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放眼自动化领域整合能力为大势所趋
通讯介面、软体与节能成三大关键

【作者: 姚嘉洋】2013年10月16日 星期三

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台北国际自动化工业大展是工业自动化领域与制造业者的年度盛事,参展厂商除展出最新的自动化方案,也同样取得最新的资讯,对制造业者来说,此盛会聚集了当前最新技术,透过展出产品与会中的人脉资讯交流,将可为检视自家的厂房的生产能力与营运效率。


自动化领域涵盖相大量技术,从PLC(可程式逻辑控制器)‧变频器、马达、I/O模组与HMI(人机介面)等,都属于自动化领域的其中一环,而为了能让生产流程更能运作顺畅,这些应用领域彼此之间又必须环环相扣,因此在展场中,不时可以见到一家厂商同时展出多种的解决方案,并加以串连,希望能提供客户「一站式」的服务,尤其是家大业大的外商,在产品线齐全的态势下,多展出了相当完整的解决方案。


用串联打造自动化流程


台湾西门子工业领域总经理海尔曼(Andreas Herrmann)就提到,完整的制造业价值链涵盖了产品设计、生产规划、生产工程、乃至生产执行与服务;然而过去的线性流程已不能符合市场需求,若要锻造优势,我们需要结合软硬体,同步进行研发、设计与制造,提升效率,这是制造业未来的趋势。


海尔曼进一步表示,工业复兴」浪潮对自动化带来了重大改变,而「整合」为转型致胜关键,西门子的TIA Portal(Totally Integrated Automation Portal;全方位整合自动化平台)则是以此为核心概念,这平台最大的特色是整合了制程内的各种异系统,HMI、马达驱动、PLC或是I/O模组等,都可在此平台上协同编程,过去这些产品各自有独立的开发工具来进行设计,如今拥有了TIA Portal,不论是产能、效率或是设计弹性上都可以大幅提升,据了解,晶圆代工龙头、面板大厂与EMS大厂,都已采用西门子的TIA解决方案。


海尔曼认为,台湾在全球OEM与产品制造方面扮演相当重要的角色,从大型企业乃至中型企业的规模,若要拓展全球市场,在工厂自动化方面就必须按部就班,思考如何将生产流程加以串联,才能进一步谈到效率提升。


在智慧工厂方面,北尔电子行销部技术专案经理何辅仁表示,智慧工厂的范畴毕竟太大,所需的自动化系统甚多,北尔以HMI切入,尽可能满足每个垂直市场或是以横向连结每个系统。


他透露, HMI是偏重上层的控制系统,可以广泛与各类系统加以串连,像是先前所谈到的通讯系统,或是常见的PLC与PAC都能有效整合,甚至与其他大厂配合,都不是技术上的问题。其他如和泉电气,也在展场上推出整合HMI与PLC的解决方案,现场人员表示,这种产品相对不占空间,成本也相对较低,目前是以小型的PLC搭配HMI的作法,来测试市场的反应。



图一 : 利用HMI来串连各个系统,以有效控制整体的作业流程,这种作法除了北尔外,其他厂商也开始采取相同的策略,意味着HMI有着极高的重要性。
图一 : 利用HMI来串连各个系统,以有效控制整体的作业流程,这种作法除了北尔外,其他厂商也开始采取相同的策略,意味着HMI有着极高的重要性。


过去工厂的许多系统仅有控制却并没有记录功能,随着云端运算的兴起,总公司都会需要各类系统所记录的资料,来转化为所需要的资讯,所以自动化领域的连线能力也至关重要,对此何辅仁表示,北尔目前在连线技术方面是采用乙太网路与Wi-Fi为主,过往工厂自动化在采行Wi-Fi上,在稳定度或是速度方面的表现并不是相当稳定,不过演进到后来,已有一定的表现品质,像是水库这类大区域的应用环境,就相当适合用Wi-Fi来进行网路布建。


不过,对于ABB(艾波比)来说,其市场策略又有些许不同,ABB行销主任刘文绮表示,今年的参展主轴,是希望能让市场进一步了解ABB在「控制」领域的解决方案,而在当中又可分为:运动控制与制程控制。前者涵盖PLC、马达、变频器与机器手臂,后者则包含了电力系统、IT与OT(Operation Technology)的整合等,后者的作法多为常在厂房见到中央控制室,用以整合工厂自动化流程与IT后台,这即是IT与OT整合的最佳范例。



