账号:
密码:
最新动态
产业快讯
CTIMES / 文章 /
工业通讯贯通智慧工厂
网路装置联网多端

【作者: 陳念舜】2023年03月27日 星期一

浏览人次:【3474】

基於现今资通讯产业持续发展,落实到工业物联网之间的通讯装置与协定也随之推陈出新,不仅克服了业者过去对於无线连网,总有相对不可靠的印象。且当制造业打造智慧工厂时必须要打造更富有敏捷、弹性的生产线及设备时,同时引进新一代有/无线装置和模组。


回顾工业4.0时代追求网实融合(Cyber-Physical System;CPS),直到目前净零碳排时代的碳盘查,无论是基础设备的资讯采集方法,或是设备精准回??控制能力,都必须先踏过设备联网技术门槛。云端储存及计算(Cloud storage & Computing)与工业物联网(Industrial Internet of Things;IIoT),成为推升制造业革新的主要动力。


藉此了解设备可提供外部使用的通讯介面,再透过设备听得懂的M2M语言与沟通方式,采集大量设备数据。再陆续透过人工智慧处理及分析制程、云端储存及运算服务等应用,完成系统决策後,迅速反应至制造现场;或者评估自身能力与需求,以制定布建计画、购买相应的通讯装置和零组协助。最後才能充份掌握生产资讯,提升产品良率和产线制程效率;减少人为失误、降低制造成本,实现智慧工厂和制造的目标与效益。


近年来在经济部工业局、精密机械研究发展中心(PMC)、63家系统整合商与多家产业公协会的共同努力下,透过推动智慧机上盒(SMB),协助中小企业顺利跨出数位转型的第一步。自2018年迄今共有17类产业、399家厂商叁与,累计完成10,466台设备联网,达成万机联网的里程碑,也让台湾智慧制造迈向新一阶段。


未来仍将协助企业逐步从联网化、可视化朝向透明化、可预测及自适化等优化进程。并藉由成功的案例经验,鼓励目前尚未踏上数位化进程的厂商能够加紧脚步,少花冤枉钱就可以转型带来创新、升级再创隹绩。



图1 : 在经济部工业局委托精密机械研究发展中心(PMC)执行下,已率先有63家系统整合商与多家产业公协会透过智慧机上盒(SMB),协助中小企业达成万机联网的里程碑。(source:经济部)
图1 : 在经济部工业局委托精密机械研究发展中心(PMC)执行下,已率先有63家系统整合商与多家产业公协会透过智慧机上盒(SMB),协助中小企业达成万机联网的里程碑。(source:经济部)

浩亭新款推拉连接器 搜集大数据并建立分析能力

在有线连网部份,目前乙太网路(EtherCAT)因为成熟且较为稳定,具备实时能力隹,还确保了越来越多的连续性,得以同时传输更高速率的数据和电压,正在渗透越来越多的工业应用领域现场层。现今不仅有业者开发了必要的基础设施和相关标准,包括交换机和其他具有单对乙太网(SPE)功能的设备正处於起步阶段。未来若在工厂现场需要更高的传输速率,基础设施的重量和空间需求已经非常关键,就会变得越来越重要。



图2 : 在有线连网部份,目前乙太网路(EtherCAT)因为成熟且较为稳定,正在渗透越来越多的工业应用领域现场层。(摄影:陈念舜)
图2 : 在有线连网部份,目前乙太网路(EtherCAT)因为成熟且较为稳定,正在渗透越来越多的工业应用领域现场层。(摄影:陈念舜)

近期由德商浩亭技术集团(Harting)推出的Mini PushPull ix Industrial推拉式连接器,则是专为10Gbit乙太网介面而打造,强调其简单易用、更紧凑设计和坚固耐用,从感测器到控制器和工业电脑均可使用。与久经市场考验的PushPull RJ45相比,其外壳缩短了30%。


包括在PCB上的设备接囗,其密封面代表绝对可靠的传输性能,带PoE/PoE+供电,即可符合IEC/PAS 61076-3-124标准;同时具备Cat.6A超六类网路布线标准,高度防水和防尘等级的千兆乙太网介面,将是克服苛刻的工业环境和暴露在室外环境应用中,可靠数据传输的最隹选择。


目前共有紧凑、坚固三种类型的??头可以选择,包括:卧式??头、带角度竖式??头、竖直??头,满足乙太网和信号的应用场合,保护等级为IP 65 / IP 67;加上可用於PCB上的设备接囗,通过5个THR带屏蔽焊接脚,可提供最大的稳定性。



图3 : 浩亭Mini PushPull ix Industrial尺寸比PushPull RJ45缩小了30%(source:HARTING)
图3 : 浩亭Mini PushPull ix Industrial尺寸比PushPull RJ45缩小了30%(source:HARTING)

