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項目簡介

工業(yè)4.0與物聯(lián)網(wǎng)的風潮，讓制造業(yè)正努力地從自動化生產(chǎn)邁向智能化制造，雖然要落實「智慧工廠」無法一蹴而就，但底層設備資料的收集卻絕對是實踐目標的第一步。然而，對于已搭建的工廠而言，其設施布置則根據(jù)廠商在建廠之初產(chǎn)能規(guī)劃與生產(chǎn)流程所精心設計，因此對于現(xiàn)有工廠的導入設備連網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集方案時，制造商最擔心的莫過于如何在不影響現(xiàn)有生產(chǎn)運作情況下，于有限的安裝空間內(nèi)妥善且快速地布建前端數(shù)據(jù)收集之應用。

研華致力于實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新技術(shù)與應用落地的偉大愿景，通過新一代的高性價比WISE-4000系列產(chǎn)品與智能圖控軟件WebAccess組成的設備監(jiān)測解決方案，可協(xié)助制造廠商以精簡的硬件配置、精確的數(shù)據(jù)采集與易于建置的無線傳輸將生產(chǎn)線前端的所有機臺信息與后端的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）無縫整合，藉此業(yè)者不僅能實時掌握生產(chǎn)狀況，還可將詳細記錄的數(shù)據(jù)做整體設備使用效率（OEE）分析，進而提升工廠的生產(chǎn)力。

系統(tǒng)需求

某知名面板制造廠商，以生產(chǎn)多樣尺寸薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）及觸控面板為主要業(yè)務，為逐步轉(zhuǎn)型成為智慧工廠，正積極改善現(xiàn)有工廠的生產(chǎn)與管理模式，并率先將位于中國南京的廠區(qū)打造成示范點，以便日后將生產(chǎn)基地復制到全球各地。該廠區(qū)一直以來是以人工方式管理廠內(nèi)的所有生產(chǎn)設備，以至于當設備出現(xiàn)故障時必須等待作業(yè)員通報后方安排檢修，因未能詳實記錄機臺狀況，管理者無法充分了解生產(chǎn)線中的設備是否處于故障、閑置或運轉(zhuǎn)狀態(tài)。為此，該面板廠決定利用設備聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)采集設備來建置產(chǎn)線監(jiān)測系統(tǒng)，一方面收集機臺上三色警報燈信息，并加裝計數(shù)與計時傳感器以了解設備的生產(chǎn)總量及運轉(zhuǎn)速度；另一方面亦可將采集資料作為改善生產(chǎn)排程與整體產(chǎn)能的依據(jù)。

南京廠區(qū)的現(xiàn)場環(huán)境較為復雜，既不便于長時間施工架設網(wǎng)絡纜線，也無法騰出太多的空間容納額外裝置。因此，新方案必須利用工廠原有的無線網(wǎng)絡系統(tǒng)將采集的現(xiàn)場訊號傳送至管理中心，所提供的無線裝置必須為輕巧精簡、易于安裝的產(chǎn)品以避免占用過多空間。此外，由于生產(chǎn)線輸送帶每3～5秒就有一件在制品通過，因此要求負責收集數(shù)據(jù)的無線模塊須有足夠的速度來采集信號（精確度要達到0.1秒）。在軟件方面，該面板廠則不想花費過多的人力自行開發(fā)系統(tǒng)，希望采購軟件為可直接使用，并能與工廠管理軟件整合的遠程監(jiān)控軟件。

系統(tǒng)概述

研華以物聯(lián)網(wǎng)無線I/O模塊WISE-4050搭配圖控軟件WebAccess整合，構(gòu)建出架構(gòu)簡潔的產(chǎn)線監(jiān)測解決方案。具有多通道數(shù)字輸入/輸出功能的WISE-4050負責在生產(chǎn)現(xiàn)場連接三色燈及計數(shù)和計時傳感器，并將采集到的數(shù)據(jù)以無線傳輸方式上傳至系統(tǒng)；而中控室的HMI/SCADA軟件WebAccess則會將傳來的前端信息以實時、動態(tài)的圖像顯示于計算機屏幕，讓管理者無需到現(xiàn)場即可監(jiān)控產(chǎn)線設備狀況，完整記錄的數(shù)據(jù)與定期產(chǎn)生的報表還可協(xié)助用戶進行設備使用率分析。

整套新方案中，WISE-4050扮演了一款功能豐富的無線模塊角色，其附有RTC時間戳的記錄功能可精確地處理逾10,000筆的取樣數(shù)據(jù)；內(nèi)置閃存可在斷網(wǎng)時儲存臨時數(shù)據(jù)，待網(wǎng)絡恢復正常后再繼續(xù)上傳，因此無需擔心數(shù)據(jù)丟失；計數(shù)器功能則對產(chǎn)線中的在制品進行數(shù)量統(tǒng)計，用戶亦可利用軟件開發(fā)計算時間差，由此獲得產(chǎn)線制造效率；此外，其支持多種通訊協(xié)議（包括Modbus/TCP、TCP/IP、UDP、DHCP、HTTP等）與RESTful Web API標準接口使該模塊所采集的數(shù)據(jù)輕松快捷的提供給其他軟件或系統(tǒng)使用；緊湊型（80 x 148 x 25 mm）設計既節(jié)省空間使其無需網(wǎng)線即可傳送數(shù)據(jù)，其所提供的導軌、壁掛等多種安裝方式亦讓擁擠與復雜的工廠環(huán)境均可靈活安裝。

基于瀏覽器架構(gòu)的WebAccess可支持PC電腦與各種移動裝置，用戶可不受時間與地點限制進行遠程監(jiān)控。而根據(jù)該面板工廠的廠房規(guī)模，研華提供了600點專業(yè)版本W(wǎng)ebAccess使用戶能有足夠的訪問權(quán)限瀏覽生產(chǎn)線監(jiān)測系統(tǒng)。此外，針對客戶端的特殊需求，研華還提供了客制化軟件服務，讓此套解決方案更符合該面板廠商廠區(qū)的需求。

專案導入

系統(tǒng)架構(gòu)圖

生產(chǎn)線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)圖

結(jié)論

研華全新WISE-4000系列產(chǎn)品是一款集數(shù)據(jù)采集、預先處理、直接上傳等特色于一身的無線模塊，旗下多款產(chǎn)品能為需要快速布建智能工廠應用的用戶以精簡的硬件配置將采集來的底層信息利用無線通信功能直接上傳至云端平臺或管理系統(tǒng)。以本項目為例，透過多功能的WISE-4050與WebAccess的軟硬整合，研華遠程監(jiān)控解決方案在支持多種標準接口下，既可向下鏈接各種裝置與傳感器，亦能向上整合廠商現(xiàn)有的制造管理系統(tǒng)，同時還可確保已收集數(shù)據(jù)的正確性并提供多樣化統(tǒng)計報表。研華完整的解決方案不僅讓面板廠商在極短的時間內(nèi)以最經(jīng)濟的投資成本與最便捷的部署方式導入生產(chǎn)線監(jiān)測系統(tǒng)，未來該公司也將持續(xù)采用研華其他可實踐物聯(lián)網(wǎng)應用的相關(guān)產(chǎn)品以提升各地工廠的生產(chǎn)效率。