段智慧設備與巨量資料分析，以便達成智慧生產的目標。

陳彥鳴指出，面對商業環境的快速變化，在提升自身競爭力的前提下，多數企業對智慧製造議題其實非常感興趣。然而深究企業主裹足不前的原因，在於不知道要投入多少經費、時間，才能獲得生產設備升級帶來的好處，所以研華才會選擇先從資料透明化及生產資訊可視化著手，讓企業能即時且精準掌握生產線狀況，再決定是否要往第二、第三階段邁進。

運用Webaccess平台  整合異質PLC設備

回顧企業從工業2.0向工業3.0邁進過程中，企業為因應不同時空背景下的生產需求，勢必會採購多套生產線所需的PLC系統，只是受限於品牌上的限制，僅能使用該品牌專屬的即時延伸模組，無論是功能或即時處理的支援性均有侷限。正因如此，長期下來勢必會讓控制器數量暴增，加上欠缺支援智慧設備所需的運動控制和機器視覺功能，不僅將導致生產效能難以提升，設備維護成本也會不斷攀升，反而成為跨入先進製造的絆腳石。

美商英特蒙台灣分公司亞太區業務與行銷副總裁洪育浩認為，市面上PLC解決方案品牌甚多，且需搭配專屬通訊協定才能達成視覺、通訊I/O等多元控制需求。只是功能需求愈多，所需購置的PLC硬體也會增加，且只能使用供應商的專屬PLC語言，無法用常見的C/C++語言進行開發，更遑論與其他品牌系統互動，徒然增加成本支出。一旦面臨使用流暢度與功能上的問題，最終只能尋求原廠工程師協助，且開發時間與成本根本難以估計，也成為企業建構智慧製造流程的最大挑戰。

換句話說，企業若要將傳統工廠升級為智慧工廠，應該要採用「工業標準」的「軟體自動化平台」，藉此整合既有異質PLC系統，加上EtherCAT「隨插即用」，充分使用電腦百分百的效能，達成減少設備採購成本的目標。而美商英特蒙的KINGSTAR軟體自動化平台，支援工業標準，可支援市面上所有品牌的EtherCAT驅動器與I/O模組、專業運動控制、支援GigE Vision視覺系統甚至OPC UA，達成統一控制裝配生產線與機器的目的，搭配後續添購的人工智慧或巨量分析平台，可立即在同一台自動控制的電腦裡，收集並分析來自四面八方的生產資訊，上傳雲端，最終達成優化生產線、提高生產效率的目標。

洪育浩解釋，KINGSTAR是具備「隨插即用」技術的軟體自動化平台，非常適用對於工業運動控制、機器視覺與可程式化邏輯控制器系統整合商之用。多年前，KINGSTAR裡的即時系統，RTX早已獲得西門子軟體的肯定與合作，證明該平台穩定性與相容性。

KINGSTAR平台底層是高階即時系統(RTX64)，即時性能與執行效能絕佳，也支援乙太網控制自動化技術(EtherCAT)標準，內建相當豐富的功能，如Soft Motion、Soft PLC(符合國際標準IEC-61131及PLCopen規範)，與第三方合作的Real-Time Vision等等，讓工程師可直接取用與選擇，藉此加速應用開發時程、節省硬體成本，輕鬆達成整合自動化功能的目的。