工业4.0研究专案　用智能传感器执行生产设备监测

在博世的主导下，七个合作夥伴目前正联手推动AMELI 4.0 专案，开发未来互联制造，也就是工业4.0所需的传感系统。开发该系统的目的在于监测生产机器设备，以实时侦测设备是否异常。

藉由配备该系统，工厂可预防非计划性停机，而且公司可依设备实际需求执行精准的保养，不必墨守定期保养计划。在设备保养、检查与维修方面，预计可降低30%的成本。

AMELI 4.0研究专案的目的在于提升德国各公司在工业4.0方面的市场定位，因此，德国联邦教育暨研究部(BMBF)提供高达384万欧元的经费赞助此专案，同时也是德国「IKT2020创新研究」计划的一环。

传感器可蒐集生产设备的状态与性能等信息，可说是机器与工件的人工「眼睛与耳朵」，在推动工业4.0上扮演关键的角色。就制程而言，如果要推动智能管理，并提升互联制造，传感器必须要能够实时蒐集并处理大量的数据，同时尽可能提升能源效率，且可轻易地与复杂的生产系统整合。由于智能、弹性、价格与能耗等诸多限制因素，目前工业用的传感器无法符合工业4.0应用的需求。

为了达成AMELI 4.0专案目标，研究人员正在探索互联世界的关键技术之一：微机电传感器。今日，几乎所有汽车与消费性电子用品都配备了微机电传感器。举例而言，微机电传感器是ESP电子车身稳定系统的核心组件，也因为配备微机电传感器，当转动智能手机时，屏幕才会跟着转动。相较于传统工业传感器，微机电传感器无论在体积、智能、能源效率与价格都略胜一筹。

然而，还是在许多方面仍不够坚固或强大到得以满足当今工业环境的需求，也就是说生产系统状态监测还有尚待开发的潜在领域。AMELI 4.0研究团队计划进一步开发微机电传感器，以符合工业用需求。电力供应在这方面扮演关键的角色：新型系统无须用到电缆线或电池，其设计是透过设备振动产生所需的电力，完全达到能源自给自足。

为了监测生产设备，新型传感系统将可测量两种型态的噪音：一种是结构噪音，也就是设备内部振动噪音；另一种是音箱噪音，也就是设备所发出的噪音。设备异常时，振动频率会有不同，同时也会发出不同于正常运作时的声音，系统会把所测得的信号与事先储存的档案进行比对。系统会持续监测与学习，唯有侦测到瑕疵、磨损或磨耗的信号时才会有所反应。

随着科技发展，未来的传感系统将可侦测出设备是否必须实施保养或维修。就较为复杂的系统而言，这项评估作业可由闸道器(有时称为路由器)执行，传感器会把数据传输至闸道器，或是传输至工厂的电脑网络系统。

AMELI 4.0专案汇聚全球产业与学术界各领域菁英，合作夥伴共同推动创新科技，这些领域包括传感器科技、系统与机械工程、设备状态监测、能源转换及微型技术等。

博世公司是微机电传感器市场的领先者，目前正引领推动此研究专案，其他合作夥伴包括西门子公司、德国Hahn Schickard Gesellschaft(HSG)、弗劳恩霍夫协会生产系统与设计技术研究所(Fraunhofer Institute for Production Systems and Design Technology IPK)、宾德电子公司(Binder-Elektronik GmbH)、肖特米克罗莎公司(Schaudt Mikrosa GmbH)及Stackforce公司。德国于2015年12月开始推动AMELI 4.0专案，全案预计2018年底完成。