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放眼自動化領域整合能力為大勢所趨
通訊介面、軟體與節能成三大關鍵

【作者: 姚嘉洋】   2013年10月16日 星期三

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台北國際自動化工業大展是工業自動化領域與製造業者的年度盛事,參展廠商除展出最新的自動化方案,也同樣取得最新的資訊,對製造業者來說,此盛會聚集了當前最新技術,透過展出產品與會中的人脈資訊交流,將可為檢視自家的廠房的生產能力與營運效率。


自動化領域涵蓋相大量技術,從PLC(可程式邏輯控制器)‧變頻器、馬達、I/O模組與HMI(人機介面)等,都屬於自動化領域的其中一環,而為了能讓生產流程更能運作順暢,這些應用領域彼此之間又必須環環相扣,因此在展場中,不時可以見到一家廠商同時展出多種的解決方案,並加以串連,希望能提供客戶「一站式」的服務,尤其是家大業大的外商,在產品線齊全的態勢下,多展出了相當完整的解決方案。


用串連打造自動化流程


台灣西門子工業領域總經理海爾曼 (Andreas Herrmann)就提到,完整的製造業價值鏈涵蓋了產品設計、生產規劃、生產工程、乃至生產執行與服務;然而過去的線性流程已不能符合市場需求,若要鍛造優勢,我們需要結合軟硬體,同步進行研發、設計與製造,提升效率,這是製造業未來的趨勢。


海爾曼進一步表示,工業復興」浪潮對自動化帶來了重大改變,而「整合」為轉型致勝關鍵,西門子的TIA Portal(Totally Integrated Automation Portal;全方位整合自動化平台)則是以此為核心概念,這平台最大的特色是整合了製程內的各種異系統,HMI、馬達驅動、PLC或是I/O模組等,都可在此平台上協同編程,過去這些產品各自有獨立的開發工具來進行設計,如今擁有了TIA Portal,不論是產能、效率或是設計彈性上都可以大幅提升,據了解,晶圓代工龍頭、面板大廠與EMS大廠,都已採用西門子的TIA解決方案。


海爾曼認為,台灣在全球OEM與產品製造方面扮演相當重要的角色,從大型企業乃至中型企業的規模,若要拓展全球市場,在工廠自動化方面就必須按部就班,思考如何將生產流程加以串聯,才能進一步談到效率提昇。


在智慧工廠方面,北爾電子行銷部技術專案經理何輔仁表示,智慧工廠的範疇畢竟太大,所需的自動化系統甚多,北爾以HMI切入,盡可能滿足每個垂直市場或是以橫向連結每個系統。


他透露, HMI是偏重上層的控制系統,可以廣泛與各類系統加以串連,像是先前所談到的通訊系統,或是常見的PLC與PAC都能有效整合,甚至與其他大廠配合,都不是技術上的問題。其他如和泉電氣,也在展場上推出整合HMI與PLC的解決方案,現場人員表示,這種產品相對不占空間,成本也相對較低,目前是以小型的PLC搭配HMI的作法,來測試市場的反應。



圖一 : 利用HMI來串連各個系統,以有效控制整體的作業流程,這種作法除了北爾外,其他廠商也開始採取相同的策略,意味著HMI有著極高的重要性。
圖一 : 利用HMI來串連各個系統,以有效控制整體的作業流程,這種作法除了北爾外,其他廠商也開始採取相同的策略,意味著HMI有著極高的重要性。


過去工廠的許多系統僅有控制卻並沒有記錄功能,隨著雲端運算的興起,總公司都會需要各類系統所記錄的資料,來轉化為所需要的資訊,所以自動化領域的連線能力也至關重要,對此何輔仁表示,北爾目前在連線技術方面是採用乙太網路與Wi-Fi為主,過往工廠自動化在採行Wi-Fi上,在穩定度或是速度方面的表現並不是相當穩定,不過演進到後來,已有一定的表現品質,像是水庫這類大區域的應用環境,就相當適合用Wi-Fi來進行網路佈建。


不過,對於ABB(艾波比)來說,其市場策略又有些許不同,ABB行銷主任劉文綺表示,今年的參展主軸,是希望能讓市場進一步了解ABB在「控制」領域的解決方案,而在當中又可分為:運動控制與製程控制。前者涵蓋PLC、馬達、變頻器與機器手臂,後者則包含了電力系統、IT與OT(Operation Technology)的整合等,後者的作法多為常在廠房見到中央控制室,用以整合工廠自動化流程與IT後台,這即是IT與OT整合的最佳範例。



圖二
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圖三
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圖四 : ABB今年以「控制」作為參展主軸,其解決方案的完整性亦不遑多讓。
圖四 : ABB今年以「控制」作為參展主軸,其解決方案的完整性亦不遑多讓。


