智能工廠(chǎng)引爆新一波制造業(yè)革命

　　英國人詹姆斯.瓦特(James Watt)改良了蒸汽機，引發(fā)了第一波工業(yè)革命，讓制造業(yè)從手工勞動(dòng)轉向動(dòng)力機器生產(chǎn)，引發(fā)人類(lèi)歷史上第一波工業(yè)革命。

　　1908年，美國人亨利.福特(Henry Ford)的T型車(chē)上市，他以流水線(xiàn)裝配方式，改善了汽車(chē)生產(chǎn)流程，大幅降低了汽車(chē)的生產(chǎn)成本，讓汽車(chē)售價(jià)一夕間由原本的2,000~3,000美元，暴跌至850美元，這次的生產(chǎn)線(xiàn)流程革新，被視為第二次工業(yè)革命。

　　1975年，德國Honeywell和日本Yokogawa Electric分別推出自己的DCS(分散式控制系統)，改變了當時(shí)自動(dòng)化系統的運行方式，讓運算控制功能分布到系統各端，提高系統的整體效能，這是工業(yè)革命的第三波轉型。

　　以上這三波革命讓人類(lèi)的工業(yè)產(chǎn)生脫胎換骨的大躍進(jìn)，隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與制造業(yè)原本即相當成熟的自動(dòng)化方案開(kāi)始結合，2012年德國提出了「智能工廠(chǎng)」概念，透過(guò)大量數據的采擷與分析，改變了服務(wù)模式，也讓工廠(chǎng)真正朝智能化邁進(jìn)。

　　在市場(chǎng)競爭加劇與軟硬件技術(shù)的相繼成熟下，制造業(yè)已儼然進(jìn)入新的時(shí)代，智能工廠(chǎng)概念將在短期內改變廠(chǎng)務(wù)系統的軟硬件架構與思維，引領(lǐng)制造業(yè)進(jìn)入下一世代。

　　內外環(huán)境改變 刺激制造型態(tài)轉型

　　「目前大家在談的智能工廠(chǎng)，主要包括三大架構?！寡腥A智能副總經(jīng)理李守仁表示，這三大架構分別為物聯(lián)網(wǎng)、海量信息、創(chuàng )新服務(wù)架構，而這三大架構構筑成的訊息實(shí)體集成系統(Cyber Physical System)就成為現在智能工廠(chǎng)的建置主體，解決了現在制造業(yè)面對「生產(chǎn)資源調度」與「制程彈性化與客制化」的兩大難題。

　　架構智能工廠(chǎng)概念的三大技術(shù)，并非各自獨立運行，而是交叉運用相互集成，讓制造現場(chǎng)的所有設備均可發(fā)揮最大效益，在此系統中，物聯(lián)網(wǎng)位居第一線(xiàn)，負責訊號的擷取與少量控制。

　　物聯(lián)網(wǎng)透過(guò)大量布建的傳感器，密集擷取特定區域或物件的特定訊息，再將訊號回傳至后端系統，物聯(lián)網(wǎng)被視為繼PC與互聯(lián)網(wǎng)后，再一次改變世界的重要技術(shù)，應用相當廣泛，從生態(tài)環(huán)境監控到智能交通、智能建筑，幾乎無(wú)處不可設置。

　　在智能工廠(chǎng)端，物聯(lián)網(wǎng)成功應用了近年來(lái)已然成熟的3D IC技術(shù)，讓傳感器內可建入微機電(MEMS)，例如研華將傳感器與本身產(chǎn)品ADAM系列集成，集成后可讓ADAM同時(shí)具有控制、感測、通訊等功能，不必像以往感測與控制和通訊分開(kāi)建置時(shí)，需分別將訊號送至控制閥的復雜作法，而改以統一用工業(yè)總線(xiàn)負責傳遞，此一作法不但大幅降低了現場(chǎng)端的布線(xiàn)復雜度，對于系統成本考量也有助益。

　　Big Data改變服務(wù)思維

　　海量信息則是物聯(lián)網(wǎng)成形后所帶動(dòng)的概念，在這之前由于傳感器的布建數量有限，所獲得的信息量稀少，不足以成為決策分析時(shí)的有效樣本數，尤其是在制造端，單點(diǎn)的數據量?jì)H能反應制程單一環(huán)節的狀態(tài);然而當物聯(lián)網(wǎng)全面導入后，快速讀寫(xiě)現場(chǎng)環(huán)境而累積的龐大實(shí)時(shí)資料庫，可以反映出制程系統的運行全貌，讓廠(chǎng)管人員無(wú)論再第一時(shí)間處理事故或是后續研擬相關(guān)策略時(shí)，都有更精確全面的依據。

　　海量信息在智能工廠(chǎng)的主要作用在于，可充分掌握生產(chǎn)現場(chǎng)的所有資源，但必須經(jīng)過(guò)儲存與分析整理方能為客戶(hù)所用，進(jìn)行最佳化調度，因此如何應用無(wú)疑是相當重要的課題。

　　過(guò)去工控領(lǐng)域所應用的資料采擷軟件平臺，無(wú)非是SCADA(數據采擷與監控系統)。李守仁表示，在物聯(lián)網(wǎng)應用逐步擴增后，SCADA所必須處理的信息量大增，因此平臺效能也必須同步提升，以WebAccess為例，利用本地SCADA RTDB實(shí)時(shí)數據庫功能，每秒可讀取30萬(wàn)筆，同時(shí)寫(xiě)入20萬(wàn)筆資料，其快速的處理效能，讓必須24小時(shí)運轉的廠(chǎng)房，可以實(shí)時(shí)且全面的進(jìn)行監控，也大量降低了資料傳輸所占據網(wǎng)絡(luò )帶寬的困擾，加上原有冗余架構(Redundant Architecture)使得資料的安全性更獲得了進(jìn)一步的保障。

　　相較于物聯(lián)網(wǎng)與海量信息，創(chuàng )新服務(wù)模式并非屬于技術(shù)面，而是供應商對制造業(yè)者的服務(wù)再進(jìn)化，透過(guò)創(chuàng )新服務(wù)模式，制造業(yè)者可在最短時(shí)間內，以適當成本打造出全然符合需求的客制化系統，這些服務(wù)必須倚靠長(cháng)期耕耘特定領(lǐng)域所累積的技術(shù)做后盾，讓導入者可以選擇專(zhuān)為該領(lǐng)域量身打造，或可在短時(shí)間內調整出符合導入者需求的系統。

　　智能概念帶來(lái)改變

　　仔細觀(guān)察過(guò)去三次的工業(yè)革命軌跡，可以發(fā)現所有的改變都不是一夕完成，而是經(jīng)過(guò)時(shí)間的累積逐漸改變，然而這次的變革會(huì )否與以往一樣需經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的轉型?在產(chǎn)業(yè)環(huán)境的變動(dòng)速度加快之下，制造業(yè)者的競爭壓力加劇，加上智能工廠(chǎng)所需的軟硬件技術(shù)都已臻成熟，相信新一波工業(yè)革命不但已經(jīng)來(lái)到，而且不久后便可看到相關(guān)概念的落實(shí)成果。