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可视化解痛点让数位转型有感
迎合低碳智慧工厂研讨会
[作者 陳念舜]   2023年08月04日 星期五 浏览人次: [3736]

现今制造业除了仍延续过去聚焦於工厂无缝/无痛接轨,软硬体升级数位化之外,还须能找出现场转型的「痛点」,与供应链共同面对国内外碳税/费压力。这次台中研讨会也特别囊括智慧人机介面、屏控一体化等可视化解决方案,以及机器人、人工智慧等数位化工具,期??与会者能从中掌握关键数据,让数位减碳(Digi Zero)」转型有感!


宝元引进智慧机上盒介面 协助设备无痛升级


图1 : 宝元数控??总经理陆旭芬
图1 : 宝元数控??总经理陆旭芬

宝元数控??总经理陆旭芬表示,宝元因为从控制器逻辑的角度出发,深知如何与既有设备合作,进而自主打造数控智慧机械机上盒(IFC)、人机介面等连网架构,协助客户设备全面升级。


并为此建置不同属性机台的快速连线方案,如可透过宝元控制器、智慧机上盒快速连线,再通过专用或多种不同对应协议传输资料。即使不具备专用协议者,也能经过宝元智慧机上盒建立I/O定义、EtherCAT快速连线,再通过多种不同对应协议传输资料,於其人机介面上展示多种客制化软体加值功能。


例如在净零碳排领域,不仅能让管理层改善目前传统机台无法掌握的耗能、耗材等关键数据缺点,还可将之留存或上传到云平台分析管理、优化制程节能即追踪碳足迹。陆旭芬进一步指出,基於现今国内外积极推动ESG发展趋势,宝元即可透过以下4大方案来助攻减碳:


1.感测及物联网:经由感测器来监控厂内设备、制程工序及程式等资料後,再通过物联网上传云平台,藉以掌握其耗能资讯并加以优化;


2.巨量资料及人工智慧(AI):即可针对刀具磨耗及寿命,恐影响加工程式与品质的关联性,而经过AI模型来预测最隹化运行调校叁数,并降低整体制程能耗;


3.品质检测及预测:藉以协助终端加工业者,减少不必要浪费的昂贵材料、能源及排碳;


4.数位分身:利用虚实机台连动管理,加速产品开发及优化实机操作,而减少产品生命周期能耗及预测碳足迹。


最终实现「设备智慧化」,可预测及自适化等优化进程;「全厂联网化」,以搜集更即时、完整且正确的资讯;「资讯可视化」,达成数据可量化、数位化及精确化;「管理透明化」,确保随时随地皆可取得现场资讯。


凌华屏控一体机方案 导入可视化控制闸道


图2 : 凌华科技智能机械产品管理部产品经理何思坦
图2 : 凌华科技智能机械产品管理部产品经理何思坦

凌华科技也延续多年来的「工业4.0」策略,聚焦工业物联网、云端及IT+OT、多元通讯协定标准Modbus/EtherCAT/OPC-UA等,以串联诸多外部设备HMI/SCADA/Dashboard搜集的完整资料上传云端,并衍生出一系列X86-based /ARM-based HMI Panel PCs产品,以满足客户不同算力需求;若有不必即时显示资料者,也可透过PKX-module PLC-based/Wireless function Gateway等软硬体,与其他PLC控制器连网。


凌华科技产品经理何思坦表示,基於现今EtherCAT市占率已从30%提升至60%,凌华也顺势自主开发推出SuperCAT软体,可执行多达128轴向控制;同时结合Dashboard上层云端控制器,用於战情室、MES/ERP软硬体整合。进而利用捆绑式行销打造节能减碳的智慧工厂,推出PanKonix Series屏控一体机HMI可视化解决分案。


藉此利用PanKonix软体高度兼容性的优势,不仅可在硬体支援OT端Modbus、CANopen和其他自动化通讯协定,以串联EtherCAT I/O、步进马达及驱动器,将有助於使旧机器现代化;还能扮演Gateway资料交换中心的角色,与Beckhoff, BACnet, Delta, Mitsubishi和Panasonic等领先品牌的300多个主流PLC控制器和I/O模组通信,采集工厂基础层Raw Data资料,以协助实现客制化或跨HMI无痛升级。