图二
图二

图三
图三

图四 : ABB今年以「控制」作为参展主轴,其解决方案的完整性亦不遑多让。
图四 : ABB今年以「控制」作为参展主轴,其解决方案的完整性亦不遑多让。


此外,由于厂房必须24小时不断运作,因此ABB也有提供不断电系统的解决方案,作为自动化流程的备援,ABB在不断电系统领域,也已获得社群网站的领导业者脸书的采用,足见ABB在不断电系统市场的技术能力。


刘文绮表示,ABB与其他自动化大厂都是用开放心态,来看待客户需求,她直言,ABB的市场策略是从最小的单一系统,到整体的工厂自动化流程,都有解决方案可以提供,换言之,解决方案也就相当完整。


串连自动化通讯​​介面至关重要


摄阳企业FA机电事业本部张世明副理指出,为了要让客户在整合上能更为容易,选择业界常见的标准,就成了各家自动化大厂彼此之间的默契,乙太网路就成了最好的选择,因此像是西门子或是ABB选择乙太网路作为通讯介面,是可以预期的结果。他也谈到,摄阳在PLC方案上,也搭载了乙太网路介面,不论是在大楼自动化或是厂房自动化都可透过乙太网路与各类系统进行资料传输。


软体是自动化的灵魂


然而,尽管自动化领域已有诸多开放的通讯介面,有助于整体自动化系统的硬体建置,但光凭硬体面仍然无法让整体产线的生产自动化达到更加完善的地步,除了西门子利用TIA Portal来让旗下各类系统,用单一软体介面来完成流程设计,其他的自动化业者也有雷同的作法,台湾欧姆龙机械产业专案营业部副部长郑顺元谈到,欧姆龙旗下的Sysmac Studio,其开发环境亦有3D图形显示、除错与整合研发等功能,这就可以协助客户在开发欧姆龙的PLC时缩短其开发时间。



图五 : 要能让每个不同的装置加以串连,并实现自动化作业流程,软件的易用性与链接性,也是诸多外商们所诉求的重点。
图五 : 要能让每个不同的装置加以串连,并实现自动化作业流程,软件的易用性与链接性,也是诸多外商们所诉求的重点。


只不过,在软体面要如何加以衔接不同业者的硬体,亦是难题之一。对此,北尔电子产品管理部产品经理张资芳则是强调,北尔电子在软体方面可利用C语言加以编修,以达到所需要的功能需求,所以在面对不同业者的硬体产品,北尔一样能够完成系统整合,来满足客户需求。


回归营运成本概念节能议题发酵


在节能方面,西门子将时下相当热门的智慧电表议题纳入讨论,西门子工业自动化事业部资深经理罗龙翔也表示,过去在厂房的电表建置上,往往只有一个总电表来检视​​整体厂房的用电状况,但这种作法对于现今的营运成本控制的概念有一定程度的落差,原因在于现在经营者需要知道:「厂房各个系统的用电状况」,以进一步作好成本控管,关于此点,西门子也有对应的解决方案能满足市场需求。


罗龙翔直言,过去大多的机电整合业者相对在乎供电的品质问题,在节能议题上反倒较少着墨。他也表示,节能一定有其市场需求,但毕竟是刚在起步阶段,因此在作法上,西门子会免费提供解决方案给客户试用,若能在节能方面产生一定的成效,后续再来讨论进一步的合作事宜。


同样的,ABB也有类似的作法,刘文绮不讳言,ABB也并非所有的硬体方案都有提供,像是智慧电表,ABB就是采取与第三方业者合作的方式,来满足客户需求。她强调,尽管ABB没有从事电表产品的生产,但ABB有参与智慧电网的标准制定。她也观察,用电成本的计算的确是目前工厂自动化相当重要的课题,在台湾市场也有相当大的需求动能,因此整体说来,ABB并不会在工业自动化的节能领域缺席。



图六 : 考虑厂房的营运成本,了解各系统的用电状况,进一步控制用电成本,也成了客户们的需求之一,为了抢食节能商机,西门子与ABB等业者,都已经开始布局。(TO美编:ABB的LOGO帮我去掉。)
图六 : 考虑厂房的营运成本,了解各系统的用电状况,进一步控制用电成本,也成了客户们的需求之一,为了抢食节能商机,西门子与ABB等业者,都已经开始布局。(TO美编:ABB的LOGO帮我去掉。)

结论


大体上,从各家大厂所展示的解决方案中,不难看见,软体、通讯与整合能力,成为自动化领域的重要关键,即便自动化领域不若消费性电子有着快速变动的特性,从经营层面来考量,相信客户也不会愿意频频更动产线机台,来增加无谓的困扰。不过,同样也是从经营层面出发,节能议题也开始在自动化领域发酵,可以预见的是,明年的展会主轴,除了整合能力外,节能的重要性也会更为提升。


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