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歐姆龍與宏碁雲架構攜手推出AIOT
工業4.0導入不再是難事

【作者: 編輯部】   2018年08月01日 星期三

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工業4.0浪潮席捲全球,即將改變製造業未來的面貌,其中串聯製造系統各層面的工業物聯網,更被視為製造業未來的營運骨幹,在工業4.0概念中,工業物聯網必須連結IT與OT兩大系統,讓生產數據可無縫串流將價值最大化,不過對多數製造業者來說,工業物聯網是全新觀念與架構,感覺仍相當陌生,若要從頭到尾自行導入恐怕力有未逮。對此台灣歐姆龍攜手宏碁雲架構,打造出工業物聯網整體解決方案,讓製造業者可以快速導入,透過數位轉型厚植企業競爭力。


OT與IT整合帶來嚴苛挑戰

臺灣歐姆龍顧客服務部部長杜英隆指出,製造業向來是專業度相當高的領域,其OT(Operational Technology)自動化產品,包含感測器、控制器、HMI、驅動器、傳動元件…等超過20萬種控制元件。由於效能與良率是製造業最重要的指標,因此系統對這些物件的精準度、即時性、穩定性皆具高度要求。而也因為專業度高,架構與其他系統差異較大,過去OT系統多為封閉式架構,並不容易與外界系統鏈結,這也造成所謂的資訊孤島效應,機台之間的資訊情報整合相當困難。



圖1 : 臺灣歐姆龍顧客服務部部長杜英隆指出,效能與良率是製造業最重要的指標。NX1系列機械自動控制器標準搭載OPC-UA、Database連結機能。(攝影╱林鼎皓)
圖1 : 臺灣歐姆龍顧客服務部部長杜英隆指出,效能與良率是製造業最重要的指標。NX1系列機械自動控制器標準搭載OPC-UA、Database連結機能。(攝影╱林鼎皓)

後期因機聯網的出現,設備之間開始透過資訊情報整合,讓管理者可以隨時掌握生產線中各機台的運作狀況。不過到此為止,這仍屬於自動化技術的範疇,2011年德國政府開始推動工業4.0概念,並延伸出工業物聯網架構,此架構的核心作法是將機聯網與IT系統整合,讓OT端的設備訊息可以上傳至IT系統儲存、演算與分析,再將演算結果反饋至生產線來達到智慧製造願景。


工業物聯網是物聯網系統的延伸應用,除了物聯網之外,在2017年在IT領域重新啟動的人工智慧(AI),也迅速與物聯網結合,完成智慧化應用的最後一塊拼圖。杜英隆表示,AI在工業物聯網的應用與一般物聯網架構不同,由於製造系統對即時性的要求極高,傳統的集中式運算架構難以滿足其需求,因此工業物聯網的作法會是將運算能力平均分配,除了後端平台的主要處理器外,終端設備的邊緣運算能力(Edge Computing)也會被強化,前後端的運算單元各司其職,前端負責處理即時性高的運算,後端則作為長期的資料分析。


就此架構來看,工業物聯網已可為製造業者架起初步的智慧製造系統,不過對多數製造業者來說,這畢竟是全新的概念與做法,因此建置系統時必須借助業界的專業,杜英隆表示,這也是台灣歐姆龍與宏碁雲架構攜手合作的主要原因。


AIOT讓業者快速架構工業4.0系統

歐姆龍是自動化零組件製造大廠,不但擁有豐沛的OT專業知識,可提供製造業最完整的工業解決方案。宏碁雲架構則是國際知名的專業IT廠商,提供機房、備援、雲端、大數據等服務,不但在IT產業擁有極高知名度,其產品也廣布各應用領域,透過OT 與IT兩大領域巨頭的合作,就打造出最完整的工業物聯網解決方案。



圖2 : 歐姆龍是自動化大廠,旗下的OT產品種類超過20萬種。(攝影/SmartAuto)
圖2 : 歐姆龍是自動化大廠,旗下的OT產品種類超過20萬種。(攝影/SmartAuto)

此一歐姆龍與宏碁雲架構(eDC)合作的解決方案稱為「AIOT」,除了有AI+IoT的意涵外,也是「Acer Intelligence OMROM Technology」的意思。杜英隆指出,在此解決方案中,歐姆龍提供了OT端的輸出入元件與各種裝置,透過控制應用組件擷取設備資訊,並將其上傳至具有邊緣運算能力的中繼平台,讓平台分析數據可視化,平台經過分析學習後,再以固定模型的演算法運算出的關鍵參數,並發出指令給控制器,完成底層設備的智慧化運作。



圖3 : 歐姆龍攜手宏碁雲架構團隊,打造出整合OT與IT的工業物聯網解決方案。(攝影/SmartAuto)
圖3 : 歐姆龍攜手宏碁雲架構團隊,打造出整合OT與IT的工業物聯網解決方案。(攝影/SmartAuto)

在此運作系統中,所有OT設備都透過各種工業網路型態將訊息傳送到Sysmac NJ/NX Database控制器,此控制器再連結到宏碁雲架構的SAFE OT雲端平台,並由SAFE OT雲端平台顯示資訊達到可視化效果。宏碁雲架構產品經理蔡錫霖指出,SAFE OT雲端平台匯集OT設備端的各種訊息,透過儀表板、報表、告警(email, SMS, LINE推播)等功能,讓管理者可即時掌握生產線的所有狀態。


為貼近製造系統的應用需求,SAFE OT雲端平台設計了即時狀態與長時分析的功能,在即時狀態部分,諸如設備的耗電量、馬達或伺服驅動器的溫度值,或是機台即時產量、稼動率、良率等。


在長時趨勢分析部分,則是呈現設備累積的紀錄數據,像是機器手臂吸取物件時的負壓值、不同設備的耗電比、馬達的震動與運轉參數等。管理者除可從這些長時數值看到設備的變化,SAFE OT雲端平台也提供了時戳(Timestamp)工具,使用者正確地進行複數情報的分析,釐清設備的運作狀況,並可實現預知保養功能。使用者亦可自行於SAFE OT雲端平台設定各種要件,例如同時比對伺服馬達的扭力、速度、位置等數值曲線,了解設備在各時間點的運作狀態,進而調校出最佳化模式。


就如前文提到,對多數廠商來說工業4.0與智慧製造都是全新的概念,不但原本OT端的設備必須全面聯網,還要與IT系統對接。由於是全然陌生領域,也不知道導入後的成效是否真如預期?對此,杜英隆表示,OMRON近期推出的NX1系列機械自動化控制器,同時搭載OPC-UA、Database連結、MODBUS-TCP等通信功能,可提供ILOR+S整合應用完美的解決方案。另外,機械自動化進化過程中最容易被忽略的安全防護機制,OMRON也將其融合於機械自動化控制,可讓使用者也可以從雲端平台掌握機械安全狀況。透過這樣的整合服務方案來協助製造業快速建構出工業物聯網系統,讓業者先大幅簡化且縮短導入時間。管理者可依需求找到合適選項,打造出最適化工業物聯網架構。


註:ILOR+S為OMRON自動化控制事業商品群簡稱,Input(輸入元件)/Logic(邏輯控制器)/Output(驅動元件)/Robot(機器人)/Safety(安全元件)


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