导入工业物联网不必瞎子摸象 智能工厂连网有一套

工业4.0或工业物联网,对很多生产制造的企业,是既期待又怕受伤害的概念及决策。随着工厂迈向智慧自动化,工业物联网对于工厂的生产质量、资产效益、网络安全性和成本有极大的竞争优势提升

导入工业物联网不必瞎子摸象 智能工厂连网有一套



 

 
工业物联网(IIOT)仰赖装置、传感器和营运控制软件(MES)之间全面性的连接。导入该架构的三项必要考虑点、四项建设流程,将设备运算连网和通讯协议转换概念纳入,以成就高效率的工厂营运、装置连网和工厂智能化为目标。
 
工业4.0或工业物联网,对很多生产制造的企业,是既期待又怕受伤害的概念及决策。随着工厂迈向智慧自动化,工业物联网对于工厂的生产质量、资产效益、网络安全性和成本有极大的竞争优势提升。
 
工业4.0及工业物联网的概念皆是将企业运作系统、装置和用户一并联机至互联网,以提升运作效率及营运效益,导入创新以成就竞争优势。
 
链接/数据处理/网络安全 三大考虑不可少
 
过去20年至今,IT结合自动化处理在能源、大众运输、城市基础设施和制造方面的问题,而工厂早已开始探索工业物联网的解决方案。接下来将一一列述布建工业物联网的三项必要考虑点、四项建设流程,将设备运算连网和通讯协议转换概念纳入,以成就高效率的工厂营运、装置连网和工厂智能化为目标。
 
物联网连结
 
工业物联网仰赖装置、传感器和营运控制软件(Manufacturing Execution Software, MES)全面性的连接。对于Fieldbus、工厂层级网络、控制层和各类工业营运应用,在过去是明确界定厂务管理及IT系统各司其职,却不适合整体营运优化及扩张。例如:如果有好几台计算机数值控制工具机(CNC)须连接至公司全球中控中心网络,将导致功能受限、复杂度增加且成本提高。工业物联网建构时,为达到连结流畅度,必须了解装置、通讯协议、实体接口,以及工厂和相关工作站间的连结方式。
 
将数据转为有效信息
 
现代的工业制造设备会产生大量的数据。设备连结增加,位移传感器也彼此自行连网,突破PLC障碍。专研企业大数据的公司试图利用数据群集分析,将B2C范畴的数据分析方式运用于工业自动化,但是由于连网不够完整、设施复杂及数据庞杂性,至今成效有限。透过工业网络带宽增加,配合可调控智能计算机的运用,工厂才能实时汇整所需数据进行扩张。
 
随着营运数据的累积,硬件也须有对应的扩充性,让管理者能很快透过实时分析来补足工厂与局域网络间的信息断层,达到显著的效益。根据麦肯锡国际(McKinsey)的研究指出,透过现场数据收集并优化,产量可以提升3.7%(相当于每年约2,000万美元)。
 
由于工业级网络的数据量相当庞大,数据传输和储存并不容易。但透过嵌入式计算机和工业无线网络,可降低成本,并能够提供串流信息的有效处理及储存,不同于以往,当异常发生时,中控室便会立即收到讯息。这些网络信息能够提供预防性处理参考,延长产品寿命,并发现潜在问题,提升投资效益,可协助营运转亏为盈,提高营业利益。
 
网络安全
 
工业物联网是让分析在局域网络层级进行,目的是让机器及传感器可在局域网络内分享数据并分析,先行达到优化。局域网络(LAN)的智能化可降低中心运算及带宽需求,并可降低对整体网络安全造成的风险。换句话说,可将以往大规模的企业网络,转化成区域性子网系统。当在建构网络时,应考虑其备援机制、防火墙策略性设置,网络故障或遭入侵的可能性。在设计智能型工厂解决方案时,应注意和考虑网络联机的效能、可靠性及安全防护。
 
评估/拟定/盘点/导入 四大流程面面俱到
 
规划建置前,首要为明确设定目标,拟定目标时,容易倾向遵循过往方式而忽略异于传统的解决方案。将营运目标传达给供货商或系统整合商,在一开始网络结构及链接度等技术讨论与考虑,才能有稳固的基础架础。
 
接着列出营运问题症结点,并简明扼要阐述目标,针对各问题逐一确认解决方式及流程。以下为建议的智能工厂设计流程。
 
评估分析营运困难点
 
营运问题可能是环境和技术因素,或企业内部流程改善需求。解决问题可具体如改变旧式网络联机升级为以太网络,或广泛设定将未来五年公司制造成本降低10%。
 
依据营运问题的不同,皆有不同解决方案。例如:机械建造公司已经使用多年计算机整合制造(Computer Integrated Manufacturing, CIM)系统。由于公司并购,既有系统需导入新的操作系统(MES)并改变制程控制标准流程。CIM系统架构因为不符合整合要求,以至效能不彰。
 
淘汰CIM操作系统并不是解决问题的唯一方式,整体设备的效率必须要提升,还必须可以跟全公司的运作系统互通。例如采用智能型I/O进行状态监视,协助优化既有的CIM并连网至MES,可提高设备效率,达成制程一致性。
 
拟定营运目标
 
以问题症结点为核心,拟定营运目标并以重要性设定优先级,可辨别任务关键性及其效益。公司、整合商和供货商可选择最适当的智能型厂区解决方案,确保项目完成时达成营运目标,同时考虑长期营运和成本维护,预先设定未来扩充或缩减需求(图1)。

 

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