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物聯網啟動數字轉型開源方案成新趨勢

2017-04-28 16:58:05 未知

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預防性維護可望提高機器和廠房的使用壽命，大幅降低非預期的停工風險。

物聯網(IoT)不只有助了解重要流程和系統狀態，亦方便連網裝置、機器、傳感器互相通訊，無須人力干預即可主動優化制造流程。

根據Packaging Europe報導，網絡通訊以網絡協議(IP)為基礎，但舊版網絡協議IPv4僅提供43億個地址，早在2012年就用盡，后來只好建立新版網絡協議IPv6，提供絕對足夠的地址，下一步就是設法應付大量的信息流。

物聯網主要為了取得資料，以預防性維護(PM)取代被動性防護，透過監測異常震動、溫度和耗電量，趁危害發生之前發出警告。多虧分析仿真軟件，傳感器所偵測到的異常狀況得以接受實時評估或可視化，引導機器或工廠管理者展開遠程介入。

拜超高運算效能、智能分析和有限元素分析(FEM)和仿真軟件所賜，仿真結果有助于做出準確預測，例如重要零件還有多久的壽命，為維護作業注入全新的觀點。

預防性維護可望提高機器和廠房的使用壽命，大幅降低非預期的停工風險，提升營運和生產的安全性，維護成本也會大幅降低，否則每隔一段時間就更換零件，部分零件或許堪用，只因為缺乏可靠的行為數據，就這樣白白浪費掉了。

隨著機器和廠房的效能、彈性和智能不斷提高，人機接口(HMI)也必須相應升級，HMI硬件正是大多數人所熟悉的觸控式終端裝置，例如智能型手機或平板計算機，換言之，人類可基于既有的知識，來管理這些智慧機器和廠房。

為了方便操作起見，圖形用戶接口(GUI)應運而生，主要仰賴直覺圖形元素而非程序語言，用戶無須接受特殊職業訓練或學習程序語言即可上手。

HMI也要因應不同使用者的需求、技能和權限做調整，例如每位使用者只會看到符合他職責范圍或當下狀況的資料。現代HMI還要兼顧能動性和一致性，方便用戶透過行動裝置來遙控機器和設備，大幅節省時間和交通成本。

未來HMI還會借助3D計算機輔助設計(CAD)，猶如相片逼真的呈現機器、廠房和零件，這有賴3D CAD和仿真分析軟件，以數字分身(digital twins)技術繪制整套制造流程的虛擬模型，還開放脫機設定程序，在虛空間測試各種營運模式。

由于這些模擬設計近乎真實，無須進入實際制造階段，即可發現錯誤或弱點，有助于縮減前置作業時間、加速研發，節省資源、能源和人力。

不過，機器制造商仍有接口尚未統一的問題，因此開源方案成為一種新趨勢，工業自動化互操作性標準OPC UA便是一例，可串連不同制造商所生產的機具，以認證、授權、加密和數據完整性來確保安全。

目前仍有不少老舊的機器、生產線、壓縮機，但這些裝置不一定會被數字轉型洪流所淘汰，如今有不少升級改裝的方案，讓企業以更低的成本邁向工業4.0時代，享受物聯網所帶來的嶄新制造模式。

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