工业4.0的影响已逐步发酵至各行各业,尤其是制造领域,正透过各项科技与管理技术的进步,朝着实现智慧制造的愿景前进。然而,要全面实践智慧制造,第一步就是要完成网路化与数位化的基础建设,也因此《智动化杂志》特举办「打造机联网 完整架构你的IIoT应用趋势研讨会」,以协助各个工业领域的业者导入IIoT的建置,以下是研讨会的重要节录。
利用ROHM感测器实现IIoT架构下的数据采集与应用
研讨会率先从感测器的选用与设计切入,安富利亚洲区IOT市场发展副总监张家源指出,发展智慧制造一定要考量投资报酬率,也就是要平衡成本与获利。特别是数位转型是从单纯硬体到服务,发展至持续性服务,就必须考虑价值在哪里。
因此,就要收集在工业物联网各个节点上产生的资料,并进行分析,来帮助人类做最好的判断,并将之变成图形化的表达,易于抓到重点,做即时判断,若透过资料科学,可挖出更深的价值,甚至人工智慧来做预测,不是只有连接,分析与预测才是关键。
他也表示,在建置整体系统之前,更要优先了解客户的想法,去建立端到端(end-to-end)的服务,而安富利代理了罗姆一站式的方案,包含各式的零组件、硬体解决方案,以及安全的解决方案等;另外,也具备完整架构的PaaS和SaaS的服务,以及数据研究的能力,同时也能跟各式的云端后台整合,落实IT和OT的协作,为业者真正实现智慧工厂。
此外,张家源也分享了他们在人工智慧(AI/ML)上的技术应用状况。其人工智慧的技术能被实施在各个场景里,无论在云端还是边缘,尤其是在地端的边缘设备,都能透过导入深度学习的技术,进行资料数据的建模和训练等,以提供业者相关的智慧分析与决策建议。
四零四科技:工业设备与云端通讯的挑战与应用
面对工业设备与云端通讯之间的建置挑战,四零四科技(MOXA)工业物联网解决方案处市场开发经理林昌翰,先以强调该公司在工业通讯上的技术实力。他表示,MOXA成立至今已超过三十年,且专注于设备与设备之间的通讯技术,对工业设备与云端通讯的解决方案及应用有相当深厚的经验。
图二 : 四零四科技(MOXA)工业物联网解决方案处市场开发经理林昌翰 |
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林昌翰指出,IT和OT的整合是智慧制造的主要趋势,但这一两年IT的角色越来越多,是两者深度融合的时代。然而IT与OT思惟完全不同,OT是以人员和避免停机为先,IT人员则重视秩序和逻辑,因此两边的统合第一个要求就是容易使用(Easy to use),再来就是工业的可靠度,以及内部可运行性,也要顾及资讯安全的考量。
但现在工业4.0则是强调机器间的沟通,包含云端与边缘之间的互联,是个复杂的网路架构,被称为鸡尾酒的网路。因此 Protocol的管理就很重要,他们的挑战就是沟通时间太慢(效率低),以及面临断线后需要重新启动的时间,此时就需要先进的网路控制器;以及需要能满足恶劣环境的工业控制等级的交换机。
林昌翰特别分享旗下的MX studio可视化平台,能以图形化的显示方式,快速扫描交换机的安全性与设定状态,并即时进行管理。而该平台能跨平台管理大量的设备,支援两万个Node。
此外,MOXA也将会强化其设备的安全性能,目前已与趋势成立了txone,针对工业的网路安全做增强。
泓格:连结IT与OT前端设备的整合
针对IT与OT整合的挑战,泓格科技计划处处长何坤鑫也认为双方存在本质上的不同,必须透过适当的方案将之融合在一起,要思考IT与OT整合有什么可以使用,把资料收集上来。然而,收集资料是过程,因此要想办法让过程便容易,方法就是简化。
何坤鑫指出,在通讯方面,要注意通讯是不是加密,尤其是在工业物联网和工业4.0的应用上就必须考虑,之后则是资料的采集与储存,简化使用方式。泓格则提出了符合业界的产品,支援OPC UA和MQTT标准,同时是能在现有设备上升级,而非替换,并透过网页操作的方式,简化使用难度。此外也免程式,可自定义,且可扩充,整合云端和手机。
