Key Takeaway
工業4.0與物聯網的風潮，讓製造業正努力地從自動化生產邁向智慧化製造，雖然要落實「智慧工廠」無法一蹴可幾，但收集底層設備資料卻絕對是實踐目標的第一步。
專案簡介：
工業4.0與物聯網的風潮，讓製造業正努力地從自動化生產邁向智慧化製造，雖然要落實「智慧工廠」無法一蹴可幾，但收集底層設備資料卻絕對是實踐目標的第一步。然而，對於已蓋好的工廠而言，其設施佈置是廠商在建廠之初根據產能規劃與生產流程所精心設計好的，因此對於現有工廠要導入設備連網與資料擷取方案時，製造商最擔心的莫過於如何在不影響現有生產運作下於有限的安裝空間內妥善且快速地布建前端資料收集之應用。
致力於實現物聯網願景的研華，透過最新一代的高性價比WISE-4000系列產品與智慧圖控軟體WebAccess所組合成的設備監測解決方案，可以協助製造廠商以精簡的硬體設定、精確的資料擷取與易於建置的無線傳輸將生產線前端的所有機台資訊與後端的製造執行系統（MES）無縫整合，藉此業者不僅能即時掌握生產狀況，還可以將詳細記錄的資料做整體設備使用效率（OEE）的分析，進而提升工廠的生產力。
系統需求：
為了能逐步轉型成為智慧工廠，可供應各種尺寸之薄膜電晶體液晶顯示器（TFT-LCD）及觸控面板的知名面板製造廠商正積極改善現有工廠的生產與管理模式，並要率先將位於中國南京的廠區打造成示範點，以便日後複製到全球各地的生產基地。該廠區一直以來是以人工方式來管理廠內的所有生產設備，使得設備出現故障時必須等到作業員通報之後才能安排檢修，未能詳實記錄機台狀況也讓管理者無法充分掌握生產線上到底有哪些設備是處於故障、閒置或運轉中。為此，該面板廠決定利用設備連網與資料擷取來建置生產線監測系統，一方面收集機臺上的三色警報燈的資訊並加裝計數和計時感測器來瞭解設備的生產總量和運轉速度，另一方面收集來的資料也可作為改善生產排程與整體產能的依據。
礙于南京廠區的現場環境較為複雜，既不便於長時間施工來架設網路纜線、也無法騰出太多的空間來容納額外的裝置，新方案必須能利用工廠內原有的無線網路系統將採集到的現場訊號傳送至管理中心，而所提供的無線裝置還得是輕巧精簡、易於安裝的產品以避免佔用過多空間。此外，由於生產線輸送帶上每3～5秒就會有一件在製品通過，因此負責收集資料的無線模組必須提供足夠的速度來擷取訊號（精確度要達到0.1秒）。至於軟體方面，該面板廠不想花費過多的人力自行開發系統，而希望採購直接可用，並能與工廠管理軟體整合的遠端監控軟體。
系統概述：
研華以物聯網無線I/O模組WISE-4050搭配圖控軟體WebAccess整合出了架構簡潔的生產線監測解決方案。具有多通道數位輸入/輸出功能的WISE-4050負責於生產現場連接三色燈與計數和計時感測器，並將擷取的資料以無線傳輸方式上傳給系統；而中控室的HMI/SCADA軟體WebAccess則會將傳來的前端資訊以即時且動態地圖像顯示於電腦螢幕，讓管理者無需到現場即能監看生產線的設備狀況，完整記錄的資料與定期產生的報表還能協助使用者進行設備使用率分析。 整套新方案中，WISE-4050是一款功能豐富的無線模組，其附有RTC時間戳記的記錄功能可精確地處理超過10,000筆的取樣資料；內含的快閃記憶體能在網路斷線時暫時儲存資料，等到網路恢復正常後再繼續上傳，因此不用擔心資料留失；計數器功能則對生產線的在製品進行數量統計，用戶還能利用軟體發展來計算時間差，藉此得知生產線上的製造效率；支援多種通訊協定（包括Modbus/TCP、TCP/IP、UDP、DHCP、HTTP等）與RESTful Web API標準介面則能讓這款模組所擷取的資料可以很容易地提供給其他軟體或系統使用。而且尺寸緊湊（80 x 148 x 25 mm）的WISE-4050除了既不占空間也無需拉網路線即可傳送資料外，其所提供的導軌、壁掛和堆疊等多種選項亦能讓擁擠與複雜的工廠環境能有適合現場狀況的安裝方式。 受惠於基於流覽器的WebAccess可支援桌上型電腦與各種行動裝置，使用者能不受時間與地點限制進行遠端監控，而配合這家面板工廠的廠房規模，研華提供了600點的專業版本讓用戶能有足夠的存取權限來流覽生產線監測系統。此外，針對用戶端的特殊要求，研華還提供了客制軟體的服務，讓此套解決方案可以更符合該面板廠商南京廠區的需求。
結論：
因應物聯網時代的智慧製造，研華最新的WISE-4000系列產品是集資料擷取、預先處理、直接上傳等特色於一身的無線模組，旗下多款產品能為需要快速布建智慧工廠應用的用戶以精簡的硬體設定將採集來的底層資訊利用無線通訊直接傳送至雲端平臺或管理系統。以本項目為例，透過多功能的WISE-4050與WebAccess之軟硬整合，研華的遠端監控解決方案在支援多種標準介面下，既可向下連結各種裝置與感測器，亦能向上整合廠商現有的製造管理系統，同時還確保了收集資料的正確性並提供了多樣化的統計圖報表。由於物超所值的完整解決方案能讓面板廠商在極短的時間內以最經濟的投資成本與最便利的部署方法導入生產線監測系統，未來該公司還將持續採用研華其他能實踐物聯網應用的相關產品以提升各地工廠的生產效率。