对於希??采取PC-based控制EtherCAT的PLC设备,PanKonix也配备了内置的SuperCAT,整合了先进的运动控制功能;同时可以通过PLC直接控制EtherCAT运动和IO设备,提供高集成度,而无需额外的硬体,整合高阶运动控制,并最终降低TOC。


同时在IT端通过OPCUA/Restful API,将跨OT/IT领域取得设备可视化的动态资讯从生产车间无缝传输到云端;再经Ethernet与SCADA、MES和ERP服务轻松整合,进而优化生产分配、跟踪产品的生产流程,以提升整体设备效率(OEE);并允许通过智慧行动装置即时监控设备状态及接收异常通知,以达成设备生产资料的数位化、数据可视化,已成为智慧制造不可避免的趋势。


进而串联多种通讯协定Ethernet/OPCUA/MQTT/RESTful API、Ethernet Modbus TCP/IP构成的物联网技术,用来即时监测各种可能会影响工厂的环境品质因素,如粉尘、二氧化碳、温度和湿度、水资源等;并基於web的SQL资料伺服器,提供24小时工厂能耗监控记录,使工厂运行优化,确保运行现场的稳定性和安全性,打造实现碳中和的智慧工厂节能管理系统EMS,包括空调、照明、用电等能耗视觉化系统,以减少二氧化碳排放和工厂营运成本。


宜鼎工业储存嵌入加值 打造AI专用数据库


图3 : 宜鼎国际工控DRAM事业处??理胡??瑜
图3 : 宜鼎国际工控DRAM事业处??理胡??瑜

宜鼎国际则从最初以研发制造工控记忆体模组SSD、DRAM为主要业务,陆续投入工业电脑(IPC)、工业物联网(IIoT)等工控市场,且因为坚持掌握自主生产能力,打造高度自动化产线,而能保有产品低成本、少量多样等弹性生产优势,获得对於产地较为敏感的客户信任。


直到2017年投身AIoT领域之後,宜鼎也希??能利用既有硬体模组搭载AI软体,提供加值服务;并在2022年正式定位为AI解决方案供应商,整合内外部及子公司资源。进而推出嵌入视觉AI系统(Embedded Vision AI System),即结合电脑视觉(Computer Vision),透过摄影镜头辨识目标及量测;以及边缘AI(Edge AI)技术,让使用者不必再连线後端伺服器,即可在边缘运算装置使用AI模型,还可加入机器学习(Machine Learning)/深度学习(Deep Learning)等功能。


宜鼎国际??理胡??瑜进一步分析目前由宜鼎提供的AI解决方案架构,包括市场上既有边缘AI平台(AI Edge Platform)向下搭载宜鼎硬体记忆体模组与上层软体工具(iSeries Software Tool/SDK),整合操作系统和第三方软体开发商,提供加值服务。


进而针对AI实际应用,特别推出宜鼎自主开发IVIT、iCAP管理软体,前者强调让使用者不必编写程式,只要透过点选、托曳,即可用来训练AI模型。虽然并非目前市面上唯一图形化(GUI based)介面软体,却可支援跨平台多样AI模型训练完成後,散布到如智慧工厂或世界各地不同场域内的Edge Device。後者则属於远距监控软体,可让业者透过PC、行动装置等,一览各地Edge AI装置状态及管理,让客户可藉此加速转型进入AI领域。


库卡7大案例 促进智慧减碳生活有感


图4 : KUKA台湾库卡行销公关经理黄君颖(左)、业务主任黄启翔(右)
图4 : KUKA台湾库卡行销公关经理黄君颖(左)、业务主任黄启翔(右)

来自德国的自动化解决专家KUKA成立至今已达125周年,自2014年并购Swisslog之後,陆续跨足自动仓储、医疗等领域,藉以解决深入各行各业的缺工难题。并在1999年成立台湾库卡子公司以来,除了持续销售工业机器人的主要业务之外,也提供出借测试机台、标准或客制化教育训练课程及客服与保养方案;且於全球及时提供KUKA原厂部件,无论客户是在中国大陆,东南亚各国,当地KUKA都有专业技术与备品支援,以协助海外厂区布局。