他特别强调旗下产品的精灵式导引功能,无论通讯服务器(communication server)和边缘控制器(edge controller),都能以网页管理,一目了然,并只须用滑鼠控制,客制化部分也免程式。
针对台湾的管理使用情境,泓格在远端管理上结合了手机的通讯App应用(如Line和WeChat等),为边缘运算控器带来了新的改变。不仅可以独立运作,也可透过LAN或手机基地台(4G)上网,针对异常情况发出警告讯息至手机通讯App,而这些警告讯息皆可以滑鼠选择的方式自定义,降低无程式人员业者的负担。
欧姆龙:人机协作新进击, 打造安全的机联网
日系大厂欧姆龙(Omron)则着重OT端的技术,横跨各式的工业应用产品,例如PLC和安全控制器等。且不同于IT的思维角度,当设备故障时,欧姆龙非常重视人员生命安全的保护。
图四 : 台湾欧姆龙顾客服务部应用技术工程师陈明宏 |
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台湾欧姆龙顾客服务部应用技术工程师陈明宏表示,欧姆龙的安全事业群是世界前三大,旗下的产品都能符合国际级的标准,包含ISO和CNS等。而台湾现在逐渐重视在安全标准上的需求,尤其是美中贸易兴起,对于安全规范对于产品出口的影响更大增。
陈明宏指出,欧姆龙很早就提出了人机协作的愿景,也认为人是企业最重要的资产,因此提出了所谓「最适化的社会」,而所谓最适化就是指人与机械以理想状态组成的和谐社会。但是要达成此愿景就必须注重安全的环节。
西门子:以工业物联网打造未来智慧工厂
西门子是德国首屈一指的工业解决方案供应商,堪称是工业4.0的代言人,因此深知工业物联网的重要性。西门子数位工业产品经理朱轩逸表示,西门子实施工业4.0已非常多年,而近期则把重心转往数位化(数位转型)的营运上,
而最为世人所知的智慧工厂,而IIoT最重要的就是数位化。
朱轩逸指出,以闸道器(Gateway)为例,虽然部分的装置有较强的功能,但它的仍是传资料为主,并无法替代PLC和Switch,因此其通讯的建置就有困难,故需要现场的一个网路通讯协定,而Profinet就是西门子认为最好的方案,能真正实现一网到底的愿景。
工研院:用工业物联网创造老工厂的新智慧
身为技术研究机构的代表,工研院则从台湾制造业的角度出发,工研院机械所工业物联网技术组组长吴志平表示,擘划整个台湾制造业的升级是工研院当前的任务,也就是实际的去解决台湾工业上的问题。
台湾到底发生什么问题?吴志平指出,台湾的人才水准是全球第一,则制造的产值也在全球前段,但是目前名列第七,2020将退至第九,会被印度与墨西哥追过,也就是制造的价值不够高。因此要设法提高智慧制造的效益。
他举德国的工业4.0的大前提和小前提为例,其中的小前提要求最小批量要能达到1个也能生产,而最晚的修改时间能在制造前一分钟。此外,通讯标准的建立也非常重样。
他也提出智慧工厂的生产四大要素,需要用AI加上大数据,建立人性化的智慧工厂;软体则强调资讯流自动化,以MES加上营运战情中心;硬体注重生产作业自动化,基石则是精实管理自动化。
网联:如何透过工业物联网让中小企业数位转型
网联科技是以TANGRAM Inside为目标的机构,就是要推动TANGRAM成为台湾工具机物联网规范,并建立由下而上完整的工具机物联网生态系。
网联科技总经理林鼎皓表示,该联盟在中部的中小企业界已耕耘多年,并以其为发展的基础,从举行首次的联盟会议,到实际的正式上网,短短的几年内联盟业者数量已经突破了两百多家,且有望成为台湾工具机零组件的物联网规范。
他指出,TANGRAM在2019 AMTS展首次上线,就完成了两百多万个元件上网,也整合了多个工具机中心厂,周边零组件厂与感测器等。透过此套件能解决零组件的痛点,尤其是没IT人员的小企业,只要透过一个简单的装置就能把资料传回。
他也现场展示了TANGRAM元件,为嵌入了核心作业系统与内建无线元件的All-in-one的微型装置。并强调「共好」的概念,鼓励不知道如何着手的业者加入,共好扩展生态系统。