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制造厂商全力布局智能工厂
技术成熟 趋势明确

【作者: 王明德】2014年08月25日 星期一

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智能工厂成为当红议题,除了政府单位致力推广外,各设备制造商也纷纷投入,虽然业界的作法不一致,不过仍有其脉络可寻,就市场现况来看,「云端运算」、「Big Data」、「物联网」可说是目前厂商在此领域的产品概念交集,欧美厂商西门子、施耐德、洛克威尔与台湾厂商研华、凌华、泓格等,其智能工厂的产品,都涵盖在此三大概念下。


图一
图一


研华


研华在智慧工厂的布局,主要以「制程管控可视化」、「制程监管全方位」、「制造绿能」等三大部份,研华业务经理施文森指出,工厂要达到智慧化,各系统设备之间的讯息除了必须无缝链结外,还须完全透明,如此一来管者方能全面掌握系统内所有设备的状况,而讯息要透明,整合是第一步,现在的自动化设备虽然已开始整合,算是已完成第一步,但整合后的讯息处理,这就是自动化迈向智慧化的重要步骤。


「制程监管全方位」为物联网概念,其作法是透过无线感测网络的布建。让系统内所有的监测节点都可将侦测倒的讯息上传,以供后端管者分析,并藉此制定决策,施文森指出,现在的工厂软件平台会与后端的管理软件如ERP、MES整合,后端的软件要进行决策时,必须倚赖大量的讯息来源,建立起足够数量的样本数,决策质量方能达到最佳,无线感测网络的广布,将会是制程全方位监管的最重要建置。


「制造绿能」则属于厂务系统,此类建置主要作为能源如水、电、空气质量的管控,将所侦测倒的能源数值图形化,让后端易于观看、辨别,并将人机接口与行动装置结合,让管控人员可随时掌握厂房内能源的即时消息。


施耐德


施耐德是全球自动化与电力管理大厂,在自动化领域,过去多以「电能」作为产品主力,面对智能工厂,也提供一系列的自动化能源管理产品,施耐德工业暨机械自动化事业部总经理孙基康指出,施耐德长期布局自动化领域,其自动化产品线相当完整,无论在制程设备或厂务系统,都有相关产品。


对于智能工厂的未来架构,孙基康与其他业者的看法一致,都认为「物联网」会是智能工厂的主要精神,他表示,现在的自动化系统都已有一定程度的整合,但是整合之后的讯息使用仍未臻完善,其实这些讯息可以做更有效的应用,只不过现在的自动化系统在软件端的建置相对较少,以致系统所产生的数据无法发挥更多附加价值,而要产生这些价值,制造业者除了将数据应用在原来就有的自动化系统外,还须将其链结倒后端的ERP、CI等IT平台,方能使讯息有更进一步的应用,相较于一般自动化业者,施耐德除了提供动化领域的软硬件产品外,在后端管理系统也一应俱全,业者可使用失耐的的产品,建构一系列的智能工厂架构。


洛克威尔


工厂智慧化的定义,除了让设备本身的功能更聪明,系统设计前期的设备选择,也是广义的智慧化定义,这几年全球制造业进入微利时代,如何提升设备CP值,已成系统设计者的重要考量,洛克威尔自动化IA整合式架构业务经理黄飞龙就指出,「最适化」已成为近年来制造业者的重要概念,这种强调整合性与最适化的服务,才是目前智慧制造主要面向,「简单应用,应用简单」成为这类自动化系统厂商追求的终极化目标。


洛克威尔在自动化领域的产品布局相当完整,而要从自动化转换到智慧化,洛克威尔提供「分阶段」替换,「从子系统整合,是目前主要的切入点。洛克威尔产品经理黄飞龙表示,目前这类整合性的全方位制造系统适用的场所,主要还是厂房面积较大、自动化倚赖较深,以及危险性较高的产业应用,「对中小企业来说,这样的需求性较低。」


至于串联,洛克威尔强调「共通」亦可以「整合」的Ethernet系统,「封闭式网络必须局限在制造商脚下,开放、标准化、共通的核心架构,才适合整合智能制造的系统。」黄飞龙认为,传统封闭式系统不仅移转及支持都很困难,整合及维护更是受到限制,透过单一控制平台,从装置到应用平台,才能提供信息共享的工厂全面控制及信息系统。