此外,由於廠房必須24小時不斷運作,因此ABB也有提供不斷電系統的解決方案,作為自動化流程的備援,ABB在不斷電系統領域,也已獲得社群網站的領導業者臉書的採用,足見ABB在不斷電系統市場的技術能力。


劉文綺表示,ABB與其他自動化大廠都是用開放心態,來看待客戶需求,她直言,ABB的市場策略是從最小的單一系統,到整體的工廠自動化流程,都有解決方案可以提供,換言之,解決方案也就相當完整。


串連自動化通訊介面至關重要


攝陽企業FA機電事業本部張世明副理指出,為了要讓客戶在整合上能更為容易,選擇業界常見的標準,就成了各家自動化大廠彼此之間的默契,乙太網路就成了最好的選擇,因此像是西門子或是ABB選擇乙太網路作為通訊介面,是可以預期的結果。他也談到,攝陽在PLC方案上,也搭載了乙太網路介面,不論是在大樓自動化或是廠房自動化都可透過乙太網路與各類系統進行資料傳輸。


軟體是自動化的靈魂


然而,儘管自動化領域已有諸多開放的通訊介面,有助於整體自動化系統的硬體建置,但光憑硬體面仍然無法讓整體產線的生產自動化達到更加完善的地步,除了西門子利用TIA Portal來讓旗下各類系統,用單一軟體介面來完成流程設計,其他的自動化業者也有雷同的作法,台灣歐姆龍機械產業專案營業部副部長鄭順元談到,歐姆龍旗下的Sysmac Studio,其開發環境亦有3D圖形顯示、除錯與整合研發等功能,這就可以協助客戶在開發歐姆龍的PLC時縮短其開發時間。



圖五 : 要能讓每個不同的裝置加以串連,並實現自動化作業流程,軟體的易用性與連結性,也是諸多外商們所訴求的重點。
圖五 : 要能讓每個不同的裝置加以串連,並實現自動化作業流程,軟體的易用性與連結性,也是諸多外商們所訴求的重點。


只不過,在軟體面要如何加以銜接不同業者的硬體,亦是難題之一。對此,北爾電子產品管理部產品經理張資芳則是強調,北爾電子在軟體方面可利用C語言加以編修,以達到所需要的功能需求,所以在面對不同業者的硬體產品,北爾一樣能夠完成系統整合,來滿足客戶需求。


回歸營運成本概念節能議題發酵


在節能方面,西門子將時下相當熱門的智慧電表議題納入討論,西門子工業自動化事業部資深經理羅龍翔也表示,過去在廠房的電表建置上,往往只有一個總電表來檢視整體廠房的用電狀況,但這種作法對於現今的營運成本控制的概念有一定程度的落差,原因在於現在經營者需要知道:「廠房各個系統的用電狀況」,以進一步作好成本控管,關於此點,西門子也有對應的解決方案能滿足市場需求。


羅龍翔直言,過去大多的機電整合業者相對在乎供電的品質問題,在節能議題上反倒較少著墨。他也表示,節能一定有其市場需求,但畢竟是剛在起步階段,因此在作法上,西門子會免費提供解決方案給客戶試用,若能在節能方面產生一定的成效,後續再來討論進一步的合作事宜。


同樣的,ABB也有類似的作法,劉文綺不諱言,ABB也並非所有的硬體方案都有提供,像是智慧電錶,ABB就是採取與第三方業者合作的方式,來滿足客戶需求。她強調,儘管ABB沒有從事電錶產品的生產,但ABB有參與智慧電網的標準制定。她也觀察,用電成本的計算的確是目前工廠自動化相當重要的課題,在台灣市場也有相當大的需求動能,因此整體說來,ABB並不會在工業自動化的節能領域缺席。



圖六 : 考量廠房的營運成本,了解各系統的用電狀況,進一步控制用電成本,也成了客戶們的需求之一,為了搶食節能商機,西門子與ABB等業者,都已經開始佈局。(TO美編:ABB的LOGO幫我去掉。)
圖六 : 考量廠房的營運成本,了解各系統的用電狀況,進一步控制用電成本,也成了客戶們的需求之一,為了搶食節能商機,西門子與ABB等業者,都已經開始佈局。(TO美編:ABB的LOGO幫我去掉。)

結論


大體上,從各家大廠所展示的解決方案中,不難看見,軟體、通訊與整合能力,成為自動化領域的重要關鍵,即便自動化領域不若消費性電子有著快速變動的特性,從經營層面來考量,相信客戶也不會願意頻頻更動產線機台,來增加無謂的困擾。不過,同樣也是從經營層面出發,節能議題也開始在自動化領域發酵,可以預見的是,明年的展會主軸,除了整合能力外,節能的重要性也會更為提升。


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