ADI推出乙太网路解决方案 支援供电最後一哩路

此外,面临当前净零碳排潮流、原物料通膨压力,该如何减少线材也是关键!近期美商ADI公司(Analog Devices, Inc.)也推出全球首款长距离单对乙太网路(SPoE)供电设备(PSE)和受电装置(PD)解决方案,即支援即时电源管理和遥测功能,不仅待机功耗低且易於安装,可协助客户提升智慧建筑、工厂自动化及传统网路边缘,打通「最後一哩路」的供电连接。


ADI工业自动化事业部??总裁Leo McHugh表示:「随着算力被推向以往无法想像的应用和领域,智慧边缘已成为数位时代最令人兴奋的发展方向之一。由ADI提供的技术和解决方案,将协助客户在智慧建筑和工厂等未来更多应用中,充分发挥智慧边缘的全部潜力。」


目前ADI最新发表的SPoE解决方案(LTC4296-1/LTC9111)系透过网路,为新式端点应用无缝提供电力和资料,以解决为装置提供电力和资料等各种挑战,即使装置位处偏远、难以进入的端点位置仍可触达;同时针对资产健康状况、环境条件、安全指标等局部因素评估,而提供本地感知和控制能力,将成为建构未来数位建筑的基石。


ADI SPoE解决方案还使用单对双绞线乙太网路电缆提供高效、可靠、易於安装的电源,尺寸更小、重量更轻,以减少对本地电源和电池的依赖。当搭配ADI Chronous ADIN1100和ADIN1110 10BASE-T1L工业乙太网路解决方案使用时,能让客户在跨越1km以上的距离可靠地传输电力和资料,比起以往乙太网路标准的传输距离大幅增加。


更有ADI新款5埠SPoE PSE LTC4296-1,具备分类功能;SPoE PD LTC9111,具备极性校正功能,以支援单对供电的SPoE和资料线供电(PoDL)版本。由於SPoE在单对乙太网路的基础上进行了强化,能够提供更可靠、容错能力更强,且可互操作的点对点电源解决方案,最高功率可达52W,这两款产品都符合802.3cg标准,并支援串列通讯分类协定(SCCP)。


工业通讯从有化无 提高产业竞争力

同时也不能忽略,如今工业通讯还有直接省去中间线材的「零接触」无线网路配置!已有别於过去制造业为求联网稳定,仰赖实体拉线来建置通讯系统,随着近年来无线通讯技术成熟与普及,已有逐渐取代实体之势。


除了可省下业者若在涵盖大范围场域、大型设备林立或有天车等装置的厂房内拉线布建,甚至是为了维持通讯稳定度而架设高架线槽,并配合现场工安流程规定,导致衍生出相当可观的支出成本;还要考量後续线材年久遭受腐蚀或动物咬断的风险,维护复杂查线和系统回复工作都是沉重的负担。


反观无线通讯网路在系统建置与维护上,都具有极大灵活性与可替代性,既可减少繁复拉线工程,有利於建置现代追求多样少量、大批量客制化生产时的高弹性产线及智慧厂房。倘若系统停摆後,也只要替换故障设备;或采本地备份、复归续传的作法,即可保有资料的完整性。所以有越来越多智慧制造应用,采取无线通讯作为工业物联的系统基础。


然而,随着无线工业物联网技术发展,可预期制造场域内将遍布多世代通讯设备,对其管理及能否向下相容,皆成为目前亟待解决的问题。以免造成新世代通讯能力被限缩,可能影响智慧制造应用建置後的可行性。经过工研院比较行动通讯及Wi-Fi於多世代混杂环境中之传输延迟、延迟抖动和封包送达率,发现当混杂大量旧世代设备,Wi-Fi表现不及行动通讯系统,且旧世代设备数量愈多时,效能差距愈大。


据资策会MIC预估5G专网潜在商机庞大,包括服务、无线接取设备、核心网路设备、行动边缘运算设备在内,2026年5G专网全球市场规模为2,518亿美元,2030年增至10,939亿美元。惟若单纯从硬体设备来看,2026年硬体设备市场规模为1,523亿美元、2030年将跃升至6,158亿美元。此也带动台湾厂商,在今年的MWC的叁展阵容创下史上最大,包括和硕、光宝、仁宝、宏达电等厂商的叁展内容,都是以无线存取设备为主。



图4 : 据资策会MIC预估5G专网潜在商机庞大,2026年全球市场规模为2,518亿美元,2030年增至10,939亿美元。
图4 : 据资策会MIC预估5G专网潜在商机庞大,2026年全球市场规模为2,518亿美元,2030年增至10,939亿美元。

工业电脑大厂聚焦5G Turnkey解决方案

工业电脑厂威强电工业电脑公司近年来也逐步扩大入於人工智慧(AI)应用,看好在AI聊天机器人ChatGPT话题推动下,产生很多AI新应用的想法,但技术落地皆需硬体或解决方案,威强电从生产硬体出发,未来也会推出更多软硬整合Turnkey解决方案。


威强电网通暨边际运算事业中心??总经理李曜??进一步说明该公司在以工业自动化为核心的布局方向,包括:AI分析/侦测、云端管理、虚拟化运算、资安、高速通讯、ESG等,又将智能化网通产品概分为:5G CPE、防火墙路由器、网通运算伺服器、储存装置等,即将成为威强电今年主要成长动能。