台湾库卡公司业务主任黄启翔表示,面对国内外碳税/费压力,及台湾即将成立碳权交易所的浪潮里,KUKA如今在ESG及数位转型生产制造过程中,也能助客户一臂之力,包括:控制器KR C5 micro,比起前一代机型可节省近35%耗电量,且所需空间更小、更安全;KR QUANTEC系列机器人,比起KUKA在2010年之前生产的2000系列机器人,能让客户节省能源高达60%;倘若客户采用KUKA EcoMode,设定在与KUKA重型机器人KR Quantec标准运动模式相比,通常可减省5% ~10%、最高达到15%的电能消耗。


进而利用工业机器人实现工业4.0的必备能力,即「数位可视化服务」,提供客户从规划(KUKA.Sim)、产线运行(资讯汇出KUKA Device Connector;制程监控KUKA Asset Service/KUKA VCS)到维护(KUKA Remote Service/KUKA Xpert)的全方位数位化服务。


同时强调KUKA可支援多样化人机介面Interface、跨平台标准通讯协定,与机台PLC、HMI或上位IPC沟通,进而利用大数据实现智慧化生产。如透过IIoT连线至视觉化监控整线生产的资讯管理平台KUKA VCS(Visual Commissioning System),即时掌握机器人与周边设备状况、生产效能、问题监控与历史纪录,进而提升生产效率,并作为生产计划策略拟定依据。


另由台湾库卡行销公关经理黄君颖剖析KUKA机器人7大案例:金属加工、电池组装、医疗科技、餐饮服务(手冲咖啡)、建筑营造(水泥3D printing)、危险行业(高空清洁玻璃Skyline Robotics)、低温堆栈。以及加码其他2处意想不到的地方,如与比利时巨星Stromae合作,在演唱会上协同10具KUKA机器人动态表演;以及导入环球影城的哈利波特━禁忌之旅项目,让顾客坐在KUKA机器人上,并结合轨道、3D VR影像等,获得独特动态体验。


工研院推广数位工具盘查 加速智慧工厂净零转型


图5 : 工研院绿能所环境技术总监蔡振球
图5 : 工研院绿能所环境技术总监蔡振球

最後由工研院环境技术总监蔡振球说明,目前国际已有欧盟率先签署碳边境调整机制(CBAM)协议於今年5月17日生效,并将自10月1日开始管制钢、铝制品关联产业,包括其下游终端的螺丝等金属扣件的欧盟「进囗贸易商」课徵碳税,迫使其转向采购低碳产品。目前直到2025年12月31日期间仍属「过渡阶段」,提出「报告」(Reporting)的目标在於收集碳排相关数据,以便在未来管理时,CBAM能与EU排放交易体系(ETS)连结,确保碳管制与收费一致。


台湾则自今年2月15日总统公布将《温室气体减量及管理法》名称修正为《气候变迁因应法》,制订2024年碳费机制;4月20日更宣示将筹设碳交易平台,并於8月17日成立碳权交易所。蔡振球建议业者:「应首先确定问题,才能减少碳焦虑」。对企业而言,须先了解碳排放热点,再藉由成熟减碳作为或创新技术而「先减碳,後净零」,提升绿色竞争力。


工研院进而列出净零转型方案四步曲:「产业自我碳排体检,碳估算与碳盘查;专业能力建构,辅导建立计算能力;低碳思维融入生活,低碳产品绿生活;低碳路径阶段推进,节能与绿能并行。」如因应数位智造制造竞争新趋势,与国际净零议题的风起云涌,以数位工具加速净零制造已是普世价值,从单一厂商到全体供应链皆须「共好」的态势逐渐明显,企业经理人主管们须及早因应。


包括藉此强化专业能力建构,并透过数位工具加速自我碳盘点,而建立「减碳净零放」路径。将减碳阻力转化为企业成长新动力,以数位工具加速智慧制造的提升,并完成「绿色竞争力」的自我要求。在产业国际竞争压力下,企业宜采专业委外模式以缩短学习时间;藉由导入新思维而突破自我,加速内部资源整合,扩大市场新契机。


蔡振球剖析企业在「环境新思维」推行策略上,宜以数位化建立「基本流」,包含各类物质流、能源流及碳流、资讯流,采取「抓大放小」和「先简後繁」的顺序,分阶段逐渐累积执行成果,再形成故事以利行销推广。他强调:「这是一个要会做,更要会说的时代!」


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