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

近年來(lái)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(dòng)化技術(shù)，從實(shí)際應(yīng)用面觀察，自動(dòng)化系統(tǒng)必須附加在某個(gè)技術(shù)上，促使此技術(shù)改善質(zhì)量、提升效率，因此自動(dòng)化技術(shù)所產(chǎn)生的價(jià)值，容易被看見(jiàn)、計(jì)算，智能化系統(tǒng)與之不同之處，在于智能化是藉由開(kāi)創(chuàng)全新系統(tǒng)提供全新的價(jià)值，以打開(kāi)另一個(gè)全新市場(chǎng)，而以制造業(yè)來(lái)說(shuō)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)仍屬于自動(dòng)化范疇，要真正達(dá)到智能化，必須倚靠之后云端平臺(tái)與AI技術(shù)的導(dǎo)入。

一種視覺(jué)應(yīng)用是與機(jī)器人整合，進(jìn)行定位、導(dǎo)引，過(guò)去機(jī)器人動(dòng)作時(shí)，因沒(méi)有視覺(jué)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?gòu)椥?，若工件?guī)格有所變化，就必須更改程序，在機(jī)器人身上加入視覺(jué)裝置后，由視覺(jué)傳感器可回饋訊號(hào)，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(dòng)，也不必重寫程序，如此將可大幅提升自動(dòng)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(guò)感測(cè)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(cè)，其物理量通常都不太好量，因此多采間接量測(cè)，例如工具機(jī)里的切削力量測(cè)，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(cè)出所要的數(shù)值，這種推論模式，是利用過(guò)去累積的數(shù)據(jù)，來(lái)預(yù)測(cè)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(cè)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(kù)外，還可依據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，例如若發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性能除線問(wèn)題，就可由此系統(tǒng)推算出可能出錯(cuò)的系統(tǒng)環(huán)節(jié)，這種預(yù)測(cè)診斷的功能，主要是根據(jù)既有數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)系統(tǒng)未來(lái)的性能與狀況，并診斷系統(tǒng)中未來(lái)的可能損壞部位與時(shí)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(jiàn)，一般來(lái)說(shuō)，越大型的設(shè)備，對(duì)預(yù)測(cè)診斷的系統(tǒng)需求會(huì)越高。

現(xiàn)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的另一個(gè)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(guó)際半導(dǎo)體協(xié)會(huì)所訂的SECS/GEM通訊協(xié)議，幾乎所有的半導(dǎo)體機(jī)臺(tái)都會(huì)內(nèi)建此接口，由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)完整，因此目前PPV設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)在線，已引進(jìn)相同的通訊接口，未來(lái)LED機(jī)臺(tái)也可能采用，未來(lái)各類型的生產(chǎn)機(jī)臺(tái)，也會(huì)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(tái)數(shù)量勢(shì)必會(huì)越來(lái)越多，在整合概念下，各機(jī)臺(tái)之間的通訊互連已是必然，而機(jī)臺(tái)互連設(shè)計(jì)時(shí)，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)?huì)越來(lái)越多，目許多大廠如臺(tái)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(guò)過(guò)去幾年的市場(chǎng)教育，工業(yè)4.0現(xiàn)在已開(kāi)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(shí)必須與現(xiàn)有設(shè)備全面串接，對(duì)制造業(yè)者來(lái)說(shuō)，這是工廠生產(chǎn)的第一線現(xiàn)場(chǎng)，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(dòng)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(duì)的課題。