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AWS串联端到云服务 助力实现智能工厂愿景

2020/06/18 - DIGITIMES企划

近年制造业者纷纷投入数码转型,使智能制造、智能工厂蔚为风潮。这些企业之所以拥抱智能化,无非希望利用大量数据探索产能与良率的改进之道,提升整体设备效率,并为最终客户提供产品之外更多附加价值。

为迎合上述趋势,AWS提出智能制造解决方案;不少人质疑,擅长云端服务的AWS根据什麽谈智能工厂?事实上AWS从2006年成为独立公司以来,最大客户一直是Amazon,协助母公司管理全球物流中心、配送中心,处理进货、出货、仓储管理等等事项,参与自动化和工厂管理的历程甚长;同时透过完整的云端服务,让Amazon在最高等级网安管控下,弹性开发各种优质服务,迅速部署到世界各地。

AWS认为智能工厂将为业主带来多重价值,除促进产能和流程最佳化外,还可藉助机器视觉技术强化品质检测,并实现预测性维修、Machine-as-a-Service、Digital Twin、设备综合效率(OEE)可视化等进阶效益。但在追求这些价值前,企业必须理解智能工厂到底造成什麽改变。

传统工厂内含不同生产线、设备,它们会将数据集中送到一些软件,再由设置于工厂旁边的数据中心收集数据,并以MES系统来管理设备;另一头是代表总部或管理单位的Enterprise端,利用ERP执行生产排程与资源管理,透过防火墙连结各地工厂。虽然各工厂的不同数据源都能连结总部ERP,但工厂与工厂之间仍各自独立,彼此生产效率不一致,只因每个厂各有一批人负责优化生产效率,惟各组人马的经验与能力不同,优化的成效就有差别。反观智能工厂,将所有信息整合到云端,总部管理者可轻易利用各种云端服务做快速比较,剖析各工厂形成高效率或低效率的原因,发现一些原本不知的改善方法,加速提升生产效率。

串联工厂、销售与研发,营造极致的智能生产效能

谈到智能工厂的建置,AWS支持两种方式,一是混合云架构,保留传统工厂管理机制,但把所有数据整合起来送往AWS Cloud;另一是纯云端架构,将大部分数据实时串流到云端、无限期储存,地端透过Edge服务来确保工厂正常营运。

AWS提供多元Edge服务,例如FreeRTOS部署于MCU芯片,负责收集传感器数据;AWS IoT Greengrass部署于ARM-base或Intel-base环境,负责传递信息;AWS IoT SiteWise部署于闸道装置,收集数据后、经Tag或运算等整理程序再上传云端;Snowball Edge藉由批次方式,将大量既有数据传递上云。这些服务皆可在Edge端独立运作,即便工厂联网的通讯受阻,也不会影响生产运作。

在云端,AWS也有多样的服务架构,譬如由AWS IoT Core负责与地端连线、验证和交换信息;凡需要做实时警示的需求,由AWS Lambda负责收集,再透过Amazon SNS立刻推播事件通知;大量产线数据可经由Amazon Kinesis集中储存至S3,形成数据湖,以利于后续执行机器学习建模、仪表板或报表展示等各种应用,亦可经由API Gateway提供信息给其他应用或移动设备。

另外AWS可提供参考蓝图,引领企业善用Edge-to-Cloud各项元件,建立完整智能工厂,进一步使工厂紧密串联产品销售端、产品设计端,构成「数据飞轮」,确保工厂制造的产品能适时对准各地客户需求,且恒常保持在精准产量,顺势缔造前所未见的极致商业价值。