弹性可重组 单一多元整合适用


研扬


研扬在智能工厂的布局,主要是由目前的自动化技术进行延伸,研扬营运长林建宏表示,物联网将会是智能工厂的重要概念,过去无论是消费性或工业领域


,其产品运作主要都是P to D,也就是设备与人之间的互通,设备将讯息传送给操作人员,操作人员再依照讯息去操作另一部设备,后来D to D技术逐渐成熟,设备与设备之间的已能相互沟通,不过这只能算自动化的一部分,还称不上智能化,所谓的智能化,要让设备能自行判断讯息性质,自行做出最符合效益的判断,而讯息除设备本身所用外,还须传至云端平台,累积为海量数据(Big Data),藉此进行智能化控制。


现在智能工厂已成为自动化产业的未来主要方向,在竞争激烈的市场中,林建宏认为研扬的竞争优势,除了来自于过去累积的技术研发实力外,与母公司华硕计算机的产品互补,提供用户更完整的产品支持,更是该公司得以在智能工厂领域进行产品区隔的重要因素所在,目前研扬在嵌入式产品部份,与Intel合作密切,并整合华硕在云端运算的产品,提供客户完整的智能工厂解决方案,林建宏表示。


除了硬件外,研扬在软件部份也有对应平台,林建宏指出,软件平台是自动化厂商在智能工厂的决胜点,他坦言,其实在硬件方面,厂商彼此的差异并不大,因此软件就会是竞争条件的差异所在,研扬在此已有一系列的成果,导入企业将可依本身需求,打造最适合的智能工厂架构。


西门子


德国在2012年开始推动工业4.0概念,作为德国自动化大厂的西门子,在智能工厂领域所布局的产品,也都以此作为产品设计主轴,西门子工业驱动科技事业部副总经理郑智峰表示,工业4.0的核心概念在于透过虚实整合,让产线生产更俱弹性,他以德国的汽车生产为例,德国消费者在选购汽车,车上的绝大多数功能都可以选购,因此每一辆车的客制化程度都相当高,要因应此一作法,汽车制造商的产线必须保持相当高的弹性变动,而这还是现在已有的作法,当导入智能化后,此一作法还会再次进化。


郑智峰指出,未来的智能工厂将会是虚实合一,在接到订单的当下,生产线的所有环节就都已设定好,当订单一输入计算机,系统就会启动一连串的动作,包括检查产品所需的原材料是否足够?不够的话系统会自动向配合厂商叫料,此批产品会在何时生产?什么样的生产组合将会是优化?生产完后的产品包装、出货时间,甚至于出货车辆的预定调派,都会在接下订单的瞬间确定,这即是工业4.0的理想愿景。


要达到此一愿景的郑智峰认为必须根基于四个条件,包括自动化、网络化、讯息、智能化,这四个条件全部到位,工业4.0的愿景才会成真,而西门子目前在这四部份都已有相当卓越产品,这两年所推出的TIA(Totally Integrated Automation)平台就是工业4.0的概念性产品,TIA将西门子自动化系统的所有软件平台整合为一,并以此为核心,开发出贴合此平台的硬件产品,落实虚实合一的概念,郑智峰表示,未来西门子将会陆续推相关产品,成为制造业者架构智能工厂的重要助力。


泓格科技


何谓智能化?泓格科技研发处副处长林勤喻须从自动化谈起,现在的工厂设备都能按照当初设定的程序按表操课,不过这仅代表其具有「自动化」功能,离智能化还有一段距离,不过真正的智能化其实业界众说纷纭,各有各的意见,而就泓格科技的看法,云端运算、海量讯息、物联网三大概念,将会让未来的工厂系统具备真正的智能化。


林勤喻进一步指出,自动化要进展到智能化,关键在讯息的撷取、传送、储存、分析等步骤,透这四大步骤,工厂设备的讯息可以被完整撷取,并透过分析使其产生附加价值,这工厂设备又可分为制造端与厂务端,不过他也指出,这两者都需一定程度的系统规模,其效益产生才会快。


泓格科技在此领域的布局,主要以厂务系统为主,而厂务系统又分为两部份,一是节能,二为安全,在节能部份,泓格科技提供了包括灯具、空调、仪器等设备的电源管理侦测,安全性方面,则有各式安全监控产品,包括了汽车车牌辨识、消防设备、二氧化碳浓度感测、烟雾感测等,林勤喻指出,这些设备都被设计在物联网架构内,透过联网将讯息传送至后端管理平台,提供制作现场更安全的防护措施。


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