主要目标将聚焦垂直应用市场开发,将白牌伺服器(Server)售予终端客户,现有多家ODM客户洽谈中,也有样品正进行field test。路由器(Router)/防火墙(Firewall)则搭载OpenWRT并整合firewall、VPN等自家应用软体,现已成功拿下大型ODM专案,并复制成功经验,拓展市场。期??未来能在市场推出Turnkey解决方案,为产品加值,并占有更多网通商机。


5G CPE也是凭藉着威强电本身所具备的硬软体研发能力,赢得大型ODM网通客户的订单,预计今年Q3量产。还会有更多客户对威强电的CPE有兴趣,并进行field test。随着各国5G基础建设蓬勃发展,欧洲多国都提出高额的宽频补助基金,加上边缘运算带动5G、伺服器等需求,将会带动威强电订单销售数量。


随着资料中心需求增加,由於AI伺服器要求在地运算处理完成,不必上传资料中心,必将增添AI运算及监测处理资料,而产生储存需求。也会善用威强电集团的研发资源(威联通)、策略夥伴能量,建构产业生态系,以提供客户各式Turnkey解决方案。



图5 : 威强电以工业自动化为核心,布局AI分析/侦测、云端管理、虚拟化运算、资安、高速通讯、ESG市场,其中智能化网通产品包含:5G CPE、防火墙路由器、网通运算伺服器、储存装置等。(source:IEI)
图5 : 威强电以工业自动化为核心,布局AI分析/侦测、云端管理、虚拟化运算、资安、高速通讯、ESG市场,其中智能化网通产品包含:5G CPE、防火墙路由器、网通运算伺服器、储存装置等。(source:IEI)

值得一提的是,因应目前5G专网为智慧制造带来转型契机,提供了高可靠性、稳定且安全的网路连线,更低网路延迟让企业能实现许多关键应用。却仍有许多台湾中小型企业碍於5G建置的高成本加上布建耗时,迟迟无法为其传统工厂进行更新与升级。泰雅科技与亚旭电脑、凌华科技日前也宣布成为成为MicroRAN 5G专网策略合作夥伴,共同推广应用,打造安全、可靠且快速布建的All-in-one解决方案。


此由凌华科技提供MEC伺服器,亚旭电脑提供Small cell,泰雅科技提供5G核网软体,整合推出All-in-one Turnkey解决方案,旨在解决中小企业建置5G所面临到的诸多问题,包含高建置成本、复杂的网路架构、与既有Wi-Fi及有线设备的整合瓶颈,以及网路安全管理,致力协助企业智慧转型。


其中网通大厂亚旭电脑,已投入研发网路通讯技术多年,近来更聚焦「企业专网」、「车联网」和「民生物联网」等三网解决方案。亚旭表示,透过开发出高品质且易於安装的5G All-in-One小型基地台,与Wi-Fi企业级无线基地台(Wi-Fi EAP),搭配使用旗下多样化CPE,将能提供企业一站式的专业整合服务,协助建置更稳定、资安、且架构更精简的高速数据传输企业专网。


泰雅科技CEO Rajesh Pazhyannur也表示:「多元的5G专网建置模式让行动专网不再只是大型企业的专利。泰雅科技提供轻量但多功的5G专网平台服务,透过网路即服务(Network as a Service)概念,整合网路架构,实现端到端的良好用户体验,让企业可以轻松部署完成设定,启用5G专网服务。」


MicroRAN 5G专网 All-in-one 方案特色在於快速布建、安全及可靠,采用极简的软硬体架构便於安装,同时支援5G、Wi-Fi及乙太网路连线,相容新旧终端设备。在网路安全部分,基於终端设备、时间、地点等不同情境进行安全管理,并提供整合的UI画面以便统一控管、采用n79频段专网专用来保护企业资料。加上其硬体伺服器及室内、室外型小型基地台,皆支援宽温环境需求,安装地点弹性而毋须另外设置数据中心或机房散热,为客户省去高额的建置成本。


相关文章
机械业串起在地半导体供应链体系
工业通讯扮演系统整合桥梁 打造最适化智慧制造环境
制造业掀起智慧浪潮 运动控制同步进化
智慧制造强调整合 运动控制通讯走向开放性架构
工业物联网来势汹汹 通讯整合已成制造业重要课题
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新闻
» 台达於2024年汉诺威工业展 发表智能制造与低碳交通解决方案
» 安防大厂齐聚Secutech2024开展 跨域整合安全与智慧应用大爆发
» 宏正响应净滩行动逾十年 减塑还原海岸线样貌
» 西门子Veloce CS新品协助硬体加速模拟和原型验证
» 数位部访视全球传动 见证5G专网结合智慧储运管理成


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2024 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3  v3.20.1.HK84RB5IETSSTACUK5
地址:台北数位产业园区(digiBlock Taipei) 103台北市大同区承德路三段287-2号A栋204室
电话 (02)2585-5526 #0 转接至总机 /  E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw