COM模組結合載板實現工業4.0智慧型機器自動化
肇因全球競爭加劇、產品生命週期縮短、小批量混線生產需求驟增等緣由,促使各國亟欲實踐工業4.0,首要之務便是將傳統機器人與機台升級為智慧設備;堪可作為機器人或機台控制器「心臟」的模組化電腦,則為智慧化升級提供最短路徑。
伴隨工業4.0話題延燒,使智動化、智慧工廠躍居熱門議題,欲實現這些課題,便需要倚賴智慧機械(IM)與智慧機器人(IR)作為發展基礎;因此對機台或機器手臂廠商而言,如何讓原本不具智能的設備,儘速加入運算、量測、運動控制與機器視覺等能量而變身為IM、IR,實為重大挑戰。
綜觀許多機械設備或機器人大廠,以往自行開發控制器主機板,隨著科技進步,CPU世代加速演進,加上基於工業4.0需融入更多功能項目,迫使廠商必須頻繁更改主板設計,並耗時接受認證,影響Time-to-Market的速度;這些廠商為擺脫困境,開始評估採用嵌入式模組化電腦(Computer-On-Modules;COM),僅需換置COM CPU模組,即可達到設備升級需求,無需重新設計整個主板,同時大幅提升產品開發速度。
COM模組提升開發效率 但亦衍生諸多挑戰
採用「載板+COM」模式,靈活性固然大增,但依舊存在考驗。首先COM模組非完整單板電腦,而是猶如一顆心臟,需將功能訊號連結到載板,藉以發揮各種應用控制功能;但如果產業應用設備出現失效,廠商為了排除障礙,往往直覺反應追溯故障根源,但癥結點可能在載板、COM模組或其他週邊卡,查找難度不低,因此若無專業技術團隊輔助,無法在短時間內抽絲剝繭找出根本原因。
此外Intel處理器世代迭有更替,廠商都期盼COM模組的供應商,能亦步亦趨完全支援其產品升級需求;惜因多數COM模組供應商無力做到「代代跟」,導致供需雙方步調不一,出現需求缺口,甚至COM模組供應商即便支援某些新款處理器,但送樣速度仍舊遲緩,難以迎合客戶期待。
更重要的,有志發展IM或IR的業者,專案型態往往趨向多樣化,經常涉及韌體(Firmware)修改、BIOS客製化等複雜需求,亦須支援Windows、Linux或RTOS等多種作業平台,故需採用特定開發套件,以便將COM模組訊號順利連接到載板上。但現今不少供應商採用外包模式,無計劃培養專業軟體工程師,將諸多工作託付第三方業者,以致不具備獨力解決問題的能力,也無法立即解決各種專案的技術問題。
技術團隊迅速到位 協助排除設備失效因子
某國際性的機械手臂大廠,從早期自行設計主機板,直到後來開始引進COM模組,一路走來的歷程,曾面臨前述難題。凌華(ADLINK)更積極思考如何運用自身優勢條件,提供適當的COM模組方案,協助解決客戶的痛點。
首先,一旦客戶通報設備故障,無論事故發生地點為何,凌華技術支援團隊都會迅速趕赴現場,與客戶齊力分析故障源頭,即使最終確認與COM模組無關,亦提出專業建議,協助客戶排除障礙。
技術研發方面,凌華斥資建立訊號量測實驗室,針對所有電腦輸出與輸入訊號的波形執行量測,以確認其COM模組的設計與製造完全符合規範,另在產品設計階段,亦啟動完整的生產性導向設計(DFM)驗證機制,種種努力,在於確保產品相容性與可靠度殆無疑慮,同時更領先業界提供寬溫產品,滿足客戶各種嚴苛需求。
設計/製造一條鞭 完整掌握問題解決能力
另值得一提的,綜觀凌華COM產品從無到有的整段歷程,除PCB洗板外,舉凡設計、製造皆親自操刀,故有能力呼應客戶之於Firmware修改、BIOS客製等各類需求,且廣泛支援Windows、Linux、VxWorks或QNX等作業平台,甚至進一步提供驅動程式、開發板支援套件(BSP)及各類介面轉換套件,以利客戶加速解決疑難雜症。
凌華為「英特爾物聯網解決方案聯盟」全球僅五家的優選會員(Premier Member)之一,得以掌握快速送樣優勢,送樣時程平均早於同業逾2個月,也是少數針對Intel處理器可以做到「代代跟」的業者,所以不論客戶產品發展需搭配任何世代的處理器,凌華皆可提供緊密支援。
總括而論,隨著工業4.0浪潮如火如荼延燒,帶動IM與IR市場需求直線竄升,促使智慧機械或機器人廠商,與凌華COM模組團隊建立夥伴關係,彼此通力合作,加速催生各項智動化應用,朝向更智能化工業4.0目標穩步邁進。