工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：工業(yè)4.0的基礎(chǔ)架構(gòu)

近年來智能化成為各產(chǎn)業(yè)的熱門議題，而智能化愿景要落實(shí)，必須根基于自動化技術(shù)，從實(shí)際應(yīng)用面觀察，自動化系統(tǒng)必須附加在某個技術(shù)上，促使此技術(shù)改善質(zhì)量、提升效率，因此自動化技術(shù)所產(chǎn)生的價值，容易被看見、計算，智能化系統(tǒng)與之不同之處，在于智能化是藉由開創(chuàng)全新系統(tǒng)提供全新的價值，以打開另一個全新市場，而以制造業(yè)來說，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)仍屬于自動化范疇，要真正達(dá)到智能化，必須倚靠之后云端平臺與AI技術(shù)的導(dǎo)入。

一種視覺應(yīng)用是與機(jī)器人整合，進(jìn)行定位、導(dǎo)引，過去機(jī)器人動作時，因沒有視覺配合，必須事先規(guī)劃行徑路線，因此應(yīng)用不但大為受限且缺少彈性，若工件規(guī)格有所變化，就必須更改程序，在機(jī)器人身上加入視覺裝置后，由視覺傳感器可回饋訊號，讓機(jī)器人自主判斷工件的形狀、顏色、位置，即便尺寸、位置更動，也不必重寫程序，如此將可大幅提升自動化產(chǎn)線的彈性。

在制程監(jiān)控方面，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可透過感測技術(shù)進(jìn)行節(jié)能與效率兩種監(jiān)控，由于這方面的監(jiān)測，其物理量通常都不太好量，因此多采間接量測，例如工具機(jī)里的切削力量測，不是將傳感器設(shè)置在基座就是在刀具底部，再利用推論模式推測出所要的數(shù)值，這種推論模式，是利用過去累積的數(shù)據(jù)，來預(yù)測下一步的狀況，以進(jìn)行控制、補(bǔ)償，藉以提升準(zhǔn)確率。

監(jiān)測部份，現(xiàn)在業(yè)界的研發(fā)走向是設(shè)備預(yù)診，此作法除了建有歷史數(shù)據(jù)庫外，還可依據(jù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行預(yù)測，例如若發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性能除線問題，就可由此系統(tǒng)推算出可能出錯的系統(tǒng)環(huán)節(jié)，這種預(yù)測診斷的功能，主要是根據(jù)既有數(shù)據(jù)來預(yù)測系統(tǒng)未來的性能與狀況，并診斷系統(tǒng)中未來的可能損壞部位與時間，讓設(shè)備廠商可提前備料、維修，這類系統(tǒng)在大型設(shè)備如核能、大型風(fēng)力發(fā)電等相當(dāng)常見，一般來說，越大型的設(shè)備，對預(yù)測診斷的系統(tǒng)需求會越高。

現(xiàn)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的另一個研發(fā)重點(diǎn)，是系統(tǒng)的通訊接口串連，目前制造設(shè)備中，最完整的通訊接口是國際半導(dǎo)體協(xié)會所訂的SECS/GEM通訊協(xié)議，幾乎所有的半導(dǎo)體機(jī)臺都會內(nèi)建此接口，由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對完整，因此目前PPV設(shè)備自動化生產(chǎn)在線，已引進(jìn)相同的通訊接口，未來LED機(jī)臺也可能采用，未來各類型的生產(chǎn)機(jī)臺，也會有類似的共通接口。

隨著制造業(yè)的廠商規(guī)模增大，機(jī)臺數(shù)量勢必會越來越多，在整合概念下，各機(jī)臺之間的通訊互連已是必然，而機(jī)臺互連設(shè)計時，與其要重新研發(fā)新技術(shù)，不如沿用已有的成功標(biāo)準(zhǔn)，在此情況下SECS/GEM的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)絹碓蕉啵吭S多大廠如臺積電、聯(lián)電， Global Foundry、三星，都已導(dǎo)入相關(guān)通訊產(chǎn)品。

經(jīng)過過去幾年的市場教育，工業(yè)4.0現(xiàn)在已開始進(jìn)入實(shí)質(zhì)導(dǎo)入階段，而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)4.0的基礎(chǔ)架構(gòu)，系統(tǒng)建構(gòu)時必須與現(xiàn)有設(shè)備全面串接，對制造業(yè)者來說，這是工廠生產(chǎn)的第一線現(xiàn)場，所有未能掌握、意想不到的細(xì)節(jié)與狀況，都有可能干擾、延滯系統(tǒng)的建置，然而這也是工業(yè)4.0中所有智慧愿景的啟動點(diǎn)，因此制造業(yè)者若要走上數(shù)字轉(zhuǎn)型之路，這是必然要面對的課題。