利用電腦進行生產流程模擬,達到擬真與可視化生產的智慧製造蔚為潮流,但是要達成此一目標,必須有一個連續且不中斷的數據管理中心,才能實現從虛擬仿真到真實智慧生產的「網實整合」。然而,由於國內傳統製造業多數機台設備皆未連網、3C產業就算有連網設備,但是因為各設備商採用的通訊標準不一,多數製造業者難以串連工廠的所有設備資訊,致使企業難以走向智慧製造。
有鑑於此,經濟部技術處整合工研院、資策會等跨法人資源,推動「異質網路整合」與「機器人/設備介面標準及驗證標準」工作,期能透過異質網路整合與機器人設備的標準統一,使工廠舊有機台與設備可以連結多元網路,升級成為智慧機器設備,讓機器彼此之間可以相互溝通之外,機台生產過程中的所有資料,也都可以快速上傳到雲端平台進行分析,建構智慧製造的生產型態。
異質網路整合與標準技術 機台資料串連非難事
「透過異質網路整合,實現工廠產線機台設備連網,是台灣製造業邁向智慧製造的第一哩路。」負責推動「異質網路整合」計畫的資策會智慧網通系統研究所主任歐麗琴指出,現階段台灣多數工廠的設備機台雖然有安裝資料擷取模組,可以收集機台相關數據,但是因為機台設備型號不同,各自有專屬的控制器,難以將所有機台收集的資料,整合在一起,進而將資料上傳到雲端平台進行分析,因此不管是機台管理或是產線流程,都難以達到智慧化的要求。
掌握到臺灣製造業邁向智慧工廠的首要缺口,計畫團隊開發出「異質網路資訊匯集軟體技術」,使舊有設備可以具備連結網路的功能,並且提升產線連網品質與效率,讓機台資訊可以快速上傳到雲端,達到縮短製造時程與降低成本的效益,加速邁向智慧製造,目前此技術已經應用於PCB廠、紡織廠等製造領域。
具體而言,「異質網路資訊匯集軟體技術」上的「資料過濾與撿擇功能」,可以達到所謂的「霧運算」應用建置,即透過閘道器收集工廠各設備機台的資料,然後進行資料特徵擷取、資料調校、過濾等前置處理(pre-process),再將需雲端分析的資料送至雲端平台,如此一來,工作現場端的決策者,便可以針對突發狀況警報通知及即時處理。又或者,「異質網路資訊匯集軟體技術」的「機台參數擷取程式設定工具」,可提供廠商參照機器人與設備參數說明文件,依照自身需求定義所需的資料格式、名稱、範圍,並產生執行程式的設定檔,如此一來,可以降低客製化的難度,提昇廠商自我開發能力,同時提高產線現場生產效率。
機器人/設備介面標準 機電軟硬高度整合
在「機器人/設備介面標準及驗證標準」工作中,主要解決解決產線機器人與機台設備標準不一的問題,協助業者消除跨設備整合的技術缺口,加速我國製造業者加速建造智慧產線。
負責推動計畫的工研院機械所組長郭子鑫指出,目前此計畫先鎖定機器人、PCB與工具機3大產業,進行先導示範推動。在機器人領域,計畫團隊已經完成「現有國內外機器人安全與精度標準匯整分析」,並已完成第一版拋光研磨機器人產業標準草案;在工具機領域,已經與產業界研發出一套智慧化機電軟體整合技術(VMX), 可以快速展現智慧製造知識能力的人機操作模式與軟體介面,達成機電軟體的高度整合效果。
效益顯著 機台連網效率提升30%
透過異質網路整合相關技術開發,以及機器設備介面的標準制定,已使台灣製造業可加速建立智慧製造流程,讓更多工廠內的機器與機器可以互相溝通,自動將產線參數調整到最佳狀況,智慧雲端分析系統更可以無時無刻對產線進行監控與管理、掌握機台健康狀況,避免產線中斷的問題,達到精簡人力並大幅提高生產效率等多重效益。
歐麗琴主任指出,目前計畫團隊已建立「工業用共通化產線資料建模技術」與「多元網路資訊匯集技術」,可使製造業工廠設備的連網應用開發速度,效率提升30%,大幅降低廠商對設備的依存度;另外,透過建立近端資訊分析技術,可協助工廠針對突發狀況進行預警通知並即時處理,大幅提升機械故障預測及診斷的精確度與效率。更值得一提的是,目前計畫團隊也積極與PCB產業界,共同推動PCB產線設備的網路通訊標準,未來PCB廠預計以目前晶圓廠所採用的通訊標準「SECS/GEM」,作為網路通訊介面的共通標準,加速PCB產業的智慧製造進程。
總而言之,製造業正面臨訂單複雜度增加、交期縮短、產業競爭激烈的各項挑戰,產線上的機器人及設備,是否能維持正常運作,對於廠商競爭力有非常大的影響,因此,台灣需加速建置網路通訊與機器設備的統一標準,如此一來,往前製造業者才知道應該在設備上使用甚麼樣的感測器;往後才能將資料上傳到雲端,進而建立智慧分析平台,加速邁向智慧製造之路,建立台灣製造業迎向未來的新競爭力。(經濟部